《数控铣床》理实一体化PPT 项目二 数控铣床编程 任务三

数控铣床的坐标系机床坐标系工件坐标系编程原点机床原点参考点9/16/20201任务三

数控加工程序的格式与组成目录CONTENTS123456程序的结构程序的格式程序字的说明有关功能及规则常用功能指令的属性坐标功能指令规则9/16/20203目录CONTENTS1

程序的结构23456程序的格式程序字的说明有关功能及规则常用功能指令的属性坐标功能指令规则9/16/20204任务三数控加工程序的格式与组成程序的结构l

程序是控制机床的指令，学习编程之前，必须先了解程序的结构，以指导我们读懂程序。一个零件程序是一组被送到数控装置中去执行的指令和数据。它由遵循一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成，而每个程序又由若结构干个指令字组成。l

下面，我们将以一个简单的数控铣削程序为例，分析加工程序的结构、介绍程序的组成。l例2-1

以加工图2-14所示的工件。（毛坯直径为100X100X30）图2-14

加工图9/16/20205任务三数控加工程序的格式与组成程序的结构说明程序号数控程序O0001程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段程序段N1G54G90G21G0Z100N2M3S2000N3M8N4G0X-70Y-70N5G1Z-1F400N6G91G1X140FN7Y15N8X-140N9Y15由上可以看出，程序内容一个完整的程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。N10G90G0Z100N11M9N12M30程序结束9/16/20206任务三数控加工程序的格式与组成程序的结构⑴

程序名结构程序名为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。如在FANUC系统中，采用英文字母“O”作为程序编号地址，华中数控系统采用“%”作为程序编号地址，而其它系统有的采用“P”“：”等。⑵

程序内容程序内容是整个程序的核心，由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令组成，表示数控机床要完成的全部动作。⑶

程序结束程序结束指令以M02或M30作为整个程序结束的符号，来结束整个程序，位于程序的最后一行。9/16/20207目录CONTENTS1程序的结构2

程序的格式3456程序字的说明有关功能及规则常用功能指令的属性坐标功能指令规则9/16/20208任务三数控加工程序的格式与组成程序的格式⑴

程序号格式为了区分程序，都要对程序进行命名，如图2-14所示。图2-14

程序号命名9/16/20209任务三数控加工程序的格式与组成程序的格式⑵

程序段格式格式程序段的格式可分为地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。程序段构成如图2-15所示，N是程序段地址符，用于指定程序段号：G是指令动作方式的准备功能地址：X是坐标轴的地址：F是进给速度地址，其后的数字元表示进给速度的大小。图2-15

程序段格式9/16/202010任务三数控加工程序的格式与组成程序的格式⑶

指令字格式格式每个指令字都由地址码和若干个数字组成，如图2-16所示。图2-16

指令字格式9/16/202011目录CONTENTS12程序的结构程序的格式3

程序字的说明456有关功能及规则常用功能指令的属性坐标功能指令规则9/16/202012任务三数控加工程序的格式与组成程序字的说明不同的指令字符及其后续数值共同确定了每个指令字的含义。如G00表示快速插补，M03表示主轴正转。表1-6给出了常用地址符的功能及意义。说明9/16/202013任务三数控加工程序的格式与组成程序字的说明表1-6

指令字符一览表功

能程序号地

址

字

母%意程序编号，子程序号的指定程序段号准备功能N程序段顺序编号指令动作的方式GX，Y，ZA，B，CU，V，WR坐标轴的移动命令尺寸字圆弧的半径I，J，KF圆心相对于起点的坐标进给速度的指令主轴转速指令进给速度主轴功能S刀具功能辅助功能T刀具号、刀具补偿号的指定M主轴、冷却液的开关，工作台分度等补偿功能暂停功能DP刀具半径补偿号的指定暂停时间指定循环次数参数L子程序及固定循环的重复次数固定循环参数P，Q，R，9/16/202014任务三数控加工程序的格式与组成程序字的说明⑴

程序段号字(顺序号字)N说明位于程序段之首，由地址N和后面若干位数字组成。如N1200程序不是按语句号的次序执行，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。⑵

准备功能字G使数控机床作好某种操作准备的指令。用G和两位数字组成。G00～G99⑶

尺寸字坐标字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。由地址，+、-符号和数值组成。

如：G01X50.5Z-12.25；9/16/202015任务三数控加工程序的格式与组成程序字的说明⑷

进给功能字F说明F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位取决于G94(每分钟进给量mm/min)或G95(每转进给量mm/r)。F指令在螺纹切削程序段中来指令螺纹的导程⑸

主轴转速字S设置切削速度（转速），用S和数值表示，单位为转/每分钟(r/min)。9/16/202016任务三数控加工程序的格式与组成程序字的说明⑹

刀具功能字T说明T代码用于选刀，其后的数值表示选择的刀具号，T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。在加工中心上执行T指令，刀库转动选择所需的刀具，然后等待，直到M06指令作用时自动完成换刀。T指令同时调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径)。T指令为非模态指令，但被调用的刀补值一直有效，直到再次换刀调入新的刀补值。⑺

辅助功能字M用于控制机床或系统开关功能的指令。用M和两位数字组成。M00～M99。9/16/202017目录CONTENTS123程序的结构程序的格式程序字的说明4

有关功能及规则56常用功能指令的属性坐标功能指令规则9/16/202018任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则其它功能辅助功能准备功能919任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则1.准备功能准备功能又称G功能或者G指令，是数控车床完成某些准备动作的指令。它由地址符G后面的两位数字组成，从G00～G99共100种，如G01、G41等。目前，随着数控系统功能不断增加等原因，有的系统已采用三位数的功能指令，如SIEMENS系统中的G450、G451等。从G00～G99虽然有100种G指令，但并不是每种指令都有实际意义，有些指令在国际标准（ISO）及我国机械工业部相关标准中并没有指定其功能，即“不指定”，这些指令主要用于将来修改其标准时指定新的功能。还有一些指令，即使在修改标准时也永不指定其功能，即“永不指定”，这些指令可由机床设计者根据需要自行规定其功能，但必须在机床的出厂说明书中予以说明。准备功能G代码是建立坐标平面、坐标系偏置、刀具与工件相对运动轨迹（插补功能），以及刀具补偿等多种加工操作方式的指令。范围G0（等效于G00）～G99。华中世纪星HNC-21M数控装置G功能指令见表2-19/16/202020任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则表2-1

HNC-21T数控车床准备功能一览表G指令★组功能参数（后续地址X_Y_Z_G00G01G02G03G04G07G09G17G18G19G20G21G22G24G25G28G29G40G41G42G43G44快速定位直线插补顺圆插补逆圆插补X_Y_Z_F_01X_Y_Z_R_F_或X_Y_Z_I_K_F_001600暂停虚轴指定P_X，Y，Z，准停校验XY平面选择ZX平面选择YZ平面选择X，YX，ZY，Z★0208英寸输入★★★毫米输入脉冲当量镜像开镜像关X，Y，Z0300返回到参考点由参考点返回刀尖半径补偿取消左刀补X，Y，ZX，Y，ZDD0910右刀补刀具长度正向补偿HH刀具长度负向补偿刀具长度补偿取消★G499/16/202021任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则表2-1

HNC-21T数控车床准备功能一览表G指令组功能参数（★★G50G51G52G53G54G55G56G57G58G59G60G61G64G65G68G69G73G74G76G80G81G82G83G84G85G86G87G88G89G90G91G92G94G95G98G99缩放关缩放开0400X，Y，Z，PX，Y，Z局部坐标系设定直接机床坐标系编程工件坐标系1选择工件坐标系2选择工件坐标系3选择工件坐标系4选择工件坐标系5选择工件坐标系6选择单方向定位1100120005X，Y，Z★★★精确停止校验方式连续方式子程序调用P，A～ZX，Y，Z，P旋转变换旋转取消深孔钻削循环逆攻丝循环X，Y，Z，P，Q，R，I，J，K同上同上同上同上同上同上同上同上同上同上同上同上06精镗循环固定循环取消定心钻循环钻孔循环深孔钻循环攻丝循环镗孔循环06镗孔循环反镗循环镗孔循环镗孔循环★绝对值编程130014增量值编程工件坐标系设定每分钟进给X，Y，Z★★每转进给固定循环返回起始点固定循环返回到R点159/16/202022任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则1.准备功能说明（1）当电源接通或者复位时，数控系统进入清零状态，此时的开机默认代码在表中以符号“★”表示。（2）G

功能根据功能的不同分成若干组，其中00

组的G

功能称非模态G功能，其余组的称模态G

功能。非模态

G

功能：只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销；模态

G

功能：一组可相互注销的G

功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G

功能注销为止。9/16/202023任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则2.辅助功能辅助功能又称M功能或M指令。它由地址符M和后面的两位数字组成，从M00～M99工100种。辅助功能主要控制机床或系统的各种辅助动作，如机床/系统的电源开、关，冷却液的开、关，主轴的正、反、停及程序的结束等。因数控系统及机床生产厂家的不同，其G/M指令的功能也不尽相同，甚至有些指令与ISO标准指令的含义也不相同。因此，一方面，我们希望数控指令的使用标准化；另一方面，我们在进行数控编程时，一定要严格按照机床说明书的规定进行。在同一程序段中，既有M指令又有其它指令时，M指令与其它指令执行的先后次序由机床系统参数设定，因此，为了保证程序以正确的次序执行，有很多M指令，如M30、M02、M98等最好以单独的程序段进行编程。辅助功能M指令，主要用来设定数控机床电控装置单纯的开/关动作，以及控制加工程序的执行走向。华中世纪星HNC-21T数控系统M功能指令如表2-2所示。9/16/202024任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则表2-2

常用M指令表M代码含

义格

式M00当执行到M00

指令时，将暂停当前程序，方便操作者进行尺寸测量、工件调头、手动变速等操作。暂停时，机床现存的模态信息保持不变，欲继续执行后续程序，重按操作面板上的“循环启动”键。M00与M00的功能基本相似，只是要按亮操作面板上的“选择停”键才有效。如果没有按亮操作面板上的“选择停”键。当执行到M01

指令时，程序不会暂停而会继续往下执行。M01M02M01M02M02

一般放在主程序的最后一个程序段中。当执行到M02

指令时，机床的主轴、进给、冷却液全部停止，加工结束。M03M04用于主轴顺时针方向转动用于主轴逆时针方向转动主轴停止转动M03S_M04S_M05M05★M06用于在加工中心上调用一个欲安装在主轴上的刀具。当执行该指令刀具将被自动地安装在主轴上。M06T_M07M082号切削液开1号切削液开切削液关M07M08M09M09★M30M30

和M02

功能基本相同，只是M30

指令还兼有控制返回到零件程序头(%)的作用。M30M98M99用来调用子程序。子程序结束M98P_L_9/16/2M99

25任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则2.辅助功能说明（1）当电源接通或者复位时，数控系统进入清零状态，此时的开机默认代码在表中以符号“★”表示。（2）M00、M01、M02、M30、M98、M99

用于控制零件程序的走向，是CNC内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定。其余

M

代码用于机床各种辅助功能的开关动作，有可能因机床制造厂不同而有差异。9/16/202026任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则3.其它功能主轴功能S进给速度F坐标功能刀具功能9/16/202027任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则3.其它功能⑴

坐标功能坐标功能字（又称尺寸功能字）用来设定机床各坐标的位移量。它一般用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、和、A、B、C、D、E，以及I、J、K等地址符为首，在地址符后紧跟“+”或“-”号一串数字，分别用于指定直线坐标、角度坐标及圆心坐标的尺寸，如X100.0、A-30.0、I-10.0105等。9/16/202028任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则3.其它功能⑵

刀具功能uT代码用于选刀，其后的数值表示选择的刀具号，T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。u在加工中心上执行T指令，刀库转动选择所需的刀具，然后等待，直到M06指令作用时自动完成换刀。uT指令同时调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径)。T指令为非模态指令，但被调用的刀补值一直有效，直到再次换刀调入新的刀补值。9/16/202029任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则3.其它功能⑶

主轴功能S主轴功能S控制主轴转速。是由地址符S和其后面的数值组成，如S500。单位为转/每分钟(r/min)。S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。9/16/202030任务三数控加工程序的格式与组成有关功能及规则3.其它功能⑷

进给速度FF指令表示加工工件时刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位取决于G94（每分钟进给量，单位为mm/min）或G95（主轴每转的刀具进给量，单位为mm/r）。当工作在G01、G02或G03方式时，编程的F值一直有效，直到被新的F值所取代为止。当工作在G00方式时，快速定位的速度是各轴的最高速度，与所指定的F值无关。借助机床控制面板上的倍率开关，F值可在一定范围内进行倍率修调。当执行攻丝循环G74、G84和螺纹切削G34时，倍率开关失效，进给倍率固定为100%。9/16/202031目录CONTENTS1234程序的结构程序的格式程序字的说明有关功能及规则5

常用功能指令的属性6坐标功能指令规则9/16/202032任务三数控加工程序的格式与组成常用功能指令的属性开机默认指令模态指令指令分组9任务三数控加工程序的格式与组成常用功能指令的属性1.指令分组所谓指令分组，就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编号区别。例如，G01、G00、G02、G03就属于同组指令，其编号为01组。类似的同组指令还有很多，详见表“表2-1

HNC-21M数控铣床准备功能一览表”。同组指令具有相互取代作用，同一组指令在一个程序段内只能有一个生效。当在同一程序内出现两个或两个以上的同组指令时，只执行其最后输入的指令，有的机床此时会出现系统报警。对于不同组的指令，在同一程序段内可以进行不同的组合。如下程序段所示：G40G21G54；（是正确的程序段，所有指令均不同组）G01G02X30Z30R30F100

；（是错误程序段，其中G01与G02是同组指令）9/16/202034任务三数控加工程序的格式与组成常用功能指令的属性2.模态指令模态指令（又称为续效指令，表示该指令在某个程序段中一经指令，在接下来的程序段中将持续有效，直到出现同组的另一个指令时，该指令才失效，如常用的G00、G01～G03及F、S、T等指令）。模态指令的出现，避免了在程序中出现大量的重复指令，使程序变的清晰了。同样，当尺寸功能字在前后程序段中出现重复，则该尺寸功能字也可以省略。在如下程序段中，有下画线的指令则可以省略其书写和输入：G01X20Z20F150

；G01X30

Z20

F150

；G02X30

Z20R20F100

；因此，左边程序可写成：G01X20Z20F150

；X30；G02Z20R20F100；仅在编入程序段内才有效的指令称为非模态（或称为非续效指令），如G指令只能够的G04指令、M指令中的M00等指令。9/16/202035任务三数控加工程序的格式与组成常用功能指令的属性3.开机默认指令为了避免编程人员出现指令遗漏，数控系统中对每一组的指令，都选取其中的一个作为开机默认指令，此指令在开机或系统复位时可以自动生效。常见的开机默认指令有G01、G21、G17、G25、G40、G80等。如当程序中没有G94或G95指令，用程序“G01X100F400”指定进给速度400m/min9/16/202036目录CONTENTS12345程序的结构程序的格式程序字的说明有关功能及规则常用功能指令的属性6

坐标功能指令规则9/16/202037任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则工程图纸中的尺寸标注有公制和英制两种形式，数控系统可根据过设定的状态，利用代码把所有的几何值转换为公制尺寸或英制尺寸。开机后，数控系统处在G21状态。两种制式下线性轴和旋转轴的尺寸单位如表2-3所示。1.

单位设定指令表2-3尺寸输入制式及其单位指

令线性轴英寸旋转轴G20G21G20（英制输入制式）G21（公制输入制式）度度毫米公制与英制单位的换算关系为：1mm≈0.0394in，1in≈25.4mmG20G01X50

；

（表示刀具向X轴正方向移动50英寸）G21G01X50

；

（表示刀具向X轴正方向移动50毫米）9/16/202038任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则Ø绝对坐标：G90指令按绝对值编程方式设定坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以当前坐标系原点为基准来计算。2.

绝对值编程G90与相对值编程G91Ø相对坐标：G91指令按增量值编程方式设定坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以当前点为基准来计算的，当前点到终点的方向与坐标轴同向取正，反向取负。9/16/202039任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则如图2-18所示的零件，使用G90、G91和二者混合编程：求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点。2.

绝对值编程G90与相对值编程G91图2-18

绝对值编程与相对值编程9/16/202040任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则绝对编程相对编程%0001%00012.

绝对值M03S500M03S500编程G90与相对值编程G91N01G92X0Y0Z10N02G01X20Y15N03X40Y45N01G92X0Y0Z10N02G91G01X20Y15N03X20Y30N04X20Y-20N05G90X0Y0N06M30N04X60Y25N05X0Y0Z10N06M309/16/202041任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则Ø应用数控铣床/加工中心进行零件加工前，只有先指定一个坐标平面，确定一个两坐标的坐标平面，才能使机床在加工过程中正常执行刀具半径补偿及刀具长度补偿功能，坐标平面选择指令的主要功能就是指定加工时所需的坐标平面。3.加工平面设定指令G17、G18、G19坐标平面规定如图2-19所示，分述如下：G17——之后的程序都是以XY平面为切削平面，本指令为模态指令,G17为机床开机后系统默认状态，在编程时G17可省略。G18——之后的程序都是以XZ平面为切削平面，本指令为模态指令。G19——之后的程序都是以YZ平面为切削平面，本指令为模态指令。图2-19

编程平面与坐标轴9/16/202042任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则uG54～G59指令所设置加工坐标系为模态指令，其中任意一个坐标系指令作用和效果都是相同的,设定时可任选中一个,但设定后编程时使用的坐标系指令必须跟设定的一致。例如操作者在对刀设定的工件坐标系为G54，那么编写的加工程序中坐标系指令也应相应地使用G54指令来设置工4.工件坐标系的设置指令(G54~G59/G92)件坐标系。一般情况下，机床开机并回零后，G54为系统默认工件坐标系。。9/16/202043任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能指令规则Ø[例1]：工件坐标系的应用N10G54G00Z100N20M03S500N30G00X0Y0……………N90G00Z100N100G55N110G00X0Y0……………..N200M303.加工平面设定指令G17、G18、G19上例的N10~N90段程序，通过G54设定O1作为工件坐标原点来完成轮廓1的加工，N100~N200段程序，通过G55设定O2作为另一工件坐标原点最终完成轮廓2的加工。由此看出，我们编写加工程序时，可根据需要设定工件上任一点作为工件坐标原点。G92为可编程偏置指令

指令格式：G92X___Y___Z___

指定程序自动执行加工零件时编程坐标系原点在加工中的位置。“X___Y___Z___”为刀具当前点（执行G92程序段时，刀具所处的位置）偏离工件编程原点的方向和距离，为模态指令。该坐标系指令在断电、重新上电后消失。程序必须在G92程序段起点处结束，否则程序将不能循环加工。G92与G54～G59的区别G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。9/16/202044任务三数控加工程序的格式与组成坐标功能