数控车床编程及操作加工

一、数控铣床加工的对象二、数控铣床的主要类型

三、数控铣床的特点第一节数控铣床加工概述11/21/2023一、数控铣床加工的对象数控铣床可完成钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及三维复杂型面的铣削加工。（1）平面轮廓零件如图所示11/21/2023（2）变斜角类零件

加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角零件，如图所示的飞机变斜角梁缘条。图飞机上变斜角梁缘条11/21/2023（3）空间曲面轮廓零件图空间曲面轮廓零件（4）孔（5）螺纹11/21/2023二、数控铣床的主要类型数控铣床的组成（1）机床本体（2）数控系统(CNC装置)

（3）伺服系统（4）液压（气动）系统11/21/2023数控铣床的类型1．立式数控铣床立式数控铣床主轴轴线垂直于水平面，主要用于机械零件类的平面、内外轮廓、孔、攻螺纹等以及各类模具的加工。目前数控铣床中3坐标立式数控铣床占有很大的比例，一般可进行3坐标联动加工。11/21/20232．卧式数控铣床

卧式数控铣床主轴的轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘(或万能数控转盘)来实现4、5坐标加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次安装中通过转盘改变工位，进行“4面加工”。

卧式数控铣床主要适用于箱体类机械零件的加工。11/21/20233．复合式数控铣床

复合式数控铣床是指一台机床上有立式和卧式两个主轴，或者主轴可作90°旋转的数控铣床，同时具备立、卧式铣床的功能。图为具有立式和卧式两个主轴的复合式数控铣床。

复合式数控铣床主要用于箱体类零件以及各类模具的加工。11/21/20234．龙门式数控铣床龙门式数控铣床主轴固定于龙门架上。龙门式数控铣床主要用于大型机械零件及大型模具的加工。11/21/2023三、数控铣床的特点1．结构特点(1)控制机床运动的坐标特征。（多坐标轴联动）(2)数控铣床的主轴特性。11/21/20232．加工特点

(1)加工灵活，通用性强在数控铣床上能完成钻孔、镗孔、铰孔、铣平面、铣斜面、铣槽、铣曲面(凸轮)、攻丝等加工，而且，在一般情况下，可以一次装夹就能完成所需的加工工序。(2)工件的加工精度高一般为0.001mm，高精度的数控系统可达0.1μm。(3)大大提高了生产效率(4)大大减轻了操作者的劳动强度11/21/2023第二节数控铣床编程一、数控铣削加工工艺分析

二、数控车削加工的切削用量选择三、数控车削加工的装夹与定位四、数控车削加工中的装刀与对刀11/21/2023一、数控铣削加工工艺分析数控铣床加工的程序是数控铣床的指令性文件。数控铣床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。因此，数控铣床加工程序与普通铣床工艺规程有较大差别，涉及的内容也较广。数控铣床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及铣床的运动过程。因此，要求编程人员对数控铣床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。工艺方案的好坏不仅会影响铣床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。

11/21/2023（一）数控铣削加工工艺的主要内容1、数控铣削加工工艺①选择适合在数控铣床上加工的零件，确定工序内容；②分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求；③确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线；④加工工序的设计。如选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划分、刀具选择和确定切削用量等。⑤数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等；11/21/20232、选择并确定数控铣削的加工部位及内容

以下几方面适宜采用数控铣削加工：①由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的内外轮廓②空间曲线或曲面；③形状虽然简单，但尺寸繁多，检测困难的部位；④用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等；⑤有严格位置尺寸要求的孔或平面；⑥能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状；⑦采用数控铣削加工能有效提高生产率，减轻劳动强度的一般加工内容。11/21/2023（二）数控铣削加工零件的工艺性分析（1）零件图及其结构工艺性分析

①分析零件的形状、结构及尺寸的特点，确定零件上是否有妨碍刀具运动的部位，是否有会产生加工干涉或加工不到的区域，零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程，零件的刚性随着加工的进行是否有太大的变化等。②检查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。③在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如过渡圆角、倒角、槽宽等，这些尺寸是否过于凌乱，是否可以统一。尽量使用最少的刀具进行加工，减少刀具规格、换刀及对刀次数和时间，以缩短总的加工时间。11/21/2023④对于零件加工中使用的工艺基准应当着重考虑，它不仅决定了各个加工工序的前后顺序，还将对各个工序加工后各个加工表面之间的位置精度产生直接的影响。应分析零件上是否有可以利用的工艺基准，对于一般加工精度要求，可以利用零件上现有的一些基准面或基准孔，或者专门在零件上加工出工艺基准。当零件的加工精度要求很高时，必须采用先进的统一基准定位装夹系统才能保证加工要求。⑤分析零件材料的种类、牌号及热处理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理选择刀具材料和切削参数。⑥构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平行等），是数控编程的重要依据。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。11/21/202311/21/202311/21/2023（2）零件毛坯的工艺性分析①

毛坯应有充分、稳定的加工余量

②

分析毛坯的装夹适应性③分析毛坯的余量大小及均匀性11/21/2023（三）数控铣削加工工艺路线的拟订加工工艺路线刀具刀位点相对于工件运动的轨迹，也称进给路线。其主要内容包括：选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。11/21/20231、确定加工工艺路线的原则加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率。在满足工件精度、表面粗糙度、生产率等要求的情况下，尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。当某段进给路线重复使用时，为了简化编程，缩短程序长度，应使用子程序。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小；机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，以及设计刀具的切入与切出方向和在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。11/21/20232、孔加工工艺路线的确定加工孔时，要求定位精度较高，即将刀具在XY平面内快速定位到对准孔中心线的位置，因此要按空程最短安排进给路线，然后刀具再轴向运动(Z向)进行加工。所以进给路线的确定要解决好下面两个问题：（1）孔位确定及其坐标值的计算（2）孔的加工顺序11/21/202311/21/20233．面加工工艺路线的确定加工表面的加工方案11/21/2023在数控铣床上加工平面主要采用端铣刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT11~13，Ra6.3~25；精铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT8~10，Ra1.6~6.3。需要注意的是：当零件表面粗糙度要求较高时，应采用顺铣方式。铣削加工时，应注意设计好刀具切入点与切出点。在轮廓加工中应避免进给停顿。铣削曲面时，常用球头刀进行加工。11/21/2023加工边界敞开的直纹曲面可能采取的三种进给路线：即曲面的Y向行切，沿X向的行切和环切。对于直母线的叶面加工，采用图b的方案，每次直线进给，刀位点计算简单，程序段短且加工过程符合直纹面的形成规律，可以准确保证母线的直线度。当采用图a的加工方案时，符合这类工件表面数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度高。由于曲面工件的边界是敞开的，没有其它表面限制，所以曲面边界可以外延，为保证加工的表面质量，球头刀应从边界外进刀和退刀。图c所示的环切方案一般应用在凹槽加工中，在型面加工中由于编程繁琐，一般都不用。11/21/2023（四）工件的安装与夹具的选择1．工件安装的基本原则

力求设计基准、工艺基准与编程计算的基准统一。尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后就能加工出全部待加工表面。避免采用占机人工调整方案，以充分发挥数控机床的效能。2．夹具的选择

数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸关系。11/21/2023（五）对刀点与换刀点的确定对刀点数控加工中刀具相对于工件运动的起点。也称为“程序起点”或“起刀点”。对刀点可选在工件上，也可选在夹具上或机床上，但必须与工件的定位基准有一定的尺寸关系。

选择对刀点的原则是：1)便于数学处理和简化程序编制；2)在机床上容易找正；3)在加工中便于检查；4)引起的加工误差小。11/21/2023换刀点指刀架转位换刀时的位置。为了防止换刀时刀具碰伤工件及其它部件，换刀点往往设在工件或夹具的外部，其设定值可用实际测量方法或计算确定。11/21/2023二、数控铣床典型数控系统常用指令及编程方法（一）基本指令1．坐标平面指令G17、G18、G19由于数控铣床大都在XY平面内加工，故G17可以省略。11/21/20232、数控铣削编程中的坐标系

G92（1）机床坐标系（2）参考点（3）工件坐标系（编程坐标系）11/21/2023①工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误；②工件零点尽量选在精度较高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度；③对于对称的零件，工件零点应设在对称中心上；④对于一般零点，通常设在工件外廓的某一角上；⑤Z轴方向上的零点，一般设在工件表面。11/21/2023工件坐标系设定指令编程格式：G92X

Y

Z_；

X、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置，程序内绝对指令中的坐标数据，就是在工件坐标系中的坐标值。

注意事项：有的数控系统则直接采用零点偏置指令（G54~G57）建立工件坐标系，如SIMENS802S/C系统。11/21/2023图工件坐标系与机床坐标系间的关系11/21/20233、绝对和增量尺寸编程（G90/G91）

12121218

6

刀具位置坐标ΔXΔYA1212B120C1861812122442刀具位置坐标XYA1212B2412C421811/21/20234、公制尺寸/英制尺寸指令

公制与英制单位的换算关系为：1mm≈0.0394in.1in.=25.4mm

注意：数控系统不同，公制/英制尺寸指令不同。FANUC系统采用G21/G20代码；SIEMENS和FAGOR系统采用G71/G70代码。11/21/20235．刀具补偿指令（1）刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）（2）刀具长度补偿(G43、G44、和G49)11/21/2023当使用不同类型及规格的刀具或刀具磨损时，可在程序重新用刀具长度补偿指令补偿刀具尺寸的变化，而不必重新调整刀具或重新对刀。图示不同刀具长度方向的偏移量。刀具全缩进位置机床零点Z0工件零点Z0工件刀具1偏置刀具2偏置图不同刀具的长度偏置11/21/2023刀具长度补偿(G43、G44、和G49)（1）编程格式

G43Z

H_

；

G44（2）说明G43为刀具长度正补偿；G44为刀具长度负补偿；G49为撤消刀具长度补偿指令。Z值为刀具长度补偿值，补偿量存入由H代码指定的存储器中。偏置量与偏置号相对应，由CRT/MDI操作面板预先设在偏置存储器中。执行G43时：Z实际值=Z指令值+（H××）执行G44时：Z实际值=Z指令值－（H××）H××是指编号为××寄存器中的刀具长度补偿量。11/21/2023例1：图5-24为刀具长度补偿编程实例，图中A为程序起点，加工路线为①—②—③—④—⑤—⑥—⑦—⑧—⑨。由于某种原因，刀具实际起始位置为B点，与编程的起点偏离了3mm，现按相对坐标编程，偏置量存入地址为H01的存储器中。程序如下：O0056N1G91G00X70.0Y45.0S800M03；N2G43Z－22.0H1；N3G01Z－18.0F100M08；N4G04P2000；N5G00Z18.0；N6X30.0Y－20.0；N7G01Z－33.0F100；N8G00G49Z55.0M09；N9X－100.0Y－20.0；N100M30；11/21/20236、比例缩放及镜像功能指令G50、G51(1)各轴按相同比例编程编程格式：G51X

Y

Z

P

；式中：X、Y、Z—比例中心的坐标(绝对方式)，P——比例系数，最小输入量为0．001，比例系数的范围为：0．001～999．999。该指令以后的移动指令，从比例中心点开始，实际移动量为原数值的P倍。P值对偏移量无影响。11/21/2023G51可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大，也可让图形按指定规律产生镜像变换。G50为撤消比例编程指令。G50、G51均为模态代码。例如图中：P1～P4为原加工图形，P1′～P4′为比例编程的图形，P0为比例中心。11/21/2023(2)各轴以不同比例编程

各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为－1时，可获得镜像加工功能。编程格式：G51X

Y

Z

I

J

K

；

式中：X、Y、Z——比例中心坐标；I、J、K——对应X、Y、Z轴的比例系数，在±0．001～±9．999范围内。本系统设定I、J、K不能带小数点，比例为1时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略。11/21/2023比例系数与图形的关系见图

其中：b／a：X轴系数，d／c：Y轴系数，O：比例中心11/21/20237、镜像功能

镜像功能的应用见图5—18，其中比例系数取为＋1000或－1000。设刀具起始点在0点，程序如下：子程序为：O8000N10G00X60.0Y60.0；N20G01X100.0F100；N30Y100.0；N40X60.0Y60.0；N50M99；主程序：O8100N10G92X0Y0；N20G90；N40G51X50.0Y50.0I-1000.0J1000.0；N50M98P8000；N60G51X50.0Y50.0I-1000.0J-1000.0；N70M98P8000；N80G51X50.0Y50.0I1000.0J-1000.0；N90M98P8000；N100G50；N110M30；X11/21/20234．坐标系旋转指令G68、G69该指令可使编程图形按指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度。G68表示开始坐标旋转，G69用于撤消旋转功能。编程格式：G68X

Y

R

；式中：X、Y——旋转中心的坐标值(可以是X、Y、Z中的任意两个，由当前平面选择指令确定)。当X、Y省略时，G68指令认为当前的位置即为旋转中心。

R——旋转角度，逆时针旋转定义为正向，一般为绝对值。旋转角度范围为：－360．0～+360．0，单位为0．001度。当R省略时，按系统参数确定旋转角度。11/21/2023当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按G68给定的角度旋转坐标。以图为例，应用旋转指令的程序为：程序编写中，坐标系旋转功能与其它功能的的旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。11/21/2023N10G92X-5.0Y-5.0；N20G68G90X7.0Y3.0R60.0；N30G90G01X0Y0F0.2(G91X5.0Y5.0)；N40G91X10.0；N50G02Y10.0R10.0；N60G03X-10.0I-5.0J-5.0；N70G01Y-10.0；N80G69G90X-5.0Y-5.0；N90M30；11/21/2023（二）数控铣床固定循环指令数控铣床中的固定循环主要用于孔加工，如钻孔、镗孔、攻丝等。

1．固定循环的组成

固定循环由6个动作组成：XY平面上定位；快速运行到R平面；孔加工操作；孔底操作；返回到R平面；快速返回到起始点。固定循环只能在X－Y平面上使用，Z轴仅作孔加工进给。故平面选择功能无效，其中动作(3)的进给速度由F代码给定。11/21/2023表FANUC固定循环功能一览表G代码钻孔操作（－Z方向）在孔底位置的操作退刀操作（＋Z方向）用途G73间歇进给—快速进给高速深孔钻循环G74切削进给暂停→主轴正转切削进给反攻丝G76切削进给主轴准确停止快速进给精镗G80———取消固定循环G81切削进给—快速进给钻孔、锪孔G82切削进给暂停快速进给钻孔、阶梯镗孔G83间歇进给—快速进给深孔钻循环G84切削进给暂停→主轴反转切削进给攻丝G85切削进给—切削进给镗削G86切削进给主轴停止快速进给镗削G87切削进给主轴正转快速进给背削G88切削进给暂停→主轴停止手动镗削G89切削进给暂停切削进给镗削11/21/20232．编程格式格式如下：G90(G91)G98(G99)(G73～G89)X

Y_Z

R

Q_P

F_K_；数据格式

返回点位置孔加工方式孔位置孔加工参数循环次数式中：X、Y：指定孔在X—Y平面上的位置；Z为孔底位置；R为快进的终止面(一般距零件表面2～5mrn)；Q在G73和G83中为每次的切削深度，在G76和G87中为偏移值，它始终是增量坐标值；P为在孔底位置的暂停时间，与G04相同；即以ms为单位，不使用小数点。F为切削进给速度；K为重复加工次数，范围是1～6，当K＝1时，可以省略，当K＝0时，不执行孔加工。如果程序中选择了G90方式，刀具在原来孔的位置重复加工，如果选择G91则用一个程序段就能实现分布在一条直线上的若干个等距孔的加工。K这个指令仅在被指定的程序段中才有效。11/21/2023沿钻孔轴的移动距离ZR11/21/2023固定循环的定义平面①初始平面初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点。②R点平面

R点平面又叫R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。③孔底平面加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要是保证全部孔深都加工到尺寸，钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。11/21/2023返回点平面当刀具到达孔底后，刀具可以返回到R点平面或初始位置平面，由G98和G99指定。如果指令了G98则刀具返回到初始平面；如果指令了G99则刀具返回到R点平面。如图5-27所示。11/21/20233．固定循环指令1）G73和G83（1）高速深孔钻循环(G73)①指令功能该循环执行高速深孔钻。它执行间歇切削进给直到孔的底部，同时从孔中排除切屑，该指令的动作步序如图所示。②指令格式G73X

Y

Z

R

Q

F

K

；

其中：

X

Y

：指定要加工孔的位置Z

：指定孔底平面的位置（与G90或G91的选择有关）

R

：指定初始平面的位置Q

：每次切削进给的深度F

：切削进给速度K

：重复次数（如果需要的话）11/21/202311/21/2023（2）深孔钻削循环(G83)

①指令功能该循环执行深孔钻，间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除切屑。该指令的动作步序如图5-34所示。

②指令格式G83X

Y

Z

R

Q

F

K

；

其中：

G83与G73略有不同的是每次刀具间歇进给后回退至R点平面。11/21/202311/21/20232）G81和G82

（1）钻孔循环(G81)

①指令功能该循环用作正常钻孔。切削进给执行到孔底，然后刀具从孔底快速移动退回，该指令的动作步序如图示。

②指令格式G81X

Y

Z

R

F

K

；

（2）锪孔循环(G82)

①指令功能该循环用作正常钻孔。孔切削进给到孔底时执行暂停，然后刀具从孔底快速移动退回，该指令的动作步序如图所示。

②指令格式G82X

Y

Z

R

P

F

K

；11/21/2023G82与G81比较唯一不同之处：

G82在孔底增加了暂停（延时），因而适用于锪孔或镗阶梯孔，可得到准确的孔深尺寸。

G81是用于一般的钻孔。11/21/202311/21/202311/21/20233）攻右旋螺纹G84与攻左旋螺纹G74

①指令功能

G74循环执行左旋攻丝。在左旋攻丝循环中，当到达孔底时，主轴顺时针旋转，该指令的动作步序如图所示。

G84循环执行右旋攻丝。在右旋攻丝循环中，当到达孔底时，主轴逆时针旋转，该指令的动作步序如图所示。

②指令格式

G74（G84）X

Y

Z

R

P

F

K

；

比较：G84指令主轴在孔底反转，返回到R点平面后主轴恢复正转；G74指令主轴在孔底正转，返回到R点平面后主轴恢复反转、如果在程序段中指令了暂停并有效（在使用专用的攻螺纹装置时这是非常必要的），则在刀具到达孔底和返回R点时先执行暂停的动作，在攻螺纹期间忽略进给倍率且不能停车，即使使用了进给保持，加工也不停止，直至完成该固定循环。11/21/202311/21/2023884主轴反转主轴反转11/21/20234）镗孔循环指令（1）镗孔循环指令G85、G86和G89

指令格式：G85(G86)X

Y

Z

R

F

K

；G89X

Y

Z

R

P

F

K

；

比较：执行G85时，机床刀具首先快速定位于（X，Y）坐标处；快速下刀至R点，随后以F定义的切削速度切削至Z坐标定义的孔底，加工结束后，以切削速度退出；G89指令与G85基本相同，只是在加工至孔底，要停留一段时间(由P定义)后退出。G86与G85的不同之处在于，加工至孔底后，主轴要停转，并快速退刀。11/21/202311/21/2023（2）精镗循环(G76)

①指令功能精镗循环用于镗削精密孔。当到达孔底时主轴停止切削，刀具离开工件的被加工表面并返回，该指令的动作步序如图5-30所示。

②指令格式

G76X

Y

Z

R

Q

P

F

K

；

其中：

X

Y

：孔位置数据

Z

：从R点到孔底的距离

R

：从初始位置面到R点的距离

Q

：孔底的偏移量

P

：孔底暂停时间

F

：切削进给速度

K

：重复次数（如果需要的话）11/21/202311/21/2023执行G76机床首先快速定位于X、Y以及Z定义的坐标位置然后以F速度进行精镗加工加工至孔底后暂停并进行主轴准停然后沿刀尖反方向运动Q距离(与偏移方向有关)，主轴准停然后快速退刀至R点（G99）或初始点(G98)，并返回原X、Y位置，恢复主轴转动。G76可保证退刀时精镗后的孔不被划伤。11/21/2023（3）反镗循环指令G87指令格式：G87X_Y_Z_R_Q_F_K_；反镗孔的动作如图所示X轴和Y轴定位后，主轴定向停止，刀具以与刀尖相反的方向按Q值给定的偏移量偏移并快速定位到孔底(R点），在这里刀具按原偏移量(Q值）返回，然后主轴正转，沿Z轴向上加工到Z点，在这个位置主轴再次定向停止后，刀具再次按原偏移量反向移动，然后主轴向孔的上方快速移动到达初始平面，并按原偏移量返回后主轴正转，继续执行下一个程序段。采用这种循环方式时，只能让刀具返回到初始平面而不能返回到R点平面，因为R点平面低于Z点平面。本指令的参数设定与G76通用。11/21/202311/21/2023（5）镗孔G88指令格式：G88X_Y_Z_R_P_F-；刀具到达孔底后延时，主轴停止且系统进入进给保持状态，在此情况下可以执行手动操作，但为了安全起见应当先把刀具从孔中退出，为了再启动加工，手动操作后应再转换到纸带方式或存储器方式，按循环启动按钮，刀具快速返回到R点(G99)或初始点(G98)，然后主轴正转。11/21/202311/21/2023（6）撤消固定循环指令G80G80撒消所有固定循环指令，消除Z、R点及孔加工数据。使用固定循环要注意如下事项：(1)固定循环必须在主轴启动后使用；(2)当固定循环和M代码被编入一个程序段时，先执行M指令，后执行固定循环。11/21/2023例1：试采用固定循环方式加工图示各孔。工件材料为HT300,使用刀具T01为镗孔刀，T02为φ13钻头，T03为锪钻。程序如下：N10T01；N20M06；N30G90G00G54X0Y0T02；N40G43H01Z20.M03S500F30；N50G98G85X0Y0R3.Z-45.；N60G80G28G49Z0.M06；N70G00X-60.Y50.T03；N80G43H02Z10.M03S600N90G98G73X-60.Y0R-15.Z-48.Q4.F40；N100X60.；N110G80G28G49Z0.M06；N120G00X-60.Y0.；N130G43H03Z10.M03S350；N140G98G82X-60.Y0R-15.Z-32．P100F25；N150X60.；N160G80G28G49Z0.M05；N170G91G28X0Y0M30；11/21/202311/21/2023例2：编程加工图5—26所示零件上的孔，孔的尺寸和编程坐标系如图所示。加工该零件所用的刀具如下：1)中心钻：T01，刀具长度补偿号为H01；2)φ5钻头：T02，刀具长度补偿号为H02；3)M6丝锥：T03，刀具长度补偿号为H03。程序如下：O001N010G90G17G40G49G80G21；程序初始设置N020G00Z300.0T01M06；换刀T01N030G43Z120.0H01S1500M03；至起始平面，刀具

长度补偿，启动主轴N040G99G81X40.0Y-20.0Z89.0R93.0F0.2；打中心孔1，然后返回R平面N050G98Y-50.0；打中心孔2，然后返回起始平面N060G99G81X70.0Z99.0R103.0F0.2；打中心孔3，然后返回R平面N070G98Y-20.0；打中心孔4，然后返回起始平面11/21/2023N080G80Z300.0H00M05；撤消刀具长度补偿，主轴停N090G00X130.0T02M06；至换刀点1，换刀T02N100G43Z120.0H02S1500M03；至起始平面，刀具长度补偿，启动主轴N110G99G81X70.0Z82.0R103.0F0.l5；钻孔4，然后返回R平面N120Y-50.0；钻孔3，然后返回R平面N130X40.0Z72.0R93.0；钻孔2，然后返回R平面N140Y-20.0；钻孔1，然后返回R平面N150G80Z300.0H00M05；撤消刀具长度补偿，主轴停N160G00X-20.0T03M06；至换刀点2，换刀T03N170G43Z120.0H03S1000M03；至起始平面，刀具长度补偿，启动主轴N180G99G84X40.0Z75.0R93.0F0.3；1孔攻丝，然后返回R平面N190Y－50．0；2孔攻丝，然后返回R平面N200G80Z300．0H00M05；撤消刀具长度补偿，主轴停N210G00X0Y0；返回程序原点N220M30；程序结束11/21/202311/21/2023（三）用户宏功能在编程工作中，还可以把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存入存储器，用一个总指令来代表它们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能。所存入的这一系列指令称作用户宏功能主体，这个总指令称作用户宏功能指令。用户宏功能有A、B两种，这里只介绍A类宏程序的基本使用方法。11/21/20231．变量(1)变量的表示

变量可以用“#”号和跟随其后的变量序号来表示；#i(i1，2，3……)例#5，#109，#501；(2)变量的引用

用来置换地址后面的数值。即引入了变量。例：对于F#103，若#103＝50时，则为F50；对于Z-#110，若#110＝100时，则Z为-100；对于G#130，若#130＝3时，则为G03。11/21/2023(3)变量的类型

FANUC0－MC系统的变量分为公共变量和系统变量两类。1)公共变量（通用变量）公共变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。即：在一个宏指令中的#i与在另一个宏指令中的#i是相同的。公共变量的序号为，#100～#131；#500～#531。其中#100～#131公共变量在电源断电后即清零，重新开机时被设置为“0”；#500～#531公共变量即使断电后，它们的值也保持不变，因此也称为保持型变量。2)系统变量系统变量定义为：有固定用途的变量。它的值决定系统的状态。系统变量包括刀具偏置变量，接口的输入／输出信号变量，位置信息变量等。系统变量的序号与系统的某种状态有严格的对应关系。11/21/2023例：刀具偏置变量序号为#01～#99，这些值可以用变量替换的方法加以改变，在序号1～99中，不用作刀具偏置量的变量可用作保持型公共变量#500～#531。例：接口输入信息#1000～#1015，#1032。通过阅读这些系统变量，可以知道各输入口的情况。当变量值为1时，说明接点闭合；当变量值为“0”时，表明接点断开。这些变量的数值不能被替换。阅读变量#1032，所有输入信号一次读入。11/21/20232．宏指令G65宏指令G65可以实现丰富的宏功能，包括算术运算、逻辑运算等处理功能一般形式：G65HmP#iQ#jR#k

式中：m——宏程序功能，数值范围01—99；#i——运算结果存放处的变量名；#j——被操作的第一个变量，也可以是一个常数：#k——被操作的第二个变量，也可以是一个常数。#i#j#k运算符，用Hm定义例如，当程序功能为加法运算时：P#100Q#101R#102……#100＝#101＋#102P#100Q－#101R#102……#100＝－#101＋#102P#100Q#101R15……#100＝#101＋1511/21/2023宏功能指令表G指令码H代码功能定义G65H01定义，替换＃i＝#jG65H02加＃i＝#j＋#kG65H03减＃i＝#j－#kG65H04乘＃i＝#j×＃kG65H05除＃i＝#j／#kG65H11逻辑“或”＃i＝#j·OR·#kG65H12逻辑“与”＃i＝#j·AND·#kG65H13异或＃i＝#j·XOR·#kG65H21平方根＃i＝G65H22绝对值＃i＝G65H23求余＃i＝#j－trunc(#j／#k)·#kG65H24Trunc:丢弃小于1的分数部分DCB码→二进制码＃i＝BIN（＃j）G65H25二进制码→DCB码＃i＝BCD（＃j）G65H26复合乘／除＃i＝(#i×#j)÷#k11/21/2023G65H27复合平方根1＃i＝G65H28复合平方根2＃i＝G65H31正弦＃i＝#j·SIN(#k)G65H32余弦＃i＝#j·COS(#k)G65H33正切＃i＝#j·TAN(#k)G65H34反正切＃i＝ATAN(#j／#k)G65H80无条件转移GOTOnG65H81条件转移1IF#J＝＃k，GOTOnG65H82条件转移2IF#J≠＃k，GOTOnG65H83条件转移3IF#J＞＃k，GOTOnG65H84条件转移4IF#J＜＃k，GOTOnG65H85条件转移5IF#J≥＃k，GOTOnG65H86条件转移6IF#J≤＃k，GOTOnG65H89产生PS报警PS报警号500＋n出现11/21/2023(1)算术运算宏指令1)变量的定义和替换

#i＝#j格式：G65H01P#iQ#j；例G65H01P#101Q1005；(#101＝1005)G65H01P#101Q一#112；(#101＝一#112)2)加法

#I＝#j+#k格式：G65H02P#iQ#jR#k；例G65H02P#10lQ#102R#103；(#101＝#102＋#103)11/21/20233)减法

#i＝#j一#k格式G65H03P#iQ#jR#k；例G65H03P#101Q#102R#103；(#101＝#102一#103)4)乘法

#I＝#j×#k格式G65H04P#iQ#jR#k；例G65H04P#101Q#102R#103；(#101＝#102×#103)5)除法

#i＝#j／#k格式G65H05P#iQ#jR#k；例G65H05P#101Q#102R#103；(#101＝#102／#103)11/21/20236)平方根#i＝格式C65H21P#iQ#j；例G65H21P#101Q#102；(#101=)7)绝对值#i＝格式G65H22P#iQ#j；例G65H22P#101Q#102；(#101＝）11/21/20238)正弦函数#Ii＝#j×SIN(#k)格式：G65H31P#iQ#jR#k；(单位：度)例：G65H31P#101Q#102R#103；(#101＝#102×SIN(#103))9)余弦函数

#i＝#j×COS(#k)格式：G65H32P#iQ#jR#k；(单位：度)例：G65H32P#101Q#102R#103；(#101＝#102×COS(#103))11/21/2023(2)控制命令宏指令1)无条件转移

格式：G65H80Pn；(n为程序段号)例：G65H80P120；(转移到N120)2)条件转移1

#j．EQ．#k格式：G65H81PnQ#jR#k；(n为程序段号)例：G65H81P1000Q#101R#102；当#101＝#102，转移到N1000程序段；若#101≠#102，执行下一程序段。11/21/20233)条件转移2#j．NE．#k格式：G65H82PnQ#jR#k；(n为程序段号)例：G65H82P1000Q#101R#102；当#101≠#102，转移到N1000程序段；若#101＝#102，执行下——程序段。4)P／S报警格式：G65H99Pi；(i＋500为报警号)例：G65H99P15；出现P／S报警号515。11/21/2023(3)使用注意：为保证宏程序的正常运行，在使用用户宏程序的过程中，应注意以下几点：由G65规定的H码不影响偏移量的任何选择；如果用于各算术运算的Q或R未被指定，则当0处理；转移目标序号可以是变量；在分支转移目标中，如果序号为正值，则检索过程是先向后续程序段查找；如果序号为负值，则检索过程是返回向前面的程序段查找。11/21/20233．用户宏程序应用举例例：加工圆周等分孔。设圆心在O点，它在机床坐标系中的坐标用G54来设置，在半径为r的圆周上均匀地钻几个等分孔，起始角度为α，孔数为n。以零件上表面为Z向零点。见图。

使用以下保持型变量：#500、#501：参考点X、Y轴坐标值（X0、Y0）；#502：半径r；#503：起始角度α；#504：孔数n，当n＞0时，按逆时针方向加工；当n＜0时，按顺时针方向加工；#505：孔底Z坐标值；#506：R平面Z坐标值；#507：F进给量。注意，设置保持型变量时，角度输入设置为带小数点的方式，即若起始角度α＝30°，则输入#503＝“30．”；其它数值为不带小数点的方式输入，最小指令值为0．001mm，即若设置#502＝100mm，则输入#502＝“100000”。11/21/2023先分析分布孔的坐标值Xi、Yi的计算方法：假设第i个孔与X轴夹角为θi：则θi=α+3600（ｉ-1）/n所以：xi=rcosθiyi=rsinθi故Xi=X0+xi=X0+rcosθiYi=Y0+yi=Y0+rsinθi11/21/2023使用以下变量进行操作运算：#100：表示第i步钻第i孔的记数器；#101：记数器的最终值(为n的绝对值)：#102：第i个孔的角度θi的值；#103：第i个孔的X坐标值；#104：第i个孔的Y坐标值。参考点X0、Y011/21/2023宏程序编制的钻孔子程序主程序名O0010N010G54G90G00X0Y0Z20；进入加工坐标系N020M98P9100；调用钻孔子程序N030G00G90X0Y0；返回加工坐标系零点N040Z20；抬刀N050M30；程序结束变量#500～#507可以在程序中赋值，也可由MDI方式设定。11/21/2023程序名O9100N110G65H01P#100Q0；#1000N120G65H22P#101Q#504；#101N130G65H04P#102Q#100R360.；#102#100×360°N140G65H05P#102Q#102R#504；#102＝#102／nN150G65H02P#102Q#503R#102；#102＝α＋#102当前孔孔位角度θi＝α+(360°×I)／nN160G65H32P#103Q#502R#102；#103r×COS(#102)当前孔的X坐标N170G65H31P#104Q#502R#102；#104r×sin(#102)当前孔的Y坐标N180G90G81G98X#103Y#104加工当前孔(返回开始平面)Z#505R#506F#507；N190G65H02P#100Q#100R1；#100＝#100＋1下一个孔N200G65H84P-130Q#l00R#l01；当#100<#101时，向上返回到N130程序段N210M99；返回主程序11/21/2023（四）数控铣床中子程序的应用1、子程序的调用与执行1）子程序的格式：OXXXX；

；

；…

；M99；2）子程序的调用调用子程序格式：M98PXXXXLXXXX；在子程序的开头，继“O”（EIA）或“：”（ISO）之后规定子程序号，（由4位数字组成，前0可以省略），M99为子程序结束指令，M99不一定要单独使用一个程序段，如G00X_Y_M99；也是允许的。其中M98是调用子程序指令，地址P后面的4位数字为子程序号，地址L指令重复调用的次数，若只调用一次也可以省略不写，系统允许重复调用的次数为9999次。11/21/2023返回到子程序O0123主程序O0122子程序O0124以Y1.5为起点，增量移动工件坐标系设在X3Y4子程序O0123子程序O0124跳转到子程序O0124跳转到子程序O0123返回到主程序子程序O0123以X3Y4为起点，增量移动3）子程序的执行11/21/20232、子程序的特殊使用方法1）子程序中用P指令返回的地址如果在子程序的返主指令程序段中加入Pn，（即格式变成M99Pn；n为主程序中的顺序号），则子程序在返回时将返回到主程序中顺序号为n的那个程序段。2）自动返回到程序头如果在主程序（或子程序）中执行M99,则程序将返回到程序开头的位置并继续执行程序，为了让程序能够停止或继续执行后面的程序，这种情况下通常是写成／M99；以便在不需要重复执行时，跳过这程序段。也可以在主程序（或子程序）中插入／M99Pn；，其执行过程犹如前述。还可以在使用M99的程序段前面写入／M02或／M03以结束程序的调用。11/21/20233）用M99La；强制改变子程序重复执行的次数地址L中用a表示该子程序被调用的次数，它将强制改变主程序中对该子程序的调用次数。如主程序中用M98P-L99；，执行该子程序时遇到／M99LO；，此时若任选程序段开关位于"OFF"的位置，则重复执行次数将变成0次。11/21/202311/21/2023例1：如图5—29所示的零件钻削16个Φ10mm的孔，先编好名为为O6000和O7000的两个程序。O6000N100G00G80G90ZR2；定义初始高度N110G01ZR3；确定加工深度N120G00ZR2；确定速度转换高度N130M99；O7000N210G81G91G00X0Y0；调G81循环钻孔N220XR4YR5；N230XR4YR5；N240XR4YRs；N250YR6；N260X－R4Y－R5；N270X－R4Y－R5；N280X－R4Y－R5；N290G80；N300M99；11/21/2023主程序O8000N010G00G43H01Z500.0；刀具调至工件上方N020X100.0Y100.0F0.3S1000；定位到1号孔N025R2360R3250R420R55R620；为R2、R3、R4、R5、R6赋值N030M98P7000(调出O7000子程序钻1～8孔)；

调子程序加工1～8号孔N040G90X100．0Y140．0；定位到9号孔N050M98P7000；调子程序加工9～16号孔；······Nn 11/21/2023例2：零件如图5—30所示，用φ8键槽铣刀加工，使用半径补偿，每次Z轴下刀2．5mm，试利用子程序编写程序11/21/2023程序如下：O0100N010G92X0Y0Z20.0；N015M03S800；N020G00X-4.5Y-10.0M08；N025Z0；N030M98P0110L4；N035G90G00Z20.0M05；N040X0Y0M09；N045M30；11/21/2023O0110N100G91G00Z-2.5；N105M98P0120L4；N110G00X-76.0N120M99；O0120N150G91G00X19.0；N155G41D01X4.5；N160G01Y75.0F100；N165X-9.0；N170Y-75.0；N175G40G00X4.5；N180M99；11/21/2023第三节典型数控铣床编程实例图5-31编程实例11/21/2023例1：加工图5—33所示零件，工件材料为45号钢，毛坯尺寸为175mm×130mm×6．35mm。工件坐标系原点(X0、Y0)定在距毛坯左边和底边均65mm处，其Z0定在毛坯表面上，采用φ10mm柄铣刀，主轴转速S＝1250r／min，进给速度F＝150mm／min。轮廓加工轨迹如图5—34所示，编写零件的加工程序。11/21/202383108R19R6R512.5R63.56图5-33编程实例11/21/2023图5-34刀具轨迹内轮廓外轮廓11/21/2023点XYZ1点-20020002点0003点510-104点29425点2989.56点2395.57点-238点-2989.59点4211/21/202310点51011点012点-41.5108513点-22.510814点22.5-1015点41.58916点4817点-41.54818点8919点-20110.511/21/2023加工程序O1111程序号N010G90G21G40G49G80；绝对尺寸指令，米制，注销刀

具补偿和固定循环功能N020G91G28X0Y0Z0；刀具移至参考点N030G92X-200.0Y200.0Z0；设定工件坐标系原点坐标N040G00G90X0Y0Z0S1250M03；具快速移至点2，主轴以1250r／min正转N050G43Z50．0H01；刀具沿Z轴快速定位至50mm处N060M08；开冷却液N070G0lZ-10.0F150；刀具沿Z轴以150mm／min直线插补至-10处N080G4lD01X51.0；刀具半径补偿有效，补偿号D01，直线插补至点3N090G03X29.0Y42.0I-51.0J0；逆时针圆弧插补至点4N100G01Y89.5；直线插补至点5N110G03X23Y95.5I-6.0J0；逆时针圆弧插补至点6N120G01X-23.0；直线插补至点711/21/2023N130G03X-29.0Y89.5I0J-6.0；逆时针圆弧插补至点8N140G0lY42.0；直线插补至点9N150G03X51.0Y0I29.0J-42.0；逆时针圆弧插补至点10N160G0lX0；直线插补至点11N170G00Z5.0；沿Z轴快速定位至5mm处N180X-41.5Y108.0；快速定位至点12N190G0lZ-l0.0；沿Z轴直线插补至一10处N200X22.5；直线插补至点14N210G02X41.5Y89.0I0J-19.0；顺时针圆弧插补至点15N220G0lY48.0；直线插补至点16N230G02X-41.5Y48.0I-41.5J-48.0；顺时针圆弧插补至点l7N240G01Y89.0；直线插补至点18N250G02X-22.5Y108.0I19.0J0；顺时针圆弧插补至点13N260X-20Y110.5；直线插补至点19N270G00G90Z20.0M05；刀具沿Z轴快速定位至20mm处，主轴停转N280M09；关冷却液N290G01G28X0Y0Z0；返回参考点N300M06；换刀N310M30；程序结束11/21/2023第四节典型数控铣床操作方法

及安全规程一、数控铣床操作面板本节以XK5032上采用的FANUCO－MC系统为例，介绍数控铣床的操作。数控铣床的操作主要通过操作面板来进行，一般数控铣床的操作面板由显示屏/手动数据输入键盘（CRT／MDI）面板和机床控制面板(两块)等二大部分组成11/21/2023①显示屏主要用来显示相关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息。②手动数据输入键盘主要包括的字母键和数值键以及功能按键等，可以进行程序、参数以及机床指令的输入。③机床控制面板主要进行机床调整、机床运动控制、机床动作控制等。一般有急停、模式选择、轴向选择、切削进给速度调整、快速进给速度调整、主轴的起停、程序调试功能及其他M、S、T功能等。11/21/20231．CRT／MDI面板显示器MDI键盘11/21/2023键盘上的功能键用于选择CRT的屏幕显示方式：POS当前位置的显示PROGRAM程序显示屏MENU／OFSET偏置量显示屏DGNOS／PARAM进行参数的设定、诊断数据的显示OPR／ALARM进行报警号、软操作面板的显示AUX／GRAPH未使用

注意按任意一个功能键和CAN时画面显示就会消失。之后再按任意一个功能键，会显示出相应的画面。同一数据输入键上有多个地址和数值，按键后循环显示。11/21/2023键盘功能名称用途复位键RESET解除报警，终止当前一切操作，CNC复位启动键STARTMDI运转的循环启动，自动运转的循环启动地址/数字键字母、数字等文字的输入输入键INPUT用于参数、偏置等的输入。还用于I/O设备的输入开始，MDI方式指令数据的输入取消键CAN删除输入到缓冲存储器中的文字或符号光标移动键CURSOR↑CURSOR↓CURSOR↑：向前移动光标CURSOR↓：向后移动光标翻页键PAGE↑PAGE↓用于CRT屏幕选择不同的页面，PAGE↑：向前翻CRT画面PAGE↓：向后翻CRT画面软键可根据用途提供给软键各种功能。软键能提供的功能在CRT画面的最下方显示。左端的软键：在软键输入各种功能时返回最初状态右端的软键：用于本画面未显示完的功能11/21/20232.操作面板它由下操作面板和右操作面板组成。1）下操作面板如图5—36所示表5—9介绍了各键的功能2）右操作面板如图5—37所示表5—10介绍了右操作面板各键的功能11/21/2023下操作面板11/21/2023编号名称用途1电源键CNCPOWER按下ON接通CNC电源，按下OFF断开CNC电源2循环启动键(带灯)CYCLESTART自动操作方式下，选择要执行的程序后按下此键，自动操作开始执行，同时健内的灯点亮MDI方式下，数据输入完毕后按下此键，执行MDI指令3进给保持键(带灯)FEEDHOLD机床自动循环期间按下此键，机床立即减速、停止，键内的灯点亮4主功能选择开关MODESELECT选择机床的工作方式：(1)EDIT：编辑方式(2)AUTO：自动方式(3)MDI：手动数据输入方式(4)HANDLE：手摇脉冲发生器操作方式(5)JOG：点动进给方式(6)RAPID：手动快速进给方式(7)lRM：手动返回机床参考点方式(8)TAPE：纸带工作方式(9)TEACH.H：手脉示教方式5手摇脉冲发生器进给轴及倍率选择开关AXISSELECT，HANDLEMULTIPLIER选择手脉进给的轴(X，Y，Z)及选择手脉进给时的最小脉冲当量6手摇脉冲发生器MANUALPULSEGENERATOR在手脉(HANDLE)或手脉示教(TEACHH)方式时，转动手脉进行所选轴的正方向或负方向进给11/21/20237手动时进给轴及方向控制键JOGAXISSELECT手动JOG方式时，选择手动进给轴和各轴的刀具运动方向8进给速率修调开关FEEDRATEOVERRIDE当用F指令按一定速度进给时，在0％～150％范围内修调进给速率。当用手动JOG进给时，选择JOG速率9程序锁定开关PROGRAMPROTECT需要进行存储、编辑、修改以及自诊断页面参数时，需用钥匙接通此键(钥匙右转)10复位键MACHINERESET机床刚通电时，急停键释放后按下此键，进行强电复位；当X，Y，Z碰上硬件限位开关时，强行按住此键，选择正确运动方向，手动操作机床，直至退出硬件限位开关11急停开关E—STOP出现紧急情况时按下此键，伺服进给及主轴运转立即停止工作12跳段功能键(带灯)BDT在自动操作方式下，此键接通(灯亮)时程序中有斜杠“／”的程序段不执行13单段执行键(带灯)SBK接通此键(灯亮)，CNC处于单段运行状态。在自动方式，每按一次CYCLESTART键将执行一段程序11/21/202314空运转键(带灯)DRN在自动方式或MDI方式下，此键接通时(灯亮)机床执行空运行方式15机床锁定键(带灯)MLK自动方式、MDI方式和自动操作方式下，此键接通(灯亮)，则伺服不进给(如原来已进给，则伺服进给立即减速、停止)，但仍显示位置更新，M，S，T机能仍能有效输出16机床电源及无故障指示灯MACHINEPOWER：电源指示灯。当主电源开关合上后灯亮。READY：准备好指示灯。当机床复位键按下后，机床无故障时灯亮17主轴、数控系统、润滑泵报警指示灯ALARMSPINDLE：主轴报警指示CNC：CNC装置报警指示LUBE：润滑泵液面报警指示18回零结束指示灯HOMEHOME：X，Y，Z分别指示各轴回零结束11/21/2023右操作面板11/21/2023右操作面板键的意义名称作用主轴负载表SPINDLELOAD显示主轴的工作负载主轴转速修调开关SPINDLESPEEDOVERRIDE自动或手动时，在50%～12