数控加工程序编制业界荟萃课件

§2.3G指令编程应用与举例上次课程回顾：数控编程的定义数控编程的代码(G,M,F,S,T等)程序结构脉冲当量坐标系定义（坐标轴和坐标轴正方向）机床原点、机床坐标系工件坐标系（原点偏置）绝对坐标与相对坐标1行业知识§2.3G指令编程应用与举例上次课程回顾：铣床x-y数控拖板变频主轴机床本体数控系统及其操作面板行程开关控制电柜Z轴伺服电机2行业知识§2.3G指令编程应用与举例上次课程回顾：车床3行业知识§2.3G指令编程应用与举例上次课程回顾：坐标系4行业知识§2.3G指令编程应用与举例5行业知识§2.3G指令编程应用与举例上次课程回顾：绝对值编程G90与相对值编程G91从A到B用绝对坐标编程为：X12.0Y15.0

若用相对坐标编程则为：X-18.0Y-20.06行业知识§2.3G指令编程应用与举例本节主要内容：进一步熟悉G代码，知道下列方面相应的G代码含义：坐标系方面的指令（G90,G91,G92和G17,G18,G19）控制方式方面的指令（G00,G01,G02,G03,I,J,K,R）刀具补偿方面的指令（长度补偿指令和半径补偿指令）暂停指令注意：尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序7行业知识§2.3.1数控加工程序示例待加工零件注意：在本例子中，考虑刀具补偿300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55ABCDE8行业知识§2.3.1数控加工程序示例图中OXY为机床上的机床坐标系，O′X′Y′Z′为编程用的工件坐标系，图中的相对位置表示工件在机床上安装后，工件坐标系与机床坐标系的相对位置。300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′559行业知识§2.3.1数控加工程序示例工件坐标系下的绝对坐标编程（用G92指令）N01G92X-100Y-100*N02G90G17G00G42D01X0Y100S01M03*N03Z-12*N04G01X500F300*N05X400Y400*N06G03X200Y300J-100N07G02X100Y200I-100*N08G01X100Y60*N09G00G40X-100Y-100Z0M02*300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55起刀点编程原点10行业知识§2.3.1数控加工程序示例用相对坐标编程N01G01G17G42D01G00X100Y200S01M03*N02Z-12*N03G01X500F300*N04X-100Y300*N05G03X-100Y-100J-100*N06G02X-100Y-100I-100*N07G01Y-140*N08G00G40X-200Y-160Z12M02*300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55起刀点编程原点11行业知识§2.3.2坐标系指令G90/G91、G92、G17~G19G90/G91指令：G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无G91）,默认是在G90状态下。12行业知识§2.3.2坐标系指令G92指令坐标系设定的预置寄存指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。编程格式：

G92X

a_Y_b

Z_c_a、b、c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值13行业知识§2.3.2坐标系指令使用该指令，便建立了工件坐标系，数控系统在加工之前送入系统的某个单元，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。该指令还有补偿工件在机床上安装误差的功能，即当首件零件加工完成后，测量工件尺寸精度。如果发现是由于工件安装不准引起的误差，则不必重新安装工件，只需修改所设的坐标值，即可消除这一加工误差。14行业知识§2.3.2坐标系指令G17,G18,G19指令坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统只有一个平面的加工能力，可不必书写。这类指令为续效指令，

缺省值为G17。15行业知识§2.3.3控制方式指令G00,G01,G02,G03,I,J,K,RG00指令——快速定位指令编程格式：G00X__Y__Z__*功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。16行业知识§2.3.3控制方式指令G01指令——直线插补指令编程格式：G01X_a_Y_b_Z_c_F_f_

功能：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。17行业知识§2.3.3控制方式指令G02,G03指令——圆弧插补指令

G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZ18行业知识§2.3.3控制方式指令编程格式：XY平面：G17X_a_Y_b_()F_f_*XZ平面：G18X_a_Z_c_()F_f_*YZ平面：G19Y_b_Z_c_()F_f_*19行业知识§2.3.3控制方式指令圆弧的终点坐标，由a、b、c后的数值指定。圆心的位置通常有以下几种方法：由圆心指向起点的向量在

X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示

由起点指向圆心的向量在

X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示XYIJ起点XXYIJ起点20行业知识§2.3.3控制方式指令R表示法：用半径R带有符号的数值来表示：

θAB≤180○

：R≥0R100；

θ′BA＞180○

：R＜0R-100θABΘ′ABABR100说明：1)具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定2)G00,G01,G02,G03是同组续效指令，缺省值G013)加工一个整圆的时候，采用相对坐标值和绝对坐标值是不同的（也可以不写）21行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令G40/G41/G42、G40/G44/G43G40G41G42指令——刀具半补偿指令

编程格式：22行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令G41：左刀补，即沿加工方向看刀具在工件左边

G42：右刀补，即沿加工方向看刀具在工件右边G40：取消刀补D：偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号23行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令24行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令刀具半径补偿的过程分为三步：刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。25行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令G40、G44、G43指令——刀具长度补偿指令该指令可以根据储存在偏置寄存器D01~D99中的设定值（与终点坐标值进行加法（G43）或减法（G43）运算后）使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。编程格式：Dxx其中：为X、Y、Z中任何一个也有使用H，不用D26行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令执行G43时，Z实际值

=Z指令值

+（Hxx）执行G44时，Z实际值

=Z指令值

-（Hxx）

其中（Hxx）是指xx寄存器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。当刀长补偿量取负值时，G43和G44的功效将互换。27行业知识§2.3.4与刀具补偿有关的指令28行业知识§2.3.5暂停指令G04——暂停指令功能：可使刀具作短时的无进给运动编程格式：G04X____或G04F____其中：X,F其后的数值表示暂停的时间，单位为ms;或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令29行业知识加工过程模拟加工1加工2加工330行业知识§2.4数控加工程序编制举例上次课程回顾知道下列方面相应的G代码含义：坐标系方面的指令（G90,G91,G92和G17,G18,G19）控制方式方面的指令（G00,G01,G02,G03,I,J,K,R）刀具补偿方面的指令（长度补偿指令和半径补偿指令）暂停指令31行业知识上次课程回顾绝对坐标指令G90和相对坐标指令G9132行业知识上次课程回顾刀具半径补偿指令G41/G42刀具长度补偿指令G43/G44圆弧插补指令33行业知识§2.4数控加工程序编制举例本节主要内容：数控车削加工程序编制了解车削加工的特点掌握简单旋转体类零件的车削手工编程方法数控铣削加工程序编制掌握简单轮廓铣削手工编程方法数控钻镗攻丝程序编制了解循环代码指令34行业知识§2.4数控加工程序编制举例手工数控加工过程选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改加工结束35行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制数控车床的坐标系机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。机床原点在主轴端面中心，参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处编程坐标系是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值36行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制几点说明：可以使用G90和G91分别指定绝对坐标编程和相对坐标编程；也可以在按绝对坐标编程的时候，使用X和Z；按相对坐标编程的时候，使用U和W由于加工图样上的径向尺寸使用直径值，因此在数控车削加工的程序中给出的X（U）坐标值是“直径值”，即按照绝对坐标编程的时候，X为直径值，在相对坐标编程的时候，U为径向刀具实际位移值的两倍并加上方向符号一般机床为直径编程，但是也可以为半径编程37行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制直线AB加工代码写法：绝对编程：G90G01X100.0Z50.0;

增量编程：G91G01X60.0Z-100.0;采用X和Z或者U和W时:绝对:G01X100.0Z50.0;相对:G01U60.0W-100.0;混用:G01X100.0W-100.0;

或G01U60.0Z50.0;38行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制坐标系设定G92（G50）格式：G92（G50）X_Z_X、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标

39行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制指令介绍快速定位指令G00格式：G00X_Z_

其中，X、Z为快速定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。40行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制直线进给指令G01格式：G01X_Z_F_

其中，X、Z为终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。

说明：G01指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段中F指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点。实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积。G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。41行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制圆弧进给指令

G02顺时针圆弧插补

G03逆时针圆弧插补格式:G90(G91)G02X...Z...R...(I...K...)F...G90(G91)G03X...Z...R...(I...K...)F...如图所示弧AB，编程计算方法如下：

绝对:G90G02XxbZzbRr1Ff;--R编程增量:G91G02X(xb-xa)Z(zb-za)Rr1Ff;图示弧BC，编程计算方法如下：G90G03XxcZzcI(x2-xb)/2K(z2-zb)Ff;G91G03X(xc-xb)Z(zc-zb)I(x2-xb)/2K(z2-zb)Ff;

42行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制编程举例零件图如下图所示24φ20φ43行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制O0001N05G92X70.0Z150.0;N10S630M03;

N15G90G00X20.0Z88.0M08;N20G01Z78.0F100;N25G02Z64.0R12.0;N30G01Z60.0;N35G04X2.0;N40G01X24.0;N45G03X44.0Z50.0R10.0;N50G01Z20.0;N55X55.0;N60G00X70.0Z150.0M09;N65M05M30;

程序名建立工件坐标系让主轴以630rpm正转刀具快速移到毛坯的右端，开冷却液工进车外圆Φ20车R12圆弧成型面车外圆Φ20转角处暂停车端面车转角圆弧R10车外圆Φ44车端面并退出到工件外返回起刀点，关闭冷却液主轴停转，程序结束

44行业知识§2.4.1数控车削加工程序编制其它循环加工螺纹加工45行业知识§2.4.2数控铣削加工程序编制简单介绍例子见右图主要用途外形轮廓加工、平面加工、平面型腔加工、沟槽以及复杂三维型面加工等46行业知识§2.4.2数控铣削加工程序编制编程举例：轮廓加工47行业知识§2.4.2数控铣削加工程序编制O0004N05G92X150.0Y160.0Z120.0N10G90G00X100.0Y60.0

N15G43Z-2.0H01S100M03

N20G42G01X75.0D01F100N25X35.0N30G02X15.0R10.0N35G01Y70.0N40G03X-15.0R15.0N45G01Y60.0N50G02X-35.0R10.0N55G01X-75.0N60G09Y0主程序号建立工件坐标系绝对值方式，快进到X=100，Y=60指令高度Z=-2，实际到达Z=-43处(H01=45)刀径补偿引入，插补至X=75，Y=60直线插补至X=35，Y=60顺圆插补至X=15，Y=60直线插补至X=15，Y=70逆圆插补至X=-15，Y=70直线插补至X=-15，Y=60顺圆插补至X=-35，Y=60直线插补至X=-75，Y=60直线插补至X=-75，Y=0处，48行业知识§2.4.2数控铣削加工程序编制N65G01X45.0N70X75.0Y20.0N75Y65.0

N80G40G00X100.0Y60.0N85G49Z120.0

N90X150.0Y160.0N95M05M30直线插补至X=45，Y=45直线插补至X=75，Y=20直线插补至X=75，Y=65，轮廓切削完毕取消刀补，快速退至（100，60）的下刀处取消长度补偿快速抬刀至Z=120的对刀点平面快速退刀至对刀点主轴停，程序结束，复位。

49行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制固定循环介绍数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令50行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制固定循环过程X、Y轴快速定位到孔中心位置Z轴快速运行到靠近孔上方的安全高度平面R点(参考点)孔加工（工作进给）在孔底做需要的动作退回到安全平面高度或初始平面高度快速返回到初始点位置51行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制固定循环的数据形式52行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制固定循环代码功能表53行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制指令格式固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90或G91)在程序开始时就已指定，因此，在固定循环程序格式中可不注出。固定循环的程序格式如下：

G98（G99）G_X_Y_Z_R_Q_P_I_J_K_F_L_

式中第一个G代码（G98或者G99）为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面第二个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73，G74，G76和G81~G89中的任一个54行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制指令说明：X、Y为孔位数据，指被加工孔的位置Z为R点到孔底的距离(G91时)或孔底坐标(G90时)R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)Q指定每次进给深度(G73或G83时)，是增量植,Q<0K指定每次退刀(G73或G83时刀具位移增量),K>0I、J指定刀尖向反方向的移动量（分别在X、Y轴向上）P指定刀具在孔底的暂停时间，单位为毫秒F为切削进给速度 L指定固定循环的次数G73、G74、G76和G81~G89是模态指令G80、G01、G03等代码可以取消固定循环55行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制钻孔指令介绍一般钻孔循环指令G81格式：G98（G99）G81X_Y_Z_R_F_L_刀具以进给速度向下运动钻孔，到达孔底位置后，快速退回（无孔底动作），用于一般定点钻。56行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制螺纹循环加工指令右旋攻螺纹循环G84G98G84X_Y_Z_R_F_L_从R点到Z点攻丝时刀具正向进给，主轴正转。到孔底部时，主轴反转，刀具以反向进给速度退出。57行业知识§2.4.3数控钻镗攻丝程序编制G86：镗孔循环G98G86X_Y_Z_R_F_L_此指令与G81相同，但在孔底时主轴停止，然后快速退回58行业知识§2.4.4小结与问题本节主要内容：车削加工（坐标系、XZ和UW）铣削加工（轮廓加工）钻镗攻丝过程（循环指令）问题？作业：题目＋班号＋学号＋【姓名】实验安排59行业知识§2.5自动编程与CAM软件上次课程回顾车削加工（车削加工的特点：坐标系建立、坐标写法等）铣削加工钻镗攻丝加工（了解几种循环指令）60行业知识§2.5自动编程与CAM软件本节主要内容自动编程知道自动编程的定义、阶段和特点CAM软件简介了解当前流行的CAM软件61行业知识§2.5.1自动编程自动编程简介定义：就是使用计算机代替手工编程，其过程是：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质三要素：自动编程语言、编译程序、计算机62行业知识§2.5.1自动编程功能框图63行业知识§2.5.1自动编程过程对零件图纸进行工艺分析，用编程语言编写零件的源程序借助“编译程序”和计算机，对源程序进行处理后，自动打印零件加工的程序单和数控穿孔纸带注意：这里的编程语言不同于前面讲述的数控加工程序采用的G代码等，它不能用于控制数控机床进行零件加工64行业知识§2.5.1自动编程特点：计算机参与信息处理，效率高，出错处理等方便使用自动编程语言描述零件几何特征、刀具轨迹、工艺参数等信息65行业知识§2.5.1自动编程APT语言简介定义：APT是自动编程工具（AutomaticallyProgrammedTool）的简称，是一种对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等进行定义时所用的一种接近于英语的符号语言。把用APT语言编写的零件加工程序输入计算机，经计算机的语言编译系统编译生成刀位文件，然后进行数控后置处理，生成数控系统能接受的零件数控加工程序的过程，称为APT语言