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1、书名：机床数控技术 ISBN： 978-7-111-48244-4 作者：刘敏 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件第3章 数控铣床及加 工中心程序编制 3.1基本功能指令 n3.1.1工件坐标系的建立n1工件坐标系设定指令G92n在使用绝对坐标指令编程时，必须先建立一坐标 系，用来确定绝对坐标原点（又称编程原点）设 在距刀具现在的位置多远的地方，或者说要确定 刀具起始点在坐标系中的坐标值。这个坐标系就 是工件坐标系。如图3-1所示。n编程格式：G92 X Y Z ；n例：G92 X150.0 Y300.0 Z200.0；n2工作坐标系的选取指令G54G59n 根据零件图样所标尺寸基点的相
2、对关系和 有关形位公差要求，为编程计算方便，有 的数控系统用G54G59预先设定6个工作 坐标系，这些坐标系存储在机床存储器中 ，在机床重开机时仍然存在，在程序中可 以分别选取其中之一使用。3.1.2常用功能指令n1准备功能G指令n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。范围由：G0(等效于G00) G99。G 代码指令的功能如表3-1所示。 n（1）点定位指令G00 nG00在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速返回 换刀点等。其运动速度程序中不设定，由机床原始设置来 确定。快速运动到将近定位点时，通过13
3、级降速以实现 精确定位。nG00只实现定位作用，对实际所走的路径不作严格要求， 刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。运动时也不进行 切削加工，编程时应注意参考所用机床的有关说明，注意 在快速近定位点时，避免刀具与工件等发生干涉碰撞。n编程格式：G00 X Y Z ；n（2）直线插补指令G01n刀具作两点间的直线运动加工时用该指令 ，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定 的速度（切削速度F），沿直线移动到规定 的位置。n编程格式： G01 X Y Z F ；n（3）绝对坐标、增量坐标编程指令G90， G91n指令格式：G90（绝对坐标）n G91（相对坐标）n指令G90后，运动坐标值均为相对于
4、工件编 程原点的绝对值，而指令G91后则均为相对 于起点的相对坐标值。 n（4）平面选择指令G17，G18，G19n在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补 ，要规定加工所在的平面，用G代码可以进 行平面选择。nG17：选择XY平面nG18：选择ZX平面nG19：选择YZ平面n（5）圆弧插补指令G02，G03 n 圆弧插补，G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时 针圆弧插补。顺时针、逆时针方向判别：从垂直 圆弧所在平面的第三坐标轴正方向往负方向看， 顺时针用G02，逆时针用G03，如图3-4所示。n如图3-5所示，用G02、G03指令对所示的 圆弧进行编程，设刀具从A点开始沿A、B 、C切削。 n例
5、3-1 如图3-6所示，该轨迹由直线和圆弧 组成。不考虑刀具半径，设零件的厚度为 20mm，零件表面为Z0平面。采用绝对坐 标和增量坐标编程。n（6）暂停指令G04nG04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工，一 般用于镗平面、锪孔等场合。n格式： G04n地址码X或P为暂停时间，其中X后面可用带小数 点的数，单位为s，如G04 X5表示在前一程序执 行完后，要经过5s以后，后一程序段才执行。地 址P后面不允许用小数点，单位为ms。如G04 P1000表示暂停1s。n2辅助功能M功能n辅助功能M指令，由地址字M后跟一至两位 数字组成，M00M99。主要用来设定数控 机床电控装置单纯的开/关动作，
6、以及控制 加工程序的执行走向。各M指令功能如表3- 2所示： n（1）程序停止功能M00n在完成程序段的其他指令后用以停止主轴、冷却 液，使程序停止。如编程者想要在加工中使机床 暂停（检验工件、调整、排屑等），使用M00指 令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。n（2）选择停止指令M01nM01指令的功能与M00相似。但与M00指令不同 的是：只有操作面板上的“选择停开关”处于接通 状态时，M01指令才起作用。常用于关键尺寸的 检验或临时暂停。n（3）主轴控制指令M03，M04，M05nM03、M04和M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时 针方向转动和停止。n（4）换刀指令M
7、06n常用于加工中心刀库的自动换刀时使用。n（5）冷却液控制指令M07、M08、M09nM072号冷却液开。用于雾状冷却液开。nM081号冷却液开。用于液状冷却液开。nM09冷却液关。注销M07、M08、M50、M51（M50、M51为3号 、4号冷却液开）。n（6）程序结束M02和M30nM02表明主程序结束，是在完成程序段的所有指令后，使主轴、进给 和冷却液停止。表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。n（7）程序调用指令M98和子程序结束指令M99n若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个 程序中都要使用它，为了简化程序，可以把这组 程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序 单独
8、存储，以供另外的程序调用，这种程序就叫 做子程序。主程序执行过程中如果需要某一个子 程序，可以通过一定的格式的子程序调用指令来 调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执 行后面的程序段。n1）子程序的编程格式nOn nM99；n在子程序的开头编制子程序号，在子程序的结尾用M99指 令。n2）子程序的调用格式nM98P nP后面的前3位为重复调用次数，省略时为调用一次；后4 位为子程序号。n3）子程序嵌套n子程序执行过程中也可以调用其他子程序 ，这就是子程序嵌套。子程序嵌套的次数 由具体控系统规定。编程中使用较多的是 二重嵌套，其程序执行过程如图3-8所示。3.1.3简化编程功能指令n1镜像功
9、能G51.1、G50.1n指令格式： G17 G51.1 X_ Y_；n nG50.1；n例3-2 如图3-9所示，编写加工凸台外轮廓 程序，已知凸台高度2，刀具为10立 铣刀。n2缩放功能G50、G51n指令格式为：G51 X_Y_Z_P_nM98 P_nG50n其中：G51建立缩放；nG50取消缩放；nX、Y、Z缩放中心的坐标值；nP缩放倍数。nG51既可指定平面缩放也可指定空间缩放。在G51 后运动指令的坐标 值以X、Y、Z为缩放中心，按P规定的缩放比例进行计算。在有刀具 补偿的情况下，先进行缩放，然后才进行刀具n例3-3 精加工如图3-10所示图样的两个凸 台，大凸台的缩放比例为2倍，
10、已知刀具为 6的立铣刀，凸台高度为2，工件材料 为石蜡。n3旋转变换G68、G69n指令格式为：G17 G68 X_Y_R_nM98 P_nG69n其中：G68建立旋转；nG69取消旋转；nX、Y、Z旋转中心的坐标值；nR旋转角度，单位是()， 0P360。n在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补（刀具半径补偿、 长度补偿），在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。n例3-4 使用旋转功能编制如图3-11所示轮 廓的加工程序，设刀具起点距工件上表面 50mm，切削深度5mm。n4极坐标变换n指令格式为：G17 G16nnG15 nG16后的坐标字中，第一坐标值表示极径， 第二坐标值表示极角n例3-5
11、如图3-12所示，试编程加工4个凸台 外轮廓，已知刀具为10立铣刀，凸台高度 为2。3.1.4刀具补偿功能指令n1刀具长度补偿指令G43、G44、G49 n编程格式：nG43为刀具长度正补偿。nG44为刀具长度负补偿。 nZ目标点坐标。 nH刀具长度补偿值的存储地址。补偿量存入由H 代码指令的存储器中。 n例3-6 如图3-14所示，该零件上有3个孔， 孔径为20mm，孔深如图所示，试编写加工 程序。编程坐标系如图2.4.8所示，取零件 表面为Z0平面，偏移量H01-4.0。n2刀具半径补偿指令G41，G42，G40n在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀 具轨迹编程，这样编程加工
12、简单，即假设刀具中心是沿工 件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一 个偏移量（即刀具半径），如图3-15所示。利用刀具半径 补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床 可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际 刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。nG41指令刀具左偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心 在零件轮廓的左侧（如图3-16）所示。nG42指令刀具右偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心 在零件轮廓的右侧（如图3-16）所示。n例3-7 编程加工图3-17所示的零件，编程坐标如 图所示。由图可计算出各交点的坐标：A(-40，- 20)B(-40，20)，C(0，4
13、0)，D(40，0)，E(20， -20)。刀具偏移号为H08。偏移方向为工件的左侧 。设工件的表面Z0，厚度为25mm。3.2孔加工循环指令n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 一系列典型的加工动作，这样就可以预先 编好程序，存储在内存中，并可用一个G 代码程序段调用，称为固定循环。以简化 编程工作。孔加工固定循环指令有G73、 G74、G76、G80G89。 n孔加工通常由下述6 个动作构成，如图3-18所示 。n(1) X、Y 轴定位；n(2) 定位到R 点(定位方式取决于上次是G00 还是 G01)；n(3)
14、 孔加工；n(4) 在孔底的动作；n(5) 退回到R 点(参考点)；n(6) 快速返回到初始点。nG98返回初始平面；nG99返回R 点平面；nG固定循环代码G73、G74、G76 和G81G89 之一；nX、Y加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90)；nR初始点到R 点的距离(G91)或R 点的坐标(G90)；nZ、R点到孔底的距离(G91)或孔底坐标(G90)；nQ每次进给深度(G73/G83)；nI、J刀具在轴反向位移增量(G76/G87)；nP刀具在孔底的暂停时间；nF切削进给速度；nL固定循环的次数。3.2.1钻孔加工循环指令n1高速深孔加工循环指令G73n格式： G73
15、X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_ ；nG73 用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容 易排屑，减少退刀量，可以进行高效率的 加工。G73 指令动作循环见图3-20所示。 注意当Z、K、Q的移动量为零时，该指令 不执行。n例3-8 使用G73 指令编制如图3-21所示深孔加工程序，设 刀具起点距工件上表面42mm，距孔底80mm，在距工件 上表面2mm处(R点)由快进转换为工进，每次进给深度 10mm，每次退刀距离5mm。n2钻孔循环(中心钻)指令G81n格式： G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_ ；nG81钻孔动作循环，包括X，Y坐标定位、 快进、工进和快速返回等动作。注意的是 ，如果Z方向的移动量为零，则该指令不执 行。 n3带停顿的钻孔循环指令G82n格式： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ；nG82 指令除了要在孔底暂停外，其他动作与G81 相同。暂停时间由地址P给出。G82 指令主要用 于加工盲孔，以提高孔深精度。注意的是，如果Z 方向的移动量为零，则该指令不执行。3.2.2螺纹加工循环指令n1攻丝循环指令G84n格式： G84 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ；n利用G84攻螺纹时，从R点到Z点主轴正转，在孔 底暂停后，主轴反转，然后退回。G84 指令动作 循环如图3-23所示。n注意：攻丝时速度倍率、
