《零件的加工工艺与编程》 课件 1.1.3 相关编程指令

项目1阶梯轴的编程与加工项目1阶梯轴的编程与加工任务1.1知识准备项目一031.1.3相关编程指令(1)指令格式及含义①G21公制输入（毫米输入）②G20英制输入（英寸输入）(2)使用说明①

必须在程序的开头一个独立的程序段指定G20或G21，才能输入坐标尺寸。②

当系统通电后，NC保留前次关机时的G20或G21。③

程序执行过程中不能转换。④

FANUC系统需使用小数点输入数字，用于输入距离、速度或角度。小数点表示毫米、英寸、度数或秒。1.单位设定指令公制G21/英制G202.平面选择指令G17/G18/G19(1)指令格式G17/G18/G19;(2)参数含义①

G17——XY平面选择；②

G18——ZX平面选择；③

G19——YZ平面选择。

卧式数控车床的默认平面为G18。④

G17/G18/G19为模态指令，可相互取消。(1)指令格式G00

X(U)＿

Z(W)＿;(2)参数含义①

X(U)＿

Z(W)＿——目标点坐标。采用绝对坐标X、Z编程时，为终点的

坐标值，采用增量坐标U、W编程时，为目标点相对

于前一点的增量值，编程时可以二者混合使用。不

运动的坐标可以省略；②

X(U)＿——坐标值为直径量。3.快速点定位指令G00(3)使用说明①

G00快速移动的速度不需要指定，由生产厂家确定。可通过操作面板上的速度修调开关进行调节。②

各轴的进给速率不同，机床执行指令时运动轨迹不一定是直线。使用时一定要特别注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。③G00指令为模态指令，可由G01/G02/G03指令取消。(4)适用场合一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。(1)指令格式G01X(U)＿

Z(W)＿

F＿;(2)参数含义①

X(U)＿

Z(W)＿——目标点坐标。采用绝对坐标X、Z编程时，为终点的

坐标值，采用增量坐标U、W编程时，为目标点相对

于前一点的增量值，其中X(U)为直径量。编程时可以

二者混合使用，不运动的坐标可以省略；②

F——进给速度，F为模态代码。4.直线插补指令G01(3)使用说明①

在G98指令下，F为每分钟进给量mm/min；在G99指令下，F为每转进给量mm/r。②

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。③G01和F都是模态代码，若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。④

G01指令为模态指令，可由G00/G02/G03指令取消。(4)适用场合一般作为切削加工运动指令，可以单坐标移动，也可以两坐标同时插补运动。分析如图（a）所示锥轴零件的刀具运动轨迹（进刀、切削、退刀和返回轨迹），并应用G00、G01指令编写精加工程序。

例1-2（a）零件图

（b）走刀路线与数值计算点位1工艺分析及数值计算以锥轴零件装夹后的右端面与主轴轴线的交点为原点建立工件（编程）坐标系，图中刀具运动轨迹为：P

A

①

②

③

P其中

为G00方式，

为G01方式。参数及计算公式圆锥

(1-1)式中：——锥度；

——大端直径；

——小端直径；

——锥长。编程原点O对刀点O安全点P切削起点A

X坐标值0.00.0200.060.0

Z坐标值0.00.0100.02.0

圆锥起点①圆锥大端②圆锥终点③圆锥终点③的计算过程X坐标值60.090.093.0X③＝X②＋3＝90.0＋3＝93.0Z坐标值-50.0-70.0-72.0Z③＝Z②＋2＝-（70.0＋2）＝-72.0锥度根据公式（1-1）计算可得：2编写加工程序程序段号程序程序说明

O0111;程序号

G21G40G97G99;程序初始化

T0101S1200M03;换1号刀调用1号刀补，主轴以每分钟1200转正转，精加工外轮廓

G00X200.0Z100.0;快速移动到1号刀的安全点P

G00Z2.0;快速移动到切削起点A的Z坐标

X60.0;快速移动到切削起点A的X坐标

G01Z-50.0F0.1;直线插补到圆锥起点①

X93.0Z-72.0;直线插补到圆锥延长线上的点（退刀点）③

G00X200.0;快速返回到安全点P的X坐标

Z100.0;快速返回到安全点P的Z坐标

M05;主轴停止

M30;程序结束

编程时，通常将车刀的刀尖假想成一个点，该点即为假想刀尖，如图所示的O´点，实际对刀时，是以外径切削点和端面切削点进行对刀，即以假想刀尖对刀。

但实际上刀尖是一段圆弧，该刀尖圆弧所构成的假想圆半径即是刀尖圆弧半径，如图所示的R。5.刀尖圆弧半径补偿指令G40/G41/G42（1）假想刀尖与刀尖圆弧半径（2）未使用刀尖圆弧半径补偿时加工误差的分析（3）刀尖半径的确定编程时只需按工件的轮廓尺寸编写程序，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径大小。加工前需先把刀尖圆弧半径值输入到相应刀具的参数页面。加工时数控系统会自动计算补偿值。经验值粗加工取0.8㎜，半精加工取0.4㎜，精加工取0.2㎜，若粗精加工选用同一把刀取0.4㎜。

当用假想刀尖编程时，刀尖方位号为1～8号；当用假想刀尖圆弧中心编程时，刀尖方位号为0或9号。

不论是前置刀架还是后置刀架，从右向左车外轮廓，外圆车刀的刀尖方位号为3；从右向左车内轮廓，内孔镗刀的刀尖方位号为2。（4）刀尖方位号的确定(1)指令格式G41G00G42

X(U)＿Z(W)＿F＿;G40G01(2)参数含义①

G41——刀尖圆弧半径左补偿；②G42——刀尖圆弧半径右补偿；③G40——刀尖圆弧半径补偿取消，用于取消G41/G42指令；④X(U)＿

Z(W)＿——目标点的绝对坐标或增量坐标，其中X(U)为直径量，

编程时可以二者混合使用；

⑤F——进给速度，F为模态代码。（5）刀尖圆弧半径补偿指令G41/G42/G40(3)补偿方向的判别①补偿方向的判别方法:在补偿平面内，沿着刀具前进方向看，刀具位于零件左侧用左补偿G41；刀具位于零件右侧用右补偿G42。②不论是前置刀架还是后置刀架，从右向左车外轮廓一般用刀尖圆弧半径右补偿G42；从右向左车内轮廓一般用刀尖圆弧半径左补偿G41。(5)使用说明①在调用新的刀具前，必须用G40指令取消刀尖圆弧半径补偿。②在MDI方式下，不能使用刀尖圆弧半径补偿。③在G90～G94、G74～G76固定循环指令中不能使用刀尖圆弧半径补偿。④G41/G42指令使用前，需通过数控系统操作面板输入刀尖圆弧半径R和刀尖方位号T，作为刀尖圆弧半径补偿的依据。⑤G41/G42/G40为模态指令，可相互取消。(6)注意事项①G41/G42/G40指令只能与G00和G01指令写在同一个程序段内，不允许与圆弧插补指令G02/G03写在同一个程序段内，否则报警。②在使用G41或G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终点的垂直位置停止，且产生过切或少切现象。③在加工比刀尖圆弧半径小的圆弧内侧时，产生报警。(1)指令格式G71

U(Δd)

R(e);G71

P(ns)

Q(nf)

U(Δu)

W(Δw)

F(f)

S(s)

T(t);

(2)参数含义①

Δd——每次切削深度(半径值)，其值为模态值；②

e——退刀量(半径值)，其值为模态值；③

ns——精加工程序段的开始程序段的段号；④

nf——精加工程序段的结束程序段的段号；⑤

Δu——X轴方向（径向）的精加工余量(直径值)；⑥

Δw——Z轴方向（轴向）的精加工余量；⑦

F、S、T——粗加工时的进给速度、主轴转速和刀补设定。6.内/外圆粗车复合循环指令G71(3)运动轨迹精车路线：A→A1→B→A(4)注意事项①

ns～nf程序段中的F、S、T，在执行G70指令时有效。②在ns～nf程序段中，不能调用子程序。③零件轮廓必须符合X、Z轴同时单调增大或单调减小的模式。④零件沿X轴方向进行分层，沿平行于Z轴的方向进行切削。(5)适用场合适于轴类零件（X向余量小、Z向余量大）毛坯的粗加工。7.精加工循环指令G70(1)指令格式G70

P(ns)

Q(nf)

F(f)

S(s)

T(t);(2)参数含义①

ns——精加工程序段的开始程序段的段号；②

nf——精加工程序段的结束程序段的段号；③

F、S、T——精加工时的进给速度、主轴转速和刀补设定。

(1)指令格式G02

I＿

K＿G03

X(U)＿Z(W)＿

R＿

F＿;

(2)参数含义①

G02——顺时针圆弧插补；②

G03——逆时针圆弧插补；③

X(U)＿Z(W)＿——圆弧终点坐标。采用绝对坐标X、Z编程时，为圆弧终

点的坐标值；采用增量坐标U、W编程时，圆弧终点

相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量值，其中

X(U)为直径量。编程时可以二者混合使用，不运动的

坐标可以省略；8.知识拓展圆弧插补指令G02/G03④

坐标字I＿

K＿——圆弧圆心坐标值，I/K分别与X/Z轴相对应，

分别表示圆弧圆心相对于圆弧起点在各坐

标轴方向上的增量值，为零时可省略，取

值由圆心坐标值减去圆弧起点坐标值所得；⑤

R——圆弧半径值；⑥

F——进给速度，F为模态代码。(3)圆弧方向的判别方法在右手笛卡尔直角坐标系中，沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。(4)使用说明

①当A点为起点时，该圆弧为逆时针圆弧，用G03表示，此时，

设：O（XO，ZO）

A（XA，ZA）

则：IOA＝XO－XA

KOA＝ZO－ZA

②当B点为起点时，该圆弧为顺时针圆弧，用G02表示，此时，

设：O（XO，ZO）

B（XB，ZB）

则：IOB＝XO－XB

KOB＝ZO－ZB

如右图所示的圆弧段a与b。规定圆弧段所对应的圆心角α≤180°时(圆弧段a)半径用“+R”表示，圆心角α＞180°时(圆弧段b)半径用“-R”表示。

G02/G03为模态指令，可相互取消。

(5)注意事项①如果I、K与R同时出现，则R值有效。②在编写圆心角α＞180°的圆弧时，优先选用I、K圆心矢量法编写程序。③在编写整圆程序时,只能用I、K圆心矢量法，并且I、K圆心矢量不能同时为零,否则系统会发出错误信息。

如图（a）所示的曲面轴零件，毛坯为φ45㎜×100㎜的铝棒料，试分析其刀具运动轨迹，分别用半径法和圆心矢量法编写精加工程序。

练1-1（a）零件图

（b）走刀路线与数值计算点位

建立如图所示的工件（编程）坐标系，图中刀具运动轨迹为:P

A

①

②

③

④

⑤

⑥

P其中

为G00方式

，

为G01方式。1工艺分析及数值计算编程原点O对刀点O安全点P切削起点A圆心O＇

X坐标0.00.0100.018.040.0

Z坐标0.00.0100.02.0-10.0

①②③④⑤⑥X坐标值18.020.020.040.040.047.0Z坐标值0.0-1.0-10.0-20.0-56.0-56.0矢量坐标绝对坐标计算过程计算结果

圆心O＇圆弧起点③I（40.0，-10.0）（20.0，-10.0）I＝XO－X③＝40.0－20.0＝20.0I＝20.0KK＝ZO－Z③＝-10.0－(-10.0)＝0.0K＝0.02编写加工程序半径法编程程序说明O0115;程序号G21G40G97G99;程序初始化T0101S1000M03;换1号刀调用1号刀补，主轴以每分钟1000转正转，精加工外轮廓G00X100.0