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1、第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础 数控编程概述数控编程概述编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控编程的内容：分析图样并确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序、制作控制介质、程序校验和试切削。数控编程的步骤：1.分析图样、确定加工工艺过程2.数值计算3.编写零件加工程序4.制作控制介质5.程序校验和试切削第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础(1)分析零件图纸 分析零件的材料
2、、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理等。(2)确定工艺过程 在图纸分析的基础上，选择机床、确定加工方法、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等。 第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础(3) 数值计算 计算交点、节点坐标值以及其它数据。(4) 编写程序单 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定代码及程序格式，编写零件加工程序。(5) 制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。 第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础（6） 程序校验和首件试切 控制介质
3、经过校验和试切削后，才能用于正式加工。 平面轮廓零件：用笔代刀、坐标纸代工件进行绘图。 空间曲面零件：可用蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件，进行试切。 第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首件试切方法可查出程序单是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础程序编制可分成手工编程和自动编程两类程序编制可分成手工编程和自动编程两类。手工编
4、程时，整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作由计算机来实现。工艺处理工艺处理数学处理数学处理加工程序单加工程序单程序校验程序校验穿孔穿孔磁盘磁盘工艺处理工艺处理磁盘磁盘计算机计算机直接传输直接传输手手工工编编程程自自动动编编程程第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础利用CAM系统进行自动编程的基本步骤1加工工艺确
5、定（1）校准加工零件的尺寸、公差和精度要求；（2）确定装卡位置；（3）选择刀具；（4）确定加工路线；（5）选定工艺参数。第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础2加工模型建立利用CAM系统提供的图形生成和编辑功能将零件的被加工部位绘制在计算机屏幕上，作为计算机自动生成刀具轨迹的依据。3刀具轨迹生成建立了加工模型后，即可利用CAM系统提供的多种形式的刀具轨迹生成功能进行数控编程。4后置代码生成后置处理的目的是形成数控指令文件，利用CAM系统提供的后置处理器可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。5加工代码输出第一章第一章 数控机床编程基础数控机床编程基础第一节第一节 数控编程的几何基础数控
6、编程的几何基础1.1机床坐标系为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫做机床坐标系1.2机床坐标轴及其方向数控机床的运动轴分为平动轴和转动轴 数控机床各轴的运动，有的是使刀具产生运动，有的则是使工件产生运动。第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础 鉴于以上两方面情况，标准规定，不论机床的具体运动结果如何，机床的运动统一按工件静止而刀具相对于工件运动来描述，并以右手笛卡尔坐标系表达，其坐标轴用X，Y，Z表示，用来描述机床的主要平动轴，称为基本坐标轴，若机床有转动轴，标准规定绕X，Y和Z轴转动的轴分别用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定则确
7、定。 第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础2Z坐标轴 将机床主轴沿其轴线方向运动的平动轴定义为Z轴。所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。 如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则以主轴轴线垂直于机床工作台装卡面时的状态来定义Z轴。 对于Z轴的方向，标准规定以增大刀具与工件间距离的方向为Z轴的正方向。第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础3X坐标轴 将在垂直于Z轴的平面内的一个主要平动轴指定为X轴，它一般位于与工件安装面相平行的水平面内。 对于不同类型的机床，X轴及其方向有具体的规定。例如对于铣床、钻床等刀具旋转的机
8、床，若Z轴是水平的，则X轴规定为从刀具向工件方向看时沿左右运动的轴，且向右为正若Z轴是垂直的，则X轴规定为从刀具向立柱 (若有两个立柱则选左侧立柱)方向看时沿左右运动的轴，且向右为正。4Y坐标轴 Y轴及其方向则是根据X和Z轴按右手法则确定。第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础5机床原点机床原点是机床坐标系的原点。对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础6机床参考点是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点，也称为机床零
9、点。参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限点。数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，随时测量运动部件的位置。第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础7工件坐标系和工件零点用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。工件坐标系的原点就是工件零点工件零点的一般选用原则：l工件零点选在工件图样的尺寸基准上，这样可以直接用图纸标注的尺寸作为编程点的坐标值，减少计算工作量；l能使工件方便地装卡、测量和检验；l工件零点尽量选择尺寸精度
10、较高、粗糙度比较低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；l对于有对称形状地几何零件，工件零点最好选择对称中心上。第一节第一节 数控编程的几何基础数控编程的几何基础8程序原点为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点，也叫编程原点或程序零点。对于简单零件，工件零点就是程序零点，这时的编程坐标系就是工件坐标系。对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序，为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。程序原点一般用G92或G54G59（对于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）指定第二章第二章 零件程序的结构零件程序的结构一个零件程
11、序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。程 序 段N01 G91 G17 G00 G42 T01 X85 Y-25N02 Z-15 S400 M03 M08 N03 G01 X85 F300 N04 G03 Y50 I25 N05 G01 X-75 N06 Y-60 N07 G00 Z15 M05 M09 N08 G40 X75 Y35 M02 第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的指令及其格式 上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。程序名程序名是该加工程序的标识；程序段程序段是一个完整的加工工步单元，
12、它以N（程序段号）指令开头，LF指令结尾； M02作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% 、EM等第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的指令及其格式由上面的程序可知：加工程序加工程序由程序名和若干程序段有序组成的指令集。程序程序是由若干程序段组成程序段程序段是由干指令字组成。指令字指令字是由字母（地址符）和其后所带的数字一起组成。程序段的格式程序段的格式，是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的指令及其
13、格式目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式）格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ LF这种格式的特点： 程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟符号和数字。指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。 因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。9/12/202425主程序、子程序在一个零件的加工程序中，若有一定量的连续的程序段在几处完全重复出现，则可将这些重复的程序串单独抽出来，按一定的格式做成子程序。 第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的
14、指令及其格式主程序： O N01； N02； N11 M98 O07 L2；N28 M98 O08；NM02 ；子程序 O07 N01； NM99 ； 子程序 O08 N01； NM99 ；第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的指令及其格式子程序嵌套第二节第二节 数控编程常用的指令及其格式数控编程常用的指令及其格式常用地址码的含义如表所示机能地址码意义程序号顺序号 准备机能 ONG 程序编号顺序编号机床动作方式指令坐标指令X.Y.Z A.B.C.U.V.W R I.J.K 坐标轴移动指令附加轴移动指令圆弧半径 圆弧中心坐标 进给机能主轴机能 刀具机能 FS T 进给速度指令主轴
15、转速指令刀具编号指令 辅助机能 MB 接通、断开、启动、停止指令工作台分度指令 补偿暂停子程序调用重复 参数 H.DP.X I P.Q.R 刀具补偿指令暂停时间指令子程序号指定固定循环重复次数固定循环参数第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.1 辅助功能辅助功能M代码代码辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。M功能有非模态M功能和模态M功能二种形式。非模态M功能（当段有效代码）：只在书写了该代码的程序段中有效；模态M功能（续效代码）：一组可相互注销的M功能
16、，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系模态M功能组中包含一个缺省功能，系统上电时将被初始化为该功能。M功能还可分为前作用M功能和后作用M功能二类。前作用M功能：在程序段编制的轴运动之前执行；后作用M功能：在程序段编制的轴运动之后执行。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系M 代码及功能表代码及功能表代码代码模模 态态功功 能能 说说 明明代码代码模态模态功功 能能 说说 明明M00M00非模态非模态程序暂停程序暂停M03M03模态模态主轴正转主轴正转M02M02非模态非模态程序结束程序结束M04M04模态模态主轴反
17、转主轴反转M30M30非模态非模态 程序结束并返程序结束并返回程序起点回程序起点M05M05模态模态主轴停止主轴停止M07M07模态模态冷却液打开冷却液打开M98M98非模态非模态调用子程序调用子程序M08M08模态模态冷却液打开冷却液打开M99M99非模态非模态子程序结束子程序结束M09M09模态模态冷却液关闭冷却液关闭第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系M00、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，也就是说，与PLC程序无关；其余M代码用于机床各种辅助功能的开关动作，其功能不由CNC内定，而是由PLC程序指定
18、，所以有可能因机床制造商不同而有差异（使用时须参考机床使用说明书）。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.2 主轴功能主轴功能S主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，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。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.3 进给功能进给功能 FF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)。当工作在G01，G02或G03方式下，编程的
19、F一直有效，直到被新的F值所取代，而工作在G00方式下，快速定位的速度是各轴的最高速度，与所编F无关。借助于机床控制面板上的倍率按键，F可在一定范围内进行修调，当执行螺纹切削循环G76、G82及螺纹切削G32时，倍率开关失效，进给倍率固定在100%。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.4 刀具功能刀具功能T代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。执行T指令，转动转塔刀架，选用指定的刀具。当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时，先执行T代码指令，而后执行刀具移动指令。刀具的补偿包括刀具偏置补偿、刀具磨损补偿及刀尖圆弧半径补偿。T指令同时调入刀补寄存
20、器中的补偿值。刀尖圆弧补刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。偿号与刀具偏置补偿号对应。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.5 准备功能准备功能G代码代码准备功能G指令由G后一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。G功能根据功能的不同分成若干组，其中00组的G功能（G04、G28、G29、G92）称非模态G功能，其余组的称模态G功能。模态G代码（续效代码）：该代码在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组中的其它任一G代码时才失效。非模态G代码（非续效代码）：只在有该代码的程序段中有效的代码。 G指令
21、通常位于程序段中尺寸字之前。例：N010G90G00X16S600T01M03；N020G01X8Y6F100；N030X0Y0；第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.6.1 绝对坐标指令与增量坐标指令绝对坐标指令与增量坐标指令（G90、G91）G90绝对坐标指令G91增量坐标指令例编制图中的移动量。绝对尺寸指令：G90G01X30Y50；增量尺寸指令：G91G01X20Y30；或G01U20V30；3.6 与坐标系有关指令与坐标系有关指令第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.6.2 坐标系设定指令（坐标系设定指令（G92）例设置图中工件坐标系坐标系设定
22、指令：G92X400Z200；3.6.3 坐标平面选择指令（坐标平面选择指令（G17、G18、G19）G17、G18、G19指令分别表示在XY、ZX、YZ坐标平面内进行加工。其中，G17可缺省。200400OpX Z第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.7 运动控制指令运动控制指令9/12/2024411、G00指令指令快速定位指令快速定位指令编程格式：编程格式：G00 X_ Y_ Z_； 式中X、Y、Z：绝对值指令时是终点的坐标值；增量值指令时是刀具移动的距离。功能：功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度
23、（修调倍率），快速移动到程序段所指令的下一个定位点。 只要非切削的移動，通常使用G00指令，如由机械原点快速定位至切削起點，切削完成後 的Z軸退刀及X、Y軸的定位等，以节省加工时間（只能用于工件外部的空程行走）。注意：注意： G00G00中不需要指定进给速度，续效指令。中不需要指定进给速度，续效指令。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202442如图所示，空间直线移动从A到B。其编程计算方法如下：绝对：绝对：G90G00XbYbZb；增量：增量：G91G00X(xbxa)Y(ybya)Z(zbza)； 第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12
24、/202443指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点，如图定的速度移动，最后减速到达终点，如图定的速度移动，最后减速到达终点，如图定的速度移动，最后减速到达终点，如图a a a a所示。所示。所示。所示。在在在在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，
25、不是一条直线。例如，在迹是几条线段的组合，不是一条直线。例如，在迹是几条线段的组合，不是一条直线。例如，在迹是几条线段的组合，不是一条直线。例如，在FANUCFANUCFANUCFANUC系系系系统中，运动总是先沿统中，运动总是先沿统中，运动总是先沿统中，运动总是先沿45454545角的直线移动，最后再在某一角的直线移动，最后再在某一角的直线移动，最后再在某一角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置，如图轴单向移动至目标点位置，如图轴单向移动至目标点位置，如图轴单向移动至目标点位置，如图b b b b所示。所示。所示。所示。编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，编程人员应了
26、解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可能出现的碰撞。以避免加工中可能出现的碰撞。以避免加工中可能出现的碰撞。以避免加工中可能出现的碰撞。 第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202444a)a)同时到达终点同时到达终点b)b)单向移动至终点单向移动至终点从从A A点到点到B B点快速移动的程序段点快速移动的程序段为：为：G90 G00 X20 Y30G90 G00 X20 Y30； 若采用直线型定位方式移动若采用直线型定位方式移动 ，則每次都要計算其斜率
27、后，再命則每次都要計算其斜率后，再命令令X軸及軸及Y軸移動，如此增加电脑軸移動，如此增加电脑的負荷，反应速度也较慢，故一的負荷，反应速度也较慢，故一般般CNC机械一开机大都自动设定机械一开机大都自动设定G00以斜进以斜进45方式移动。方式移动。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系3.7.2 直线插补指令（直线插补指令（G01）第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/2024462、G01指令直线插补指令编程格式：G01X_a_Y_b_Z_c_F_f_；式中：X、Y、Z：绝对值指令时是终点的坐标值；增量值指令时是刀具移动的距离。F:刀具的进给速度(进给量
28、)它是一个 合成速度。F为续效指令，因此无需对每个程序段都指定F；如果F代码不指令进给速度被当作零。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）。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202447示例：示例：实现图中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为： 绝对方式编程： G90 G01 X10 Y10 F100； 增量方式编程： G91 G01 X-10 Y-20 F100；第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202448：G90
29、G01 Y17. F80； X -10. Y30.；G91 X -40. Y -18.；G90 X -22. Y0； X0.；：第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202449运动控制指令示例运动控制指令示例19/12/202450运动控制指令示例运动控制指令示例19/12/202451运动控制指令示例运动控制指令示例2G92 X-20 Y0;设定工件坐标系G00 G90 X-5 M03 S800;定位至（-5，0）准备加工G01 X18. F100；经A B，用绝对值表示较方便。G91 X35. Y -20.；B C，用增量值表示较方便。G90 X92.；C D，
30、用绝对值表示较方便。 Y-45.；D E，用绝对值表示較方便。G91 X -60.；E F，用增量值表示較方便。 Y -15.；F G，增量值或绝对值皆方便，但沿用上单节增量指令， 可不必再用G90設定为绝对值，故用增量值表示 之。 X -32.；G程序原点，理由同上。 Y65.；程序原点A点上部，理由同上。G00 G90 X-20 Y0 M30;假设铣刀已定位至假设铣刀已定位至H H点，沿点，沿ABCDEFGABCDEFG程序原程序原点点AA点，完成轮廓切削。点，完成轮廓切削。9/12/2024523、G02,G03圆弧插补指令G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。（1）顺、逆方向
31、判别规则： 沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202453第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202454第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202455第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202456（2 2）程序格式：）程序格式：XYXY平面：平面：ZXZX平面：平面：YZYZ平面：平面：其中：其中：X X、Y Y、Z Z的值是指圆弧的值是指圆弧插补的终点坐标值；插补的终点坐标值；I I、J J、K
32、K是指圆弧起点是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与到圆心的增量坐标，与G90,G91G90,G91无关；无关； X X軸的分向量用位址軸的分向量用位址I I表示。表示。 Y Y軸的分向量用位址軸的分向量用位址J J表示。表示。 Z Z軸的分向量用位址軸的分向量用位址K K表示。表示。R R为指定圆弧半径为指定圆弧半径。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202457I、J、K的表达意义的表达意义a)XY平面圆弧；b)ZX平面圆弧；c)YZ平面圆弧第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202458（3）圆心位置的表示方法：u由圆心指向起点的向量在
33、X,Y,Z轴上的分量用I,J,K表示 。Y YX XI IJ J起点起点起点起点第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202459第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202460uR表示法：用半径R带有符号的数值来表示：AB180：R0R100；AB180：R0R-100 ABAB ABABA AB BR100R100说明：说明：说明：说明： a a a a、具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定。 b b、G00,G01,G0
34、2,G03G00,G01,G02,G03G00,G01,G02,G03G00,G01,G02,G03是同组续效指令，缺省值是同组续效指令，缺省值是同组续效指令，缺省值是同组续效指令，缺省值G01G01G01G01。 c c c c、本段终点若与上一段终点位置相同，、本段终点若与上一段终点位置相同，、本段终点若与上一段终点位置相同，、本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写写写写。 第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12
35、/202461对于整圆只能采用对于整圆只能采用对于整圆只能采用对于整圆只能采用I I、J J、K K的方式编程的方式编程的方式编程的方式编程加工如图所示整圆1和2。起点为A点，若采用顺时针方向和半径方法加工圆1和圆2，则程序均可以写成：N01 G02 X20 Y0 R-20 F100；这说明采用R方法来加工整圆不唯一，所以应采用I、J、K方法来加工整圆，这样则可以得到唯一的加工路径。则加工图中圆1的程序为： G02 X20 Y0 I-20 J0 F100；加工上图中圆2的程序为： G02 X20 Y0 I20 J0 F100；第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/20
36、2462在图中，当圆弧A的起点为P1，终点为P2，圆弧插补程序段为：G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50;或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50;当圆弧A的起点为P2，终点为P1时，圆弧插补程序段为：G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50;或：G03 X160 Y60 R-145.6 F50;第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202463加工顺弧AB、BC、CD，刀具起点在A点，进给速度80mm/min，两种格式编程为：用圆心坐标I、J编程： G92 X0 Y-15；G90 G03 X15 Y0 I
37、0 J15 F80； G02 X55 Y0 I20 J0；G03 X80 Y-25 I0 J-25； 用圆弧半径R编程：G92 X0 Y-15；G90 G03 X15 Y0 R15 F80；G02 X55 Y0 R20；G03 X80 Y-25 R-25；第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/202464运动控制指令运动控制指令-示例示例29/12/202465运动控制指令运动控制指令-示例示例29/12/202466刀具由坐标原点O快进至a点，从a点开始沿a、b、c、d、e、f、a切削，最终回到原点O，编程如下：运动控制指令运动控制指令-示例示例29/12/2024
38、67用绝对坐标编程如下：用绝对坐标编程如下：N01G90G00X30Y30；N02G01X120F120；N03Y55；N04G02X95Y80I0J25F100；N05G03X70Y105I-25J0；N06G01X30Y105F120；N07Y30；N08G00X0Y0；N09M02；运动控制指令运动控制指令-示例示例29/12/202468用增量坐标编程如下：用增量坐标编程如下：N01G91G00X30Y30；N02G01X90Y0F120；N03X0Y25；N04G02X-25Y25I0J25F100；N05G03X-25Y25I-25J0；N06G01X-40Y0F120；N07X0
39、Y-75；N08G00X-30Y-30；N09M02；运动控制指令运动控制指令-示例示例29/12/2024694 4、G04G04：暂停指令：暂停指令功能：使刀具作短时间的暂停（延时），用于无进给功能：使刀具作短时间的暂停（延时），用于无进给光整加工，如车槽、镗平面、锪孔、检测等场合常用光整加工，如车槽、镗平面、锪孔、检测等场合常用该指令。该指令。指令格式：指令格式：G04X() ； 式中：式中：X为暂停时间，单位为毫秒或秒，视数控系统而为暂停时间，单位为毫秒或秒，视数控系统而定。定。暫停暫停2 sec，則写成：，則写成：G04 X2；或；或G04 X2000；G04为非模态指令仅在本程序段
40、有效。为非模态指令仅在本程序段有效。 例如：例如：N055 G04 P3000;（延时（延时3秒）秒）第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9/12/2024701.用于主轴有高速、低速档切换时，以M05指令后，用G04指令暂停几秒，使主轴真正停止时 ，再行换档，以避免损伤主轴的伺服电机。2.用于孔底加工时暂停几秒，使孔的深度正确及增加孔底面的光度，如钻沉孔、锥孔，顶尖孔等。3.用于切削大直径螺纹时，暂停几秒使转速稳定后再行切削螺纹，使螺距正确。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系举例举例例：锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。程序如下：G01Z-7.0F60；G
41、04X5.0；（刀具在孔底停留5s）G00Z7.0；4.1.4.1.刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）1.1 刀具半径补偿概念实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零件轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应该与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。使刀具的刀位点正确运动有两种方式：1)加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工；2)按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件轮廓和刀具半径R自动计算出刀具中心轨迹。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系4. 刀具补偿指令刀具补偿指令刀具半径补偿指令G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，
42、刀具偏在工件轮廓的左边；G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具偏在工件轮廓的右边；G40为取消刀补。书写格式：1G41、G42与G00，G01配合使用。2G41、G42与G02，G03配合使用。XYD；42410100GGGGD；4241GGXYR；0302GG第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系刀具半径补偿过程刀具半径补偿过程刀具半径补偿执行过程一般分为三步：(1)刀具补偿建立(2)刀具补偿进行(3)刀具补偿撤消刀具补偿功能还可以利用同一加工程序去适应不同的情况，如：1利用刀具补偿功能作粗、精加工余量补偿；2刀具磨损后，重输刀具半径，不必修改程序；3利用刀补功能进行
43、凹凸模具的加工。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系例铣削加工图所示的轮廓，采用20的立式铣刀。O0010N010G92X0Y0；N020G91G00G42X70Y40D01S800M03M08；N030G01X80Y0F100；N040G03X40Y40I0J40；N050G01Y60；N060X-20；N070G02X-80I-40；N080G01X-20；N090Y-100；N100G00G40X-70Y-40M05M09M02； YXO 70602020ABCDEFGR40R4012010040 O第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系4.2 刀具长度
44、补偿指令（刀具长度补偿指令（G43、G44）用于刀具轴向（Z方向）补偿，可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值。即：书写格式： 执行结果：正偏置G43：Z实际值=Z指令值+（H）负偏置G44：Z实际值=Z指令值-（H）G40为取消刀补。 Z 向实际位移量程序给定值 补偿值可正可负ZH； 4443GG第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系5 尺寸单位选择尺寸单位选择G20，G21G20：英制输入；G21：公制（米制）输入，其为缺省值。尺寸输入制式及其单位线性轴线性轴旋转轴旋转轴英制（英制（G20G20）英寸英寸度度公
45、制（公制（G21G21）毫米毫米度度第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系6 进给速度的单位设定进给速度的单位设定G94、G95G94F-：每分钟进给，其为缺省值；G95F-：每转进给。G94对于线性轴，F的单位依据G20/G21的设定而分别为mm/min或in/min；对于旋转轴，F的单位为度/min。G95为每转进给，即主轴转一周时刀具的进给量。F的单位依据G20/G21的设定而分别为mm/r或in/r。此功能只在主轴装有编码器时才能使用。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系7 绝对值编程绝对值编程G90与相对值编程与相对值编程G91G90：绝对值编程，每
46、个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G90为缺省值。G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。绝对编程时，用G90指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的坐标值；增量编程时，用U、W或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系如图所示，使用如图所示，使用G90、G91编程：要求刀具由原点按顺序移编程：要求刀具由原点按顺序移动到动到1、2、3点，然后回到原点。点，然后回到原点。 绝对编程绝对编程 增量编程增量编程 混合编程混合编程 %0001%0001N1 G92 X0 Z0N1 G92 X
47、0 Z0N2 G01X15 N2 G01X15 Z20Z20N3 X45 Z40N3 X45 Z40N4 X25 Z60N4 X25 Z60N5 X0 Z0N5 X0 Z0N6 M30N6 M30%0001%0001N1 G91N1 G91N2G01X15Z20N2G01X15Z20N3 X30 Z20N3 X30 Z20N4 X-20 Z20N4 X-20 Z20N5 X-25 Z-60N5 X-25 Z-60N6 M30N6 M30%0001%0001N1 G92 X0 Z0N1 G92 X0 Z0N2 G01X15Z20N2 G01X15Z20N3 U30 Z40N3 U30 Z40N4
48、 X25 W20N4 X25 W20N5 X0 Z0N5 X0 Z0N6 M30N6 M30图图3.3.1 G90/G91 编程编程第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系8 坐标系设定坐标系设定G92G92X-Z-X、Z：对刀点到工件坐标系原点的有向距离。G92指令建立工件坐标系。当执行G92XZ指令后，系统内部即对(，)进行记忆，并建立一个使刀具当前点坐标值为(，)的坐标系，系统控制刀具在此坐标系中按程序进行加工。执行该指令只建立一个坐标系，刀具并不产生运动。第三章第三章 数控系统编程指令体系数控系统编程指令体系9坐标系选择坐标系选择G54G59G54、G55、G56、G57
49、、G58、G59G54G59是系统预定的六个坐标系，可根据需要选用。加工时其坐标系的原点，必须设为工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值，否则加工出的产品就有误差或报废，甚至出现危险。这六个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值（工件零点偏置值）可用MDI方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对于坐标系原点的值。G54G59为模态功能，可相互注销，G54为缺省值。第四章第四章 切削用量的选择切削用量的选择1.确定合理切削用量的意义切削用量包括切削速度、进给量和切削深度。数控加工时对同一加工过程选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。合理的切削用量应
50、能保证工件的质量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率，最大限度地发挥刀具的切削性能，并保证刀具具有一定的使用寿命。第四章第四章 切削用量的选择切削用量的选择2.选择切削用量的一般原则(1)粗加工时切削用量的选择粗加工时一般以提高效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和切削深度都能提高生产率。其中切削速度对刀具寿命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，以减少进给次数，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。第四章第四章 切削用
51、量的选择切削用量的选择（2）精加工、半精加工时切削用量的选择精加工和半精加工的切削用量要保证加工质量，兼顾生产效率和刀具寿命。精加工和半精加工的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。精加工和半精加工的切削余量较小，产生的切削力也较小，所以可在保证表面粗糙度的情况下适当加大进给量。第四章第四章 切削用量的选择切削用量的选择3.如何选择切削用量1）切削用量一般可以根据刀具供应商所提供的刀具样本数据来确定，这是比较快捷而稳妥的方法；也可以根据经验或试切来确定。2）查阅切削用量手册。3）生产实践经验。（一）数控加工工序的划分工序的划分原则：先面
52、后孔的原则；刀具集中的原则；粗、精分开的原则；按部位分序的原则。（二）对刀点与换刀点对刀点：刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。第四第四章章 数控加工工艺基础机床零点对刀点工作零点y0x0x1y1换刀点x2y2图2-2对刀点的坐标值xy第四第四章章 数控加工工艺基础对刀点的选择原则：对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。对刀点可以设置在零件、夹具上面或机床上面。换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换
53、刀点往往设在零件的外面。第四第四章章 数控加工工艺基础（三）走刀路线的选择走刀路线是指数控加工过程中刀位点相对于被加工工件的运动轨迹。第四第四章章 数控加工工艺基础走刀路线的选择原则：保证零件的加工精度和表面租糙度；方便数值计算，减少编程工作量；缩短走刀路线，减少空行程。第四第四章章 数控加工工艺基础（四）刀具的选择加工刀具的选择，应尽可能选用硬质合金刀具或性能更好的更耐磨的带涂层的刀具。铣平面轮廓用平头立铣刀，铣空间轮廓时选球头立铣刀。选择刀具时要规定刀具的结构尺寸，供刀具组装预调使用；还要保证有可调用的刀具文件；对选定的新刀具应建立刀具文件供编程用。（五）数控机床的选择1.平面孔系零件的加工这类零件或孔数较多，或孔位置精度要求较高，宜用点位直线控制的数控钻床与镗床加工。第四第四章章 数控加工工艺基础2.旋转体类零件的加工此类零件多选用数控车床或数控磨床加工。3.平面轮廓的加工此类零件的轮廓多由直线和圆弧组成，一般选两坐标联动的数控铣床加工。4.立体轮廓表面的加工一般选用具有三轴或三轴以上联动功能的数控铣床加工此类零件。第四第四章章 数控加工工艺基础工件的装卡方式 1）尽量采用组合夹具 2）选择合理的定位、夹紧部位 避免干涉，便于测量 3）选择合理的夹紧力位置和方向 减少变形 4）装卡、定位要考虑到重复安装的一致性性第四第四章章 数控加工工艺基础谢谢
