4数控加工的程序编制

第4章数控加工的程序编制

4.1数控编程的步骤4.2数控编程的方法4.3数控编程基础4.4数控加工的工艺处理4.5数控程序的结构和指令4.6图形交互自动编程2021/5/91数控编程的步骤成品图机床，材料，夹具机床机床数据成品图机床，材料，夹具机床机床数据刀具刀具数据材料切削速度几何数据外形尺寸技术数据切削速度进给速度加工工序2021/5/92数控编程的方法一.数控(NC)编程

数控编程指将加工零件的几何尺寸和机加工工艺参数变成CNC系统能识别的代码的过程。二.数控编程的方法

手工编程

自动编程三.数控编程的标准2021/5/93数控编程的方法手工编程

由人工完成编制零件加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺处理、数值计算到编写NC代码程序。自动编程

程序编制工作大部分或全部由计算机完成。编程人员只需根据零件图纸和工作要求，使用规定的数控语言或人机对话方式进行计算机输入，计算机就能自动进行处理，并计算出刀具的运动轨迹，编制出零件加工的数控代码程序。数控编程的方法2021/5/94

数控编程的标准

国际上通用的数控编程的标准有2种：ISO国际标准化组织标准EIA美国电子工业协会标准我国正式批准的数控标准是JB3208—83《数字控制机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》等。

由于各类机床使用的代码、指令，其含义不一定完全相同，因此编程人员还必须按照各自数控机床使用手册的具体规定来编制程序。注意：数控编程的方法2021/5/95数控编程基础1.数控机床的坐标系统2.数控机床的参考点3.绝对坐标与增量（相对）坐标2021/5/96坐标系统2021/5/97右手直角笛卡尔坐标系+X+Y+Z+X、＋Y或＋Z+A、＋B或＋C坐标系统2021/5/98坐标系统

当刀具移动时，移动的方向和轴的方向是相同的。坐标系统2021/5/99坐标系统

当工件移动时，移动的方向和轴的方向是相反的。坐标系统2021/5/910坐标系统的确定在ISO标准中统一规定采用右手直角笛卡尔坐标系对机床的坐标系进行命名。通常在命名或编程时，不论机床在加工中是刀具移动，还是被加工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标的正方向。坐标轴判定顺序：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。坐标轴名（X、Y、Z、A、B、C）不带“′”的表示刀具运动；带“′”的表示工件运动。坐标系统以工件为基准坐标系统2021/5/911Z轴在数控机床坐标系中，主轴的轴线一般是Z轴。Z轴垂直于工件装卡面。主轴带动刀具旋转：铣、钻。坐标系统2021/5/912X轴在X、Y轴中，主要进给方向是X轴。X轴是定位面的主轴，与工件装卡面平行，主要作水平运动。坐标系统2021/5/913X轴为了确定X轴，将机床分成 有工作轴刀具旋转的机床（钻、铣、镗、攻丝机）工件旋转的机床（车、磨） 无工作轴（刨、线切割机）坐标系统2021/5/914刀具旋转的机床

当从主轴看工件时，如果Z轴是水平的，则正X轴向右移动。图显示的是在卧式升降台铣床的X轴的正向情况。坐标系统2021/5/915刀具旋转的机床

在单立柱机床，如果Z轴是立式的，当从主轴向立柱看时，正X轴向右移动。图显示的是一台立式升降台铣床。坐标系统2021/5/916刀具旋转的机床

对于双立柱机床，如果Z轴是立式的，当从主轴向左立柱看时，正X轴向右移动。图举例说明对于双立柱机床如何确定X轴的正向。坐标系统2021/5/917工件旋转的机床

对于车床或磨床，X轴径向于工件轴，并且平行于横向导轨。正X轴由工件轴向主刀架移动。坐标系统2021/5/918无工作轴的机床X轴平行于加工方向。X轴的正向是主加工方向。坐标系统2021/5/919数控机床的参考点1.机床零点M2.工件零点W3.编程零点4.定位点A5.参考点R6.刀具相关点（F，P）2021/5/920机床零点M是机床坐标系统的坐标原点。该点被机床的制造者预先设定并且不能更改。在机床零点的基础上测量整个机床。是其他坐标系和参考点如工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。数控机床的参考点2021/5/921机床零点M数控机床的参考点2021/5/922工件零点W工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧）的位置而建立的坐标系。工件零点是工件坐标系统的原点。能被编程者选定并且能在NC程序中被修改。数控机床的参考点2021/5/923工件零点选用原则1.选在工件图样的尺寸基准上。是可以直接用图纸标注的尺寸，作为编程点的坐标值，减少计算工作量。数控机床的参考点2021/5/924工件零点选用原则2.能使工件方便地装卡、测量和检验。3.尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上。这样可提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。如铣床，工件零点被设置在参照表面的交点处。数控机床的参考点2021/5/925工件零点选用原则4.对于有对称的几何形状的零件，工件零点最好选在对称中心点上。数控机床的参考点2021/5/926编程零点编程零点也是程序零点。一般对于简单零件，工件零点就是编程零点。形状复杂零件需编制几个程序或子程序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置上。数控机床的参考点2021/5/927零点的转移坐标系统原点位于机床零点M。由于工件零点与机床零点很少相同，所有工件的坐标通常要转换成原点位于机床零点的坐标系统值。编程者可使用命令G53～G59使坐标系统原点从机床零点M转换到工件零点。在加工操作前，移动到零点的不同轴向的距离必须确定，同时必须输入到CNC系统的零点转移寄存器中。数控机床的参考点2021/5/928零点的转移

对于铣床，机床零点通常位于工作台的上边。数控机床的参考点2021/5/929零点的转移

对于车床，机床零点在主轴的端部，安有卡盘。这里，通常只是Z方向的零点转换。数控机床的参考点2021/5/930定位点A能通过NC编程者选定。是工件的装卡点，是在待加工工件接触面上可任选的一个点。工件的接触面是原始工件紧贴在机床工作台挡铁或夹具挡铁上的面。数控机床的参考点2021/5/931定位点A数控机床的参考点2021/5/932参考点R是机床加工运动的极限点。由限位开关来设定，并由机床制造商确定。是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点。对于一个增量测量设备说来，必须要有一个参考点。数控机床的参考点2021/5/933参考点R数控机床的参考点2021/5/934滑板参考点F

对于车床，滑板参考点在滑板上，从该点测量出刀具点“P”。数控机床的参考点2021/5/935主轴参考点F

对于铣床，主轴参考点在主轴上，从该点测量出刀具点“P”。数控机床的参考点2021/5/936刀具点P

刀具点是切削边的测量点。当测量和输入刀具修正因素后，控制系统能识别该点。

图显示的是车床、铣床和钻床刀具点的位置。数控机床的参考点2021/5/937切削边的位置对于某项任务（如：修正刀具轨迹），除了刀具点，一个CNC系统需要附加信息确认刀具半径的中心和切削边的位置。切削边的位置描述了与刀具半径中心S有关的刀具点P的位置。它被标以字母“L”或“P”（如L3或P5），取决于厂商的控制系统。数控机床的参考点2021/5/938切削边的位置

对于车床，相对于切削半径中心，存在9种不同的刀具点位置。数控机床的参考点2021/5/939切削边的位置

对于钻和铣刀，刀具半径中心“S”和刀具点“P”是相同的。此处，刀具位置是0或9。数控机床的参考点2021/5/940绝对坐标与

增量（相对）坐标绝对坐标系相对坐标系2021/5/941数控加工的工艺处理1.根据零件的加工要求，确定加工方案，选择适合的机床。2.确定零件的装卡方法并选择夹具。3.确定对刀点和换刀点。4.工序划分。5.加工余量的确定。6.选择走刀路线。7.选择加工刀具。8.切削用量的确定。

应根据实际情况和具体条件，充分发挥数控机床的功能，采用最完善、最经济、最合理的工艺方案。工艺处理涉及的问题很多，编程人员要注意以下几点。

2021/5/942对刀点“对刀点”是数控加工中刀具相对于工件运动的起点。程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也称作“程序原点”或“程序起点”。选择对刀点的原则选择的对刀点要便于数学处理和简化程序编制对刀点在机床上容易校准加工过程中便于检查引起的加工误差小数控加工的工艺处理2021/5/943换刀点

在数控车床、数控铣床等使用多种刀具加工的机床上，工件加工时需要经常更换刀具，在程序编制时，就要考虑设置换刀点。换刀点应根据工序内容的安排。换刀点的位置应根据换刀时刀具不碰伤工件、夹具和机床的原则而定。一般换刀点应设在工件或夹具的外部。数控加工的工艺处理2021/5/944对刀点和换刀点示例数控加工的工艺处理2021/5/945工序划分

在数控机床上加工零件，工序比较集中。在一次装夹中，应尽可能完成全部工序。常用的工序划分方法有：①按先粗后精的原则划分工序，这样可减少粗加工变形对精加工的影响。②按先面后孔的原则划分工序，这样可提高孔的加工精度，避免面加工时引起的变形。③按所用刀具划分工序，这样可减少换刀次数，缩短空行程，减少不必要的定位误差和减少换刀时间。

数控加工的工艺处理2021/5/946加工余量

加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件（图纸）尺寸之差。零件加工就是把大于零件（图纸）尺寸的毛坯实体加工掉，使加工后的零件尺寸、精度、表面粗糙度均能符合图纸的要求。通常要经过粗加工、半精加工和精加工才能达到最终要求。数控加工的工艺处理2021/5/947加工余量的确定加工余量的确定应根据下列条件：1）应有足够的加工余量，特别是最后的工序，加工余量应能保证达到图样上规定的精度和表面粗糙度要求。2）应考虑加工方法、装夹方式和工艺设备的刚性，以及工件可能发生的变形。过大的加工余量反而会由于切削抗力的增加而引起工件变形加大，影响加工精度。3）应考虑零件热处理引起的变形，适当的增大加工余量，否则可能产生废品。4）应考虑工件的大小。工件越大，由切削力、内应力引起的变形也越大，加工余量也相应增大。5）在保证加工精度的前提下，应尽量采用最小的加工余量总和，以求缩短加工时间，降低加工费用。数控加工的工艺处理2021/5/948走刀路线走刀路线是指加工过程中刀具（严格说是刀位点）相对于被加工零件的运动轨迹。即刀具从对刀点（或机床原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。确定走刀路线，主要是确定粗加工及空行程的走刀路线，因为精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。数控加工的工艺处理2021/5/949走刀路线确定走刀路线的原则确定最短走刀路线孔加工走刀路线的分析铣削走刀路线的分析车削走刀路线的分析数控加工的工艺处理2021/5/950走刀路线？？？。。。如何确定2021/5/951确定走刀路线原则在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，可节省整个加工过程的执行时间，减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部位的磨损等。保证零件的加工精度和表面粗糙度。方便数值计算，减少编程工作量。尽量缩短走刀路线，减少空行行程，能使程序段数减少。走刀路线2021/5/952最短走刀路线的确定最短的空行程路线最短的切削进给路线走刀路线2021/5/953最短的空行程路线1.巧用起刀点（a）（b）最短走刀路线的确定2021/5/954图例分析图a图示是采用矩形循环方式进行粗车的一般情况。其对刀点A的设点是考虑到精车等加工过程中需方便地换刀，故设置在离工件较远的位置处，同时将起刀点与对刀点重合在一起。图b图示中巧妙地将起刀点与对刀点分离，并设于图示点B位置，仍按相同的切削用量进行三刀粗车。由于三刀粗车的行程明显减小，所以b图走刀路线比a图短。

最短走刀路线的确定2021/5/955最短的空行程路线2.巧设换（转）刀点为了考虑换（转）刀的方便和安全，有时将换（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处。3.合理安排“回零”路线在编制复杂轮廓的加工程序时，应使前一刀终点与后一刀起点间距离尽量减短，或者为零。最短走刀路线的确定2021/5/956最短的空行程路线4.巧妙安排空行程进给路线对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执行时间对生产率的提高影响较大。（a）（b）（c）最短走刀路线的确定2021/5/957最短的切削进给路线可有效地提高生产效率，降低刀具的磨损等。（a）（b）（c）最短走刀路线的确定2021/5/958图例分析最短走刀路线的确定图a利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿工件轮廓进行走刀的路线。图b利用程序循环功能安排的“三角形”走刀路线。

图c利用矩形循环功能而安排的“矩形”走刀路线。结果：经分析和判断后可知矩形进给路线的走刀长度总和最短。因此，在同等条件下，其切削所需时间（不含空行程）为最短，刀具的磨损最小。另外，矩形循环加工的程序段格式也较简单，所以这种进给路线的安排，在指定加工方案上应用较多。

2021/5/959孔加工走刀路线的分析孔加工的尺寸关系位置精度要求高的孔走刀路线的确定走刀路线2021/5/960孔加工的尺寸关系Zd——被加工孔的深度ΔZ——刀具的轴向引入距离Zp＝Dcotθ/2＝0.3DZf——刀具轴向位移量，即程序中的Z坐标尺寸,Zf＝Zd＋ΔZ＋Zp

刀具的轴向引入距离ΔZ的经验数据为：已加工面钻、镗、铰孔ΔZ＝1mm～3mm毛面上钻、镗、铰孔ΔZ＝5mm～8mm攻螺纹时ΔZ＝5mm～10mm钻孔时刀具超越量为1mm～3mm孔加工走刀路线的分析2021/5/961位置要求精度高的孔走刀路线

对于位置精度要求高的孔系加工，特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接影响孔的位置精度位置精度。

孔加工走刀路线的分析2021/5/962位置要求精度高的孔走刀路线ab孔加工走刀路线的分析2021/5/963图例分析图a由于IV孔与I、II、III孔的定位方向相反，无疑x向的间隙会使定位误差增加，而影响IV与III孔的位置精度。

图b当加工完III孔后没有直接在IV孔处定位，而是多运动了一段距离，然后折回来在IV孔处进行定位，这样I、II、III与IV孔的定位方向是一致的，IV孔就可以避免反向间隙误差的引入。从而提高了III孔与IV孔的孔距精度。

孔加工走刀路线的分析2021/5/964铣削走刀路线的分析轮廓铣削走刀路线的确定铣削凹槽的走刀路线分析铣削曲面的走刀路线分析走刀路线2021/5/965轮廓铣削走刀路线的确定

铣削时，为减少接刀的痕迹，保证轮廓表面的质量，对刀具的切入和切出要仔细设计。

铣削外轮廓时采用外延法。铣削封闭内轮廓时，可采用内延法，但如果轮廓曲线不允许延伸，刀具只能沿着轮廓曲线的法向切入和切出，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。铣削走刀路线的分析2021/5/966铣削凹槽的走刀路线分析（a）（b）（c）采用行切法加工凹槽。采用环切法加工凹槽。

先采用行切法，最后再环切一刀光整轮廓表面，加工效果好。

铣削走刀路线的分析2021/5/967铣削曲面的走刀路线分析

铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定。（a）（b）铣削走刀路线的分析2021/5/968图例分析图a采用此加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。图b采用此加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。铣削走刀路线的分析2021/5/969车削走刀路线的分析车圆锥的加工路线分析车圆弧的加工路线分析车螺纹时轴向进给距离的分析走刀路线2021/5/970车圆锥的加工路线分析圆锥大径为D

小径为d

锥长为L终刀距S

背吃刀量ap（a）（b）（c）车削走刀路线的分析2021/5/971图例分析图a此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。图b按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。图c为斜线加工路线，只需确定了每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。车削走刀路线的分析2021/5/972车圆弧的加工路线分析车削走刀路线的分析（a）（b）（c）（d）2021/5/973图例分析图a为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。图b为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。此法数值计算较繁，刀具切削路线短。图c图d为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图d加工时，空行程时间较长。车削走刀路线的分析2021/5/974车螺纹时轴向进给距离的分析

一般δ1为２mm～5mm，螺距大和精度高时取大值，反之取小值；δ2一般为δ1的1/3到1/5。这样保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。若螺纹收尾处没有退刀槽，收尾处的形状与数控系统有关，一般按45°退刀收尾。车削走刀路线的分析2021/5/975选择加工刀具数控加工的工艺处理

尽可能选用硬质合金刀具或性能更好的更耐磨的带涂层的刀具。当连续切削平面时，粗铣刀宜选较小直径的铣刀，精铣刀宜选较大直径铣刀，最好能包容待加工面的整个宽度。加工余量大，且加工面又不均匀时，刀具直径要选得小些，否则当粗加工时会因接刀刀痕过深而影响加工质量。铣平面轮廓用平头立铣刀，铣空间轮廓时选球头立铣刀。选择刀具时，要规定刀具的结构尺寸，供刀具组装预调使用；还要保证有可调用的刀具文件；对选定的新刀具应建立刀具文件供编程用。2021/5/976切削用量的确定

可根据实际经验或查阅有关手册。数控机床的使用说明书上一般都会给出切削参数的推荐值。1.主轴转速n根据切削速度v(m/min)来选定2.进给速度F(mm/min)3.切削深度4.对于表面粗糙度和精度要求高的零件，要留有足够的精加工余量。数控机床的精加工余量可比普通机床小一些。

D——刀具(或工件)直径(mm)

V——切削速度，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料及刀具的材料和刀具的耐用度等因素。

数控加工的工艺处理2021/5/977数控程序的结构和指令1.程序的组成2.主程序和子程序

3.绝对坐标系和增量（相对）坐标系

4.G代码5.M代码

2021/5/978程序的组成程序是由程序号、程序段和其他相应的符号组成。程序号是加工程序的开始，每个数控系统都有自己定义的程序号，如有的采用%，而程序结束则以M02或M30来表示。每个程序段由一个或多个指令构成，它组成了完成数控机床所需的某一特定动作的全部指令。由若干程序段组成程序的全部。程序号程序段程序结束程序的组成2021/5/979程序段说明1.语句号字N：范围0000～99992.准备功能字G:使数控系统做某种操作，用G和两位数字表示。3.尺寸字：由坐标轴参数值X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、I、J、K、A、B、C、D等与+、-符号的数字组成。带或不带小数点，由各数控系统规定。

4.F功能：代表进给功能，由F和若干数字组成，单位是mm/min或mm/r(转)，由数控机床编程说明书中指定的来决定。

N-G-X-Y-……F-S-T-M-语句号字准备功能字尺寸字进给功能字主轴转速字刀具功能字辅助功能字程序的组成2021/5/980程序段说明5.S功能：代表主轴转速，由S和若干数字组成，其单位可以是转速(r/min)，也可以是切削速度(m/min)，也有的用代码表示。

6.刀具功能字T：由T加若干位数字组成，表示刀号或刀号加刀具补偿号。一般T后面带2位数字或4位数字。2位数字代表刀具号(01～99)。4位数字时，前2位表示刀具号，从01～99；后2位表示刀具补偿寄存器的地址号，也从01～99。7.辅助功能M：由M加2位数字表示。各种数控系统的M功能不完全相同，编程时必须了解所使用的数控系统的M功能。

N-G-X-Y-……F-S-T-M-语句号字准备功能字尺寸字进给功能字主轴转速字刀具功能字辅助功能字程序的组成2021/5/981地址符

功能代码意义程序号O、P程序编号，子程序号的指定顺序号N程序编号（程序段号）准备功能G指令动作方式（直线圆弧等）坐标字X、Y、Z基本直线坐标轴的移动指令U、V、W第一组附加直线坐标轴的移动指令P、Q、R第二组附加直线坐标轴的移动指令A、B、C基本旋转坐标轴的旋转指令I、J、K圆弧中心坐标或螺距指定进给速度F进给速度的指令主轴功能S主轴旋转速度的指令刀具功能T刀具编号的指令辅助功能M机床开/关指令，指定工作台分度等B补偿号H、D补偿号指定暂停P、X暂停时间指定重复次数L子程序及固定循环的重复次数圆弧半径R实际上是坐标字的一种程序的组成2021/5/982主程序和子程序

嵌套：一个子程序还可以调用另一个子程序。嵌套次数不能太多，每个数控系统对允许的嵌套次数都有规定。子程序代码为L，编号为1～99。子程序结束的代码为M22，有的为M17，由各数控系统自行定义。

数控程序的结构和指令2021/5/983绝对坐标系和

增量（相对）坐标系绝对坐标：刀具(或工件)运动位置的坐标是相对于固定的坐标原点给出的。增量(或相对)坐标：如果刀具(或工件)运动位置的坐标值是相对于前一位置(或起点)，而不是相对于固定的坐标原点给出的。常用代码表中的U、V、W表示，它们分别与X、Y、Z平行且同向。（a）绝对坐标（b）增量坐标数控程序的结构和指令2021/5/984G代码－准备功能指令1.基本移动指令：G00、G01、G02/G032.与坐标系有关指令：

G90、G91、G53~G59及G92、G17/G18/G193.刀具补偿指令：G40/G41/G42、G43/G44、4.螺纹切削指令：G33、G34、G355.进给速度设置指令：G94、G956.其他：G04、G81~G89、G96、G97

由G和其后的2位数字组成，从G00～G99共100种。它指令机床将作何种加工操作。数控程序的结构和指令2021/5/985G00快速点定位

命令刀具（或工件）从所在点以快速进给方式移动到目标点。移动速度已由工厂预先设定，不能用程序指令来改变，其后不需F地址符及数字。只是快速定位，不能用于切削加工。

G00一般用于刀具快速趋近加工目标或快速退刀。

范例：N0070…N0080G00X32.0Z2.0N0090…

G代码2021/5/986G01直线插补

用于产生直线或斜线运动。指令刀具（或工件）沿X、Y、Z方向执行单轴运动或在各坐标平面内执行具有任意斜率的直线运动，以输入的进给速度直线移动到程序中的目标点。也可使机床三轴联动，沿任意空间直线运动。范例：（单位：mm）N0070…N0080G00X10.0Z2.0（刀具起始点）N0090G01Z-10.0F0.1（目标点1）N0100X30.0Z-25.0（目标点2）N0110…

G代码2021/5/987G02G03I——J——K——R——

G02/G03圆弧插补

指令刀具（或工件）在各坐标平面内，以输入的进给速度，以圆弧形式移动到程序中的目标点，圆心点坐标通过插补参数I、J、K确定，半径由地址R或（B）后的数值确定。执行圆弧运动。

G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。

程序格式为：

G17G18X（U）——Y（V）——Z（W）——FG19注：G17、G18、G19指定圆弧加工所在的平面。当机床只有一个坐标平面时，平面指令可省略；当机床具有三个坐标时，G17可省略。G02、G03为圆弧旋转方向。

G代码2021/5/988G02/G03圆弧插补G代码2021/5/989G02/G03圆弧插补圆心坐标I，J，K内插补参数X，Y，Z轴平行于1.G013.I，J，K(M99)2.G02/G03G代码2021/5/990G02/G03圆弧插补I，J，K圆弧插补的圆心参数。为圆弧的起点到圆心分别在X，Y，Z坐标轴上的投影值。绝大多数是以增量值规定的。G代码2021/5/991G02/G03圆弧插补G代码2021/5/992G02/G03圆弧插补范例：（单位：mm）N0070…N0080G01X28Z-20F0.3（起点）N0090G03X38Z-25I0K-5N0100…

注：SP：圆弧加工的起点ZP：圆弧加工的终点MP：圆弧中心G代码2021/5/993G02/G03圆弧插补当使用半径编程时应注意：①对整圆而言，圆弧起始点就是终点，不能使用半径编程。②输入半径若为正值则表示小半圆圆弧；若为负值则表示大半圆圆弧。因为由起点到目标点，按同一方向（顺时针方向或逆时针方向）以半径R作圆，有两种答案，故规定圆心角α>180°时，R值用负值表示；α≤180°时，R值用正值表示。

G代码2021/5/994G90绝对值编程

在绝对测量编制中，所有尺寸参照一个固定点（在许多情况下是工件零点W）。数字值结合一个给定的路径命令（如G00，G01，G02，G03等）指示坐标系统中的目标点的位置。一般数控系统在初态（开机时状态）时自动设置为G90绝对值编程状态。范例：N10…N20G90G00X80Z60N30…

G代码2021/5/995G91相对值（增量值）编程

相对编程（也就是零点浮动的编程），坐标的数字值与移动的路径等距离值。符号指明移动的方向。范例：N10…N20G91G00X50Z-30N30…

G代码2021/5/996G90/G91

有的数控系统为了编程尺寸计算方便，可以允许采用绝对尺寸和相对尺寸混合编制，即允许在同一程序段内即可用绝对尺寸来表示，也有用相对尺寸来表示。这样就不用G90或G91来进行绝对或相对编程设定，而采用地址符X、Y、Z表示绝对尺寸，地址符U、V、W表示相对尺寸。范例：N10…N20G91G00X50Z-30N30…

G00X70W30

或G00U50Z70

或G00U50W30

G代码2021/5/997G53-59及G92零点偏移G54～G59——均为零点移位。在程序内调用存储在控制器内的各基准点的坐标移位值，即工件零点应预先设置在相应的寄存器中供程序调用。

G53——取消G54～G59。数控机床设计有机床原点（或称机床零点）。这是进行设计和加工的基准，但有时利用机床原点编制零件的数控加工程序并不方便。原点设置值事先存入G54～G59对应的存储单元中，在执行程序时，遇到G54～G59的指令后，便将对应的原点设置值取出参加计算。G代码2021/5/998G53-59及G92零点偏移

使用零点偏移使初始坐标系统，也就是机床启动后的机床零点，偏移到NC机床工作区域中的任意点。通过命令G53-G59，此偏移在NC零件程序中生效。新零点一般为工件零点W。此点成为用于编程的新参考系统的原点。G代码2021/5/999G53-59及G92零点偏移

零点的偏移是指编程零点的转移。可调整的零点偏移，由于偏移值被直接输入到零点偏移寄存器中，是不能在零件程序中被更改的。也有可能将偏移值直接写入NC程序（例如使用命令G59）。这样做的优点是对于一个给定的工件偏移值总能跟随它的NC零件程序。这是避免错误的一个简单方法（不正确的零点偏移经常导致碰撞）。G代码2021/5/9100G53-59及G92零点偏移

取决于控制系统的类型，存在以下可能状况：

A.直接编制零点偏移的值在此种情况下，偏移值被直接写入到G命令，告知相应的轴地址。范例：零点在三个方向转移N10…N20G59X40Y80Z50N30…

G代码2021/5/9101G53-59及G92零点偏移B.G92程序设置工件零点偏移

按照刀具当前位置与工件原点位置的偏差，设置当前刀具位置坐标。该指令的本质是建立工件坐标系。当用绝对尺寸编程时，必须先用指令G92设定机床坐标与工件编程坐标的关系，确定零件的绝对坐标原点，同时要把这个原点设定值存储在数控装置中的寄存器中，以作为后续各程序绝对尺寸的基准。该指令只改变刀具当前位置的用户坐标，不产生任何机床运动。G92为续效指令。范例：N10…N20G92X40Y80Z50N30G59N40…

G代码2021/5/9102G53-59及G92零点偏移

设置零点偏移的一个最佳方法是调整和设置零点转移相结合。例如：在相同的车床上加工不同长度的工件，并且总是使用相同的卡盘。由于所有工件被固定在卡盘相同的表面上，确认此表面为定位点（参考点）。偏移值ZMA（机床零点和定位点间的距离）被输入到寄存位置1。如果G54现在被写入到NC零件程序，零点将被移动到定位点。由于被加工的工件具有不同的长度，方便的方法是将工件的长度值作为一个设置的零点转移值。AG代码2021/5/9103

命令G54将零点从机床零点偏移到工件零点A。G92将值Z60输入到寄存位置5。G59将零点从当前工件零点A移动到新的工件零点W。注意：此情况下，G54值没有被覆盖；取代的是寄存位置1和5的偏移值被添加到一起。（G54和G59属于G命令中不同的组－它们不能相互取消）。

A范例：N10…N20G54（参考点）N30G92Z60N40G59（工件零点）

G53-59及G92零点偏移G代码2021/5/9104

这种指令用作选择平面，在那些主要平面（或平行于主要平面的平面）上作直线与圆弧插补及刀具补偿。有的数控系统只有在一个坐标平面内加工的功能，则在程序中，只写出坐标地址符及其后面的尺寸，不必书写坐标平面指令。

G17指定零件进行XY平面加工。对于立式铣床，G17是缺省的设置。机床开启自动激活G17命令。选择G18，G19分别为ZX，YZ平面上的加工。AG17/G18/G19坐标平面选择G代码2021/5/9105

刀具半径补偿是指铣刀刀具半径或车刀刀尖圆弧半径的补偿。在数控机床的加工中，数控系统所控制的刀具运动轨迹并不是切削点的轨迹，而是刀具刀位点的运动轨迹。在一个NC程序中的路径信息通常是描述所需的工件形状（外形）。为了外形被精确地加工，刀具的中心点必须沿一个与工件外形保持常量距离（刀具半径）的路径。这是一个等距离路径。若不进行刀具补偿，则要根据零件图计算出刀具刀位点的运动轨迹，使编程复杂化。使用G41或G42后，数控系统可根据刀具号调出存储的相应刀具参数和输入的工件轮廓尺寸，自动计算出相应刀具刀位点的运动轨迹。AG40/G41/G42

刀具半径(或直径)补偿

G代码2021/5/9106AG40/G41/G42

刀具半径(或直径)补偿

G41

——左偏刀具半径补偿（或直径补偿）。沿刀具运动方向看(假设工件不动)，刀具位于零件左侧时的刀具半径(或直径)补偿。G代码2021/5/9107AG40/G41/G42

刀具半径(或直径)补偿

G42——右偏刀具半径补偿(或直径补偿)。沿刀具运动方向看(假设工件不动)，刀具位于零件右侧时的刀具半径(或直径)补偿。G代码2021/5/9108AG40/G41/G42

刀具半径(或直径)补偿

G40——刀具半径补偿(或直径补偿)撤消。不能直接切换G41和G42。

对于车削加工为刀尖半径补偿，刀具运动轨迹指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧的中心位置，这在程序原点设置时就需要考虑。对于数控加工使用的车刀，刀尖通常是一段半径Rs很小的圆弧，而假设的刀尖点P（一般是通过对刀仪测量出来的）并不是刀刃圆弧上的一点。因此，在车削锥面、刀角或圆弧时，可能会造成切削加工不足（不到位）或切削过量（过切）的现象。G代码2021/5/9109刀具半径补偿执行

的建立与取消

在很多情况下，建立刀具路径校正通常必须结合一个直线移动命令（G00，G01）。刀具由起刀点以一定的进给速度接近工件，补偿偏置方向由G41或G42确定。刀具撤离工件，回到退刀点，取消刀具半径补偿。起刀点与退刀点应位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点与推出点较近且偏置于零件轮廓延长线上，2点可相同，也可不同。

范例：N00…N10G00X25Z2G42（点1）N20G01X26Z0（点2）N30X30Z-2（点3）N40Z-30（点4）N50X50Z-50（点5）N60G00X80Z20G40N70…

G代码2021/5/9110AG43/G44

刀具长度补偿

刀具偏置并非刀具的长度，而是从工件上表面至刀具底端的距离。刀具偏置通常是在设置运行程序时输入。

CNC机床中使用两种刀具偏置的基本方法，一些控制系统将偏置与刀具分开，即调用刀具时其程序中对应刀具的偏置必须分别调用。另外一些控制系统中，偏置与刀具长度信息一同输入控制系统，调用刀具时自动调用其偏置。

刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（即Z方向）的补偿，它可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即

实际位移量＝程序给定值±补偿值

G43为程序值+补偿值G44为程序值-补偿值用G40撤消G43，G44G代码2021/5/9111G33——等螺距螺纹切削

G34——增螺距螺纹切削

G35——减螺距螺纹切削

AG33/G34/G35

螺纹切削指令

只有在主轴上安装脉冲编码器或通过同步齿形带脉冲编码器的数控机床，才能进行螺纹切削，此时该指令确定了主轴转速和刀具进给速度间的相互关系，从而使工作进给速度与主轴转速直接联系起来。在数控机床上加工螺纹时，沿螺距方向（Z向）进给速度与主轴转速有严格的匹配关系。开始加工螺纹时有一个加速过程，而退出时有一个减速过程，为避免在进给机构加减速过程中切削，因此要求加工螺纹时，应留有一定的导进与导出距离。导进量与导出量的数值与进给系统的动态特性和螺纹精度及螺距有关。一般导进量P1＝2mm～5mm，导出量P2＝（1/4～1/2）P1。当螺纹收尾处没有退刀槽时，可按45º退刀收尾。

G代码2021/5/9112

左螺纹和右螺纹通过指定主轴旋转的方向（M03顺时针，M04逆时针）被编制。

螺纹螺距的单位是mm/r，在I，J，K地址下，相应于轴向X，Y，Z。

G33/G34/G35

螺纹切削指令G代码2021/5/9113G33等螺距螺纹切削

使用指令G33可以进行单线或多线的普通螺纹、端面螺纹和锥螺纹的加工。在G33命令保持有效时，最后的进给设置，也就是设置的进给速度（显示在控制面板）不考虑。主轴的旋转方向和旋转速度必须被输入到实际螺纹切削操作程序前的程序块中，这样主轴加速到设置的速度优于其他任何刀具的动作。G代码2021/5/9114G33等螺距螺纹切削

使用G33切削一个纵向螺纹。在调用G33前，主轴的旋转方向和旋转速度必须被设置（程序块10：G97－常量的旋转速度；M03－主轴顺时针；S500－500r/min）。螺纹螺距是1mm。范例1：纵向螺纹（圆柱）（单位：mm）N10G97M03S500N20G00X32Z3（点1）N30X28（点2）N40G33Z-33K1.0（点3）N50G00X32（点4）N60…G代码2021/5/9115G33等螺距螺纹切削

范例2：锥螺纹（纵向）（单位：mm）N10G97M03S500N20G00X55Z3（点1）N30X30（点2）N40G33X49.8Z-37K2（点3）N50G00X55（点4）N60…

锥螺纹，目标点的坐标（X，Z）必须被说明。螺纹的螺距被输入到地址K的下面。在此范例中螺距是2mm。G代码2021/5/9116G33等螺距螺纹切削

范例2：端面螺纹（单位：mm）N10G97M04S500N20G00X56Z3（点1）N30Z-1（点2）N40G33X14I2（点3）N50G00Z3（点4）N60…

端面螺纹，必须注意进给方向与X轴向是相同的。因此螺纹螺距必须设置在地址I下。螺纹是2mm。G代码2021/5/9117G34增螺距螺纹切削

范例:初始螺距2mm螺距改变：0.1mm/rev（单位：mm）N10…N20G34Z50K2F0.1N30…螺纹的每个螺纹距通过设置地址F的值被恒定增长。

G代码2021/5/9118G35减螺距螺纹切削

范例:初始螺距：10mm螺距改变：0.5mm/rev（单位：mm）N10…N20G35Z50K10F0.5N30…

由地址F设置的值确定螺纹的每个螺距的减少。G代码2021/5/9119G94进给速度

单位为mm/min

范例:N10…N20G94F300（进给速度是300mm/min）N30…

当使用命令G94时，在地址F下的所有数字值被理解成单位为mm/min。进给值保留在程序中除非新的进给值被设置。由于铣床的进给速率单位通常描述为mm/min，对于此机床G94是缺省的设置。G94命令保持生效直到被同组的命令（如G95）所取消。G代码2021/5/9120G95进给速度

单位为mm/rev

如果命令G95被使用，在地址F下的所有数字值被理解成单位为mm/re。在车或钻操作下，进给速率单位常给定为mm/r，因此对于这些机床G95命令是缺省的设置。

G代码2021/5/9121G04暂停

例如：锪平底孔加工，孔底有粗糙度要求，为满足要求，可用G04指令，使锪钻在锪到孔底时空转几转。该指令使刀具暂停一段时间间隔。此功能只在本程序段内有效。适用于车削环槽、锪平面。钻孔等光整加工。

G代码2021/5/9122G81~G89固定循环

包括钻孔循环，纵向切削循环，横向切削循环，车螺纹循环等，不同的数控系统定义的固定循环代码不尽相同。G代码2021/5/9123G96恒切削速度

众所周知，在常量的主轴速度下，切削速度将根据工件直径更改。较大的直径（在常量速度下），切削速度将高一些。当端面在常量速度，逼近中心切削速度将显著下降直到最后到达0（如果切削刀具从外部移动到内部）。然而，如果使用命令G96，控制系统将根据工件直径调整主轴的速度。当直径减少时，主轴速度将增加。因此，在整个直径范围下一个常量切削速度被获得。

G96保证刀具与工件表面的切削速度恒定，提高工件表面光洁度和生产率。用于工件精度、表面粗糙度要求较高或工件的精加工、半精加工。在使用G96之前，必须对机床的主轴转速加以限制。此命令主要应用于车床。

G代码2021/5/9124G97恒转速G97用于粗加工或工件直径变化不大的工件加工。命令G97取消命令G96。对于铣床和钻床，此命令为缺省设置，因此不需设置。数字值设置在地址S下，单位为r/min。范例:N10…N20G97S1000（主轴速度是1000rev/min）N30…G代码2021/5/9125M代码－辅助功能指令1.程序相关的：M00、M01、M302.主轴相关的：M03/M04、M05、M193.其他：M06、M08/M09、M10/M11

M指令表示机床各种辅助动作及其状态。由M和其后的2位数字组成，从M00～M99共100种。M功能常因生产厂家及机床结构和规格不同而异。数控程序的结构和指令2021/5/9126M00程序暂停

该指令使程序暂停执行；用于加工过程中测量刀具和工件的尺寸、工件调头、手动变速等固定操作。当执行M00指令时，主轴停转、进给停止，冷却液关闭，程序停止。当重新按下控制面板上的循环启动按钮时，才继续执行下一段程序。M代码2021/5/9127M01计划（任选）停止

M01命令的效果同M00。但是仅在“条件停止激活”功能已在控制系统中生效的条件下（例如通过按键或开关）执行。此指令常用于工件关键尺寸的停机抽样检查等情况，当检查完成后，按启动键执行以后的程序。M代码2021/5/9128M30程序结束并且回到程序起点

M30告知控制系统主程序结束，使主轴、进给和冷却液停，使控制器和机床复位，将程序指针返回到第一个程序段并停下来。

M30被写入主程序的最后程序块中。

M代码2021/5/9129M03/M04

主轴顺时针转/主轴逆时针转

命令生效时，主轴开始以设置的速度（或设置的切削速度），顺时针方向或逆时针方向运行。M代码2021/5/9130M05主轴停止转动

此命令被使用在加工中主轴从顺时针方向切换到逆时针旋转方向（或反之）。直接从顺时针到逆时针（或反之）旋转的切换应该避免。主轴停转是在该程序段其他指令执行完成后才能停止，一般在主轴停止的同时，进行制动和关闭切削液。M代码2021/5/9131M19主轴定向停止

使主轴停止在预定的角度位置上，主要用于点位控制数控机床和自动换刀数控机床，如数控坐标镗床、加工中心等换刀前的准备。相关角度被设置在地址S下，并且单位为度。此角度是从零点测量的，逆时针旋转为正。范例：主轴停在角度20°N10…N20M19S20N30…

M代码2021/5/9132M06换刀

此命令和一个刀具调用（在地址T下）结合完成一把刀具的更换。T为所需换刀的地址符，其后的数字表示换刀的刀号及刀具的参数。

（单位：mm）N10…N20G00X200Z100（更换刀具位置）N30T0101M06（更换刀具）N40…

M代码2021/5/