1、新世紀應用型高等教育機械類課程規劃教材機床數控技術JICHUANG SHUKONG JISHU主編 魏斯亮 黎旭初主審 林厚波第二章 數控加工編程技術機械數控技術2.1 數控編程基礎知識一、數控編程的工作內容數控加工程序的編制，是指從分析零件圖紙到制成數控加工控制介質的全過程。包括將零件的加工信息、加工路線、工藝參數(F、S、T)及輔助動作等，用規定的文字、數字、符號組成的代碼按統一規定的格式編寫加工程序單，制成控制介質的整個過程。在數控編程之前，編程員應充分了解數控加工工藝的特點，了解數控機床的規格、性能、數控系統所具備的功能及編程指令格式代碼，在此基礎上才能進行數控加工程序的編制工作。二、

2、數控編程的步驟（1）工件圖樣分析通過對工件材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理的分析，確定工件在數控機床上進行加工的可行性。（2）確定工藝過程工藝過程的內容包括確定工件定位基準、選用夾具、確定對刀方式和選擇對刀點、制訂進給路線并確定加工余量、切削參數等。在安排工序時，要根據數控加工的特點按照工序集中的原則，盡可能在一次裝夾中完成所有工序。（3）數值計算根據工件圖及確定的加工路線和切削用量，計算出數控機床所需的數據。數值計算主要包括工件輪廓的基點和節點坐標的計算。二、數控編程的步驟基點的計算 所謂基點是指各幾何元素之間的連接點，如兩直線的交點、直線與圓弧的交點或切點、圓弧與圓弧之間的交點或切

3、點等。如圖所示，圖中A、B、C、D、O1、O2即為基點，在編程時需要輸入這些點的坐標。基點坐標只需用一般的解析幾何知識就可以求出。二、數控編程的步驟節點的計算對于平面輪廓是直線或圓弧以外的非圓曲線，如漸開線、阿基米德螺旋線等，采用直線或圓弧逼近它們。將這些非圓曲線按等間距或等弧長分割成許多小段，采用直線或圓弧逼近這些小段，取代非圓曲線。逼近直線段或圓弧段與曲線的交點或切點就是節點。這些節點的計算非常復雜。用手工編程時，節點計算很繁瑣，因此常常采用自動編程的方法，借助電子計算機進行輔助計算。二、數控編程的步驟（4）編寫程序單根據計算出來的數值和已確定的運動順序、刀號、切削參數以及輔助動作，按數控

4、系統規定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫數控加工程序單。 （5）制作控制介質程序單只是程序設計的文字記錄，是制作控制介質的依據。控制介質是數控加工程序的載體，數控加工信息由控制介質輸入給機床數控裝置。常用的控制介質有穿孔紙帶、磁帶、磁盤等。簡單程序可以直接使用鍵盤輸入到數控裝置。 二、數控編程的步驟（6）校驗控制介質控制介質必須經過調試和實際切削運行后，才可以使用或保存。通常使用的調試方法是：在數控機床上不安裝工件而讓數控機床空運行，觀察刀具運動軌跡是否正確。如有問題可及時修正。 （7）首件試切對控制介質的校驗只能證明軌跡運動的正確性，不能檢查出被加工工件的精度。只有對工件進行首件試切

5、，才能發現加工是否超差。二、數控編程的步驟對于平面輪廓零件，可在機床上用筆代替刀具、用坐標紙代替工件進行空運轉繪圖。對于空間曲面零件，可用蠟塊、塑料、木料或價格較低的材料代替工件，進行試切，以此檢查程序的正確性。在具有圖形顯示功能的機床上，用動態顯示（模擬工件的加工過程）的方法，則更為方便。 常用的程序校驗和試切方法： 首件試切方法不僅可查出程序單和控制介質是否有錯，還可知道加工精度是否符合要求。 上述方法只能檢查運動軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。三、數控編程的方法數控機床程序編制的方法有兩種：（1）手工編程：手工編程是指數控編程過程中，主要或全部由人工完成各個階段的工作。手工編程適用

6、于幾何形狀不太復雜和程序較短的零件。（2）自動編程：即計算機自動編程，是借助計算機大型應用工程軟件進行輔助工作，自動計算和自動生成復雜零件的數控加工程序的方法。（擬訂工藝方案主要依靠人工進行）包括：語言、圖形、語音自動編程。適用于復雜零件，提高編程效率。自動編程適用于形狀復雜的零件，以及適用于雖不太復雜但編程工作量或計算工作量很大的零件。三、數控編程的方法 所謂參數編程，屬于手工編程的范疇，即程序字中地址符后的數字由存儲該數字的存儲器地址所代替，就象一個空白表格程序，賦值后執行。如：N30 G01 X10 Y15 F1000，用參數編程可寫成N30 G01 XPll YP12 FP10，執行此

7、程序之前必須先賦值，Pll= 10，P12=15，P10=1000，程序才能運行。具有參數編程功能的數控系統，往往還規定一些加、減、乘、除、平方、平方根、三角函數、大于、小于、等于等指令和一些跳轉指令，更可擴大參數編程的使用范圍。參數編程方法三、數控編程的方法自動編程方法包括：APT語言自動編程、人機交互圖形自動編程、數字化自動編程。(A)APT語言自動編程使用一種數控高級語言，對零件的幾何形狀進行定義、對刀具相對工件的運動進行描述。編程時復雜的數字計算和分析判斷工作，由計算機自動完成。其典型代表是美國的APT系統。APT (Automatically Programmed Tools) 自動

8、編程工具。自動編程方法三、數控編程的方法(B)人機交互圖形自動編程 以CAD/CAM軟件為基礎，先進行三維建模，然后調用數控編程模塊，采用人機交互的方式在屏幕上指定被加工的部位，再輸入相應的加工工藝參數，計算機便可進行數學處理，并自動輸出數控加工程序，同時還可方便地進行刀具路徑演示和模擬加工演示。人機交互圖形自動編程時不必編寫程序，具有速度快、精度高、直觀性好、使用方便、便于檢查等優點。 常用的人機交互圖形自動編程軟件有：MasterCAM、 Pro/ENGINEER、UG、CATIA、CAXA 等等。三、數控編程的方法(C)數字化自動編程利用自動測量機或掃描儀對零件實物、模型或無尺寸圖樣進行

9、自動測量，將數據輸入計算機，然后自動生成所需零件的數控加工程序。數字化自動編程的局限性是硬件投資較大，僅適用于某些特殊的應用領域。2.2 數控機床的坐標系一、數控機床的標準坐標系數控機床的坐標系按國際標準化組織標準（ISO）規定為右手直角笛卡爾坐標系，如圖所示。二、數控機床的標準坐標軸基本坐標軸：X、Y、Z，由右手定則確定；回轉坐標軸：繞 X、Y、Z 軸轉動的坐標軸，分別用A、B、C表示，由右手螺旋法則確定。附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用U、V、W 等表示。 三、在使用坐標系時，注意如下規定：（1）刀具相對于靜止工件運動的原則：有的數控機床是刀具運動，工件固定；有的是工件運動

10、，刀具固定。為編程方便，一律規定：永遠假定工件靜止，而刀具是相對于靜止工件而運動的。根據這一原則，編程人員在編制加工程序時只需要按工件圖樣編制，而不必考慮具體某種數控機床的實際運動形式的差異。三、在使用坐標系時，注意如下規定：（2）標準坐標系中，各坐標軸之間的關系圖中大拇指的指向為X軸的正方向，食指的指向為Y軸的正方向，中指的指向為Z軸的正方向。圍繞X、Y、Z軸旋轉的圓周進給坐標軸A、B、C的方向用右手螺旋法則確定。同時規定了分別平行于X、Y、Z軸的第一組附加軸為U、V、W；第二組附加軸為P、Q、R。三、在使用坐標系時，注意如下規定：（3）各標準坐標軸的確定平行于機床主軸的刀具運動為Z坐標，垂

11、直于Z軸且平行工件裝夾平面的水平方向為X軸，同時垂直于X、Z坐標的為Y坐標。 Z坐標 標準規定：Z坐標主軸軸線的進給軸。 若沒有主軸(牛頭刨床) ,則選擇垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。 正方向：刀具運動遠離工件的方向為正。三、在使用坐標系時，注意如下規定：（3）各標準坐標軸的確定X坐標在刀具旋轉的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）：Z軸垂直（立式）：從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊。Z軸水平（臥式）：從刀具(主軸)向工件看時，X坐標的正方向指向右邊。在工件旋轉的機床上（車床、磨床等）：X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。三、在使用坐標系時，注

12、意如下規定：從刀具(主軸)向工件看+從刀具向立柱看由于機床上的運動是刀具和工件間的相對運動. 用不帶 的坐標表示工件固定，刀具運動的坐標； 用帶 的坐標表示刀具固定，工件運動的坐標。立式數控鏜銑床 臥式數控鏜銑床三、在使用坐標系時，注意如下規定：數控車床X方向工件的徑向并平行于橫向拖板Z平行于機床主軸刀具遠離工件旋轉中心方向“+”三、在使用坐標系時，注意如下規定：由于機床上的運動是指刀具與工件之間的相對運動，為了保持協調統一， 規定：用不帶 的坐標表示工件固定刀具運動的坐標，如X、Y、Z等； 規定：用帶 的坐標表示刀具固定工件運動的坐標，如X、Y、Z等 。 規定：刀具運動遠離工件的方向為“+”

13、。Y坐標利用已經確定的機床的X、Z軸坐標正方向，采用右手定則或右手螺旋法則，即可以確定Y坐標的正方向。四、機床坐標系與工件坐標系（1）機床坐標系機床固有的且是唯一的。 機床坐標系原點是在機床調試完成后便確定了的，機床坐標系是建立工件坐標系的參考系。 注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系，僅作為工件坐標系的參考系。四、機床坐標系與工件坐標系（2）工件坐標系編程坐標系工件原點：為編程方便，在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關的點。編程時所有的坐標尺寸都是基于工件坐標系計算的。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件坐標系原點與機床坐標系原點間的距離。該距離是通過對刀測量得到的。2.3 數控

14、程序代碼結構一數控程序的組成部分一個完整的加工程序，無論是主程序還是子程序都是由程序號、程序主體和程序結束三部分組成。 0001 NO1 G90 N02 G92 X40 Z20 N03 G00 X41 ZO N04 G01 XO F100 N05 G00 Z1 N06 X20 N07 G01 Z-30 F200 N08 X40 N09 GOO X40 Z20 N10 M02 (程序號)程序主體（程序的內容）程序結束二、數控程序段的格式程序段是程序的主要組成部分。程序段由程序字組成，程序字由地址符（用英文字母表示），正負號和數字（或代碼）組成。每個程序段前一般都冠以程序段號，程序段號的地址符都用

15、“N”表示。在有些數控系統中，程序段號可省略。數控機床有三種程序段格式：固定順序格式，表格順序格式，文字地址可變長度程序段格式。前兩種程序段格式己經很少使用，目前使用最多的是字地址可變長度程序段格式，這種格式是以地址符開頭，后面跟隨數字或符號組成的程序字，每個程序字根據地址來確定其含義，因此不需要的程序字或與上一程序段相同的程序字都可以省略。各程序字的排列順序通常也不嚴格。二、數控程序段的格式文字地址可變長度程序段格式：目前國內外廣泛采用的是文字地址可變長度程序段格式其示例為：N05G02X043Y043Z043F04S04T03M02LF二、數控程序段的格式如某數控機床說明書中的程序編制格式

16、： 具體含義：N05程序段號， 地址符后5位阿拉伯數字；G02準備功能字，地址符后2位阿拉伯數字；X043X的尺寸Y043Y的尺寸 可取正、負號，小數點前4位，小數點后3位；Z043Z的尺寸F04進給速度， 地址符后4位阿拉伯數字；S04主軸轉速， 地址符后4位阿拉伯數字；T03刀具的刀號，地址符后3位阿拉伯數字；M02輔助功能字，地址符后2位阿拉伯數字；LF 程序段結束字； 分隔符（可省略）。 N05G02X043Y043Z043F04S04T03M02LF三、主程序、子程序主程序即加工程序。子程序是可以用適當的機床控制指令調用的一段加工程序。原則上講，主程序和子程序之間并沒有區別。同一個工

17、件中或多個工件中，幾何形狀、尺寸、加工要求完全一致的加工內容，可定義為子程序，供主程序調用，并可以多次重復調用，以減少重復勞動。用M98調用子程序，M99返回主程序。主程序可以調用子程序、子程序也可以調用另外的子程序，稱為子程序嵌套。可嵌套的次數，不同的數控系統有不同的規定。主程序與子程序的關系如下圖所示。需要說明的是：數控編程時，應嚴格按照數控機床生產廠家提供的編程說明書的規定來編寫。三、主程序、子程序2.4 常用指令編程方法2.4 常用指令編程方法數控機床對工件進行加工，是依靠執行數控程序中的各種指令來完成的。這些指令有準備功能和輔助功能指令。準備功能指令也就是G功能指令；輔助功能主要是M

18、指令，還包含F功能（進給功能）、S功能（主軸功能）、T功能（刀具功能）。教材P29頁和P32頁摘錄了我國電子機械工業部根據ISO標準制訂的JB/3208-99數字控制機床的準備功能G和輔助功能M的代碼。2.4 常用指令編程方法G指令準備功能指令 G后帶兩位數字組成。規定機床運動線型、坐標系、坐標平面、刀補、刀偏、暫停等多種操作。100種模態（續效）指令與非模態指令，見教材P29表2-2。模態（續效性）指令：該類代碼在某程序段出現后，其功能在后續程序段中一直保持有效，直到被取消或被同組指令代碼所代替。2.4 常用指令編程方法 M指令輔助功能指令， M后帶兩位數字組成。控制機床及輔助裝置的通斷。

19、共100種M指令，見教材P32表2-3 。需要說明的是：數控技術發展迅速，市場競爭激烈，國內外許多廠商都開發了具有自己特色的數控系統，對標準中的數控代碼進行了功能延伸，或做了進一步的定義，尤其是對標準中未指定的代碼作了定義。因此，數控編程時絕對不能死套標準，必須認真閱讀所使用數控機床的編程手冊，按編程指南靈活編程。一、準備功能 G指令準備功能G指令是在數控裝置插補運算之前預先規定，為插補運算、刀補運算、固定循環等做好準備，因此寫在程序段的前部。G指令有兩種：一是模態指令，這類G指令在同組其他的G指令出現之前一直有效。如a組中的G00指令，直到出現同組中的另一個G指令時才被改寫。另一個是非模態指

20、令，這類指令只在被指定的程序段中才有意義。如表中的G04指令，其功能僅在G04所出現的當前程序段內才有效。準備功能G指令由地址符G和其后兩位數字組成。從G00到G99共100個，詳見教材表2-2 （P29頁）。一、準備功能 G指令1、 G92工件坐標系設定指令G92指令用來設定刀具在工件坐標系中的坐標值，屬于模態指令，其設定值在重新設定之前一直有效。這里要說明的是，不同的數控系統，坐標系設定指令不一定相同，如FANUC系統使用的是G50指令。 程序段格式為：G92 X- Y- Z- X，Y，Z為刀位點在工件坐標系中的初始位置。例如， G92 X25.0 Z350.0；設定工件坐標系為 X1O1

21、Z1； G92 X25.0 Z1O.0； 設定工件坐標系為 X2O2Z2。一、準備功能 G指令注意：數控機床在執行G92指令時并不動作，僅僅是顯示屏上的坐標值發生了變化。以下圖為例：執行G92指令之前，顯示屏顯示的是刀位點在機床坐標系中的坐標值；當數控機床執行G92 X25.0 Z350.0后，就建立了工件坐標系 X1O1Z1 ，這時顯示屏上顯示的坐標值變為（25.0，35O.O），該坐標值是刀具刀位點相對于工件坐標系X1O1Z1 中的坐標值，但刀具相對機床的位置并沒有改變。在運行后面的程序時，凡是絕對值方式下的坐標值均為點在坐標系X1O1Z1中的坐標。 一、準備功能 G指令2G90-絕對值編

22、程指令G90指令表示用絕對值編程方式編程，屬于模態指令。在G90方式下，程序段中的軌跡坐標都是相對于某一固定編程原點所給定的絕對尺寸。例如下圖所示的軌跡路線，采用絕對值編程的程序如下：N01 G92 XO YO；坐標系設定N02 G90； 絕對值編程N03 G01 X15 Y20 F150；直線插補至A點N04 X30 Y30： 至B點N05 Y40； 至C點N06 X50 Y25； 至D點N07 M02； 程序結束一、準備功能 G指令3G91-增量值編程指令G9l指令表示用增量值編程方式編程，屬于模態指令。在G91方式下，程序段中的軌跡坐標都是相對于前一位置坐標的增量尺寸。例如下圖所示的軌跡

23、路線，采用增量值編程的數控程序如下： NO1 G92 XO YO；定義坐標系 N02 G9l； 增量值編程 N03 G01 X15 Y20 F150；直線插補至A點 N04 X15 Y1O； 到B點 N05 Y1O； 到C點 N06 X20 Y-15； 至D點 N07 M02； 程序結束 一、準備功能 G指令4G17、G18、G19-坐標平面指令 G17、G18、G19指令功能為指定坐標平面，都是模態指令。G17、G18、G19分別指定空間坐標系中的XY平面、ZX平面和YZ平面。如圖所示，其作用是讓機床在指定坐標平面上進行插補加工和加工補償。對于三坐標數控銑床和銑鏜加工中心，開機后數控裝置自動

24、將機床設置成G17狀態，如果在XY坐標平面內進行輪廓加工，就不需要由程序設定G17 同樣，數控車床總是在XZ坐標平面內運動，在程序中也不需要用G18指令指定。一、準備功能 G指令5GO0-快速定位指令該指令的功能是要求刀具以點位控制方式從刀具所在位置以最快速度移動到指定位置，屬于模態指令。它只實現快速移動，并保證在指定的位置停止，刀具移動時不切削。程序段格式為：G00 XYZ其中，X，Y，Z為目標點坐標。快速點定位的移動速度不能用程序指令設定，而是根據數控系統預先設定的速度來執行。若在快速點定位程序段前設定了進給速度F，指令F對GOO程序段無效。快速點定位對刀具的運動軌跡沒有嚴格的精度要求，其

25、執行過程是：刀具由起始點開始加速移動至最高速度，然后保持快速移動，最后減速到達終點，實現精密點定位，這樣可以提高數控機床的定位精度。一、準備功能 G指令 若刀具的起點為A（10，10），要求快速運動到點B（40，30）， 可以用絕對值編程方式寫為：G00 G90 X40 Y30或用增量值編程方式寫為：GOO G91 X30 Y20這時刀具所經過的路徑可以是如左圖所示的折線，也可以是如右圖所示的直線。但是無論如何，刀具必須準確地到達編程點。一、準備功能 G指令 6G01-直線插補指令G01指令即直線插補指令，該指令的功能是指令刀具相對于工件以直線插補運算聯動方式，按程序段中規定的進給速度F，由某

26、坐標點移動到另一坐標點，插補加工出任意斜率的直線。機床在執行G01指令時，在該程序段中必須具有（或在該程序段前己經有）F指令，如無F指令則認為進給速度為零。G01和F均為模態代碼。程序段格式為： G0l X Y ZF;其中，X、Y、Z為目標點的坐標。一、準備功能 G指令例如圖示的路徑，要求用GO1，坐標系原點O是程序起始點，要求刀具由O點快速移動到A點，然后沿 AB，BC，CD，DA實現直線切削，再由A點快速返回程序起始點O，其程序如下： 按絕對值編程方式： O0001； 程序名 NO1 G92 X0 Y0; 坐標系設定 N10 G90 G00 X10 Y12 T01 S600 M03 ；l號

27、刀快速移至A點， 主軸正轉，轉速為600r/min N20 G01 Y28 F100；直線進給AB，進給速度為100mmmin N30 X42； 直線進給BC，進給速度不變 N40 Y12； 直線進給CD，進給速度不變 N50 X10； 直線進給DA，進給速度不變 N60 GOO XO YO； 快速返回原點O N70 M05； 主軸停止 N80 M02； 程序結束一、準備功能 G指令7G02、G03-圓弧插補指令該指令的功能是使機床在給定的坐標平面內進行圓弧插補運動。G02 是順時針方向圓弧插補指令，即在圓弧插補中沿垂直于要加工圓弧所在平面的坐標軸由正方向向負方向看，刀具相對于工件的轉動為順時

28、針。 GO3是逆時針方向圓弧插補指令。G02和G03在各個坐標平面的圓弧插補方向判別如圖所示。在圓弧插補程序段中必須包含圓弧的終點坐標值和圓心相對圓弧起點的坐標值或圓弧的半徑，同時還應指定圓弧插補所在的坐標平面。一、準備功能 G指令7G02、G03-圓弧插補指令G02/G03程序段格式為： G02 XY IJF 或 G02 X Y R F G03 X Y I J F 或 G03 X Y R F 其中，X，Y為圓弧終點坐標值。在絕對值編程（G90）方式下，圓弧終點坐標是絕對坐標尺寸；在增量值編程（G9l）方式下，圓弧終點坐標是相對于圓弧起點的增量值。一、準備功能 G指令I，J表示圓弧圓心相對于圓

29、弧起點在X，Y方向上的增量坐標。即I表示圓弧起點到圓心的距離在X軸上的投影；J表示圓弧起點到圓心的距離在Y軸上的投影；K表示圓弧起點到圓心的距離在z軸上的投影。I，J，K的方向與X，Y，Z軸的正負方向相對應。如圖所示，圖上I，J均為負值。要注意的是I，J，K的值屬于X，Y，Z方向上的坐標增量，與G90，G9l方式無關。I，J，K為零時可以省略，但不能同時為零，否則刀具原地不動或系統發出錯誤信息。一、準備功能 G指令下面舉例說明G02，G03的編程方法。如圖所示：設刀具由坐標原點O相對工件快速進給到A點，從A點開始沿著A，B，C，D，E，F，A的線路切削，最終回至原點O。為了討論的方便，在這里我

30、們不考慮刀具半徑對編程軌跡的影響，編程時假定刀具中心與工件輪廓軌跡重合。實際加工時，刀具中心與工件輪廓軌跡間總是相差一個刀具半徑的，這要用到刀具半徑補償功能。一、準備功能 G指令 用絕對值編程方式編程如下： 0001； 程序名 N10 G92 XO YO； 建立坐標系 N20 G90 G17 M03； 絕對值方式，XOY平面，主軸正轉 N30 G00 X15 Y10： 快速移動到A N40 G01 X58 F180 S400： 直線插補到B，進給速度為180mm/min，主軸轉速為400r/min N50 G02 X78 Y30 I20 F8O： 順時針插補BC，進給速度為80 mm/min

31、N60 G01 X78 Y48 F180； 直線插補CD，進給速度為180mm/min N70 X38： 直線插補DE，進給速度不變 N80 G03 X15 Y25 J-23 F80； 逆時針插補EF，進給速度為 80mm/min N90 G01 Y10 F18O： 直線插補FA，進給速度為180mm/min N100 G00 XO YO： 快速返回原點0 Nll0 M02； 程序結束一、準備功能 G指令用增量值編程方式編程如下： 0002； 程序名 N10 G92 XO YO； 建立坐標系 N20 G91 G17 M03； 增量值方式，XOY平面，主軸正轉 N30 G00 X15 Y10：

32、快速移動到A N40 G01 X43 F180 S400： 直線插補到B，進給速度為180mm/min，主軸轉速為400r/min N50 G02 X20 Y20 I20 F8O： 順時針插補BC，進給速度為80 mm/min N60 G01 X0 Y18 F180； 直線插補CD，進給速度為180mm/min N70 X-40： 直線插補DE，進給速度不變 N80 G03 X-23 Y-23 J-23 F80； 逆時針插補EF，進給速為 80mm/min N90 G01 Y-15 F18O： 直線插補FA，進給速度為180mm/min N100 G00 X-15 Y-1O： 快速返回原點0

33、Nll0 M02； 程序結束一、準備功能 G指令在使用半徑編程時，如圖所示，按幾何繪圖會出現兩段起點和半徑都相同的圓弧，其中一段圓弧的圓心角 180，另一段圓弧的圓心角180。編程時規定用R表示圓心角小于180的圓弧，用R-表示圓心角大于180的圓弧，180時，正負均可。兩段圓弧編程如下： 圓弧1：G90 G17 G02 X50 Y40 R-30 F120； 圓弧2：G90 G17 G02 X50 Y40 R30 F120；一、準備功能 G指令在實際加工中，往往要求在工件上加工出一個整圓輪廓。整圓的起點和終點重合，這時只有一個點和一個半徑是無法確定一個圓的，也就是說用R編程無法定義一個整圓，所

34、以只能使用坐標編程，如圖3.28所示。G90 G17 G02 X80 Y50 I-35 J0 F120；一、準備功能 G指令8G04-暫停指令G04為暫停指令，該指令的功能是使刀具作短暫的無進給加工，以獲得平整而光滑的表面。 G04指令為非模態指令。主要用于如下幾種情況：（1）橫向切槽、倒角、車頂尖孔時，為了得到光滑平整的表面，使用暫停指令，使刀具在加工表面位置停留幾秒鐘再退刀。（2）對盲孔進行鉆削加工時，刀具進給到孔底位置，用暫停指令使刀具作非進給光整切削，然后再退刀，保證孔底平整。（3）鉆深孔時，為了保證良好的排屑及冷卻，可以設定加工一定深度后短時間暫停，暫停結束后，繼續執行下一程序段。（

35、4）锪孔、車臺階軸清根時，刀具短時間內實現無進給光整加工，可以得到平整表面。一、準備功能 G指令G04-暫停指令,其程序段格式為：G04 X（或P或F或S）不同的機床地址符不一定相同。大多數機床使用X，這里的X與坐標系中使用的X沒有任何關系，F與程序中的進給速度無關，均表示暫停時間，單位是S（秒），但是如果使用S時則要注意只有在受控主軸情況下才有效，其單位是轉。如：N05 G90 G1 F120 Z-50 S300 M03 N10 G04 X2.5 暫停2.5 S（秒） N15 Z70 N20 G04 S30； 主軸暫停30轉 N30 G00 XO YO 進給率和主軸轉速繼續有效 N40 二、

36、 輔助功能M指令輔助功能M指令是控制機床或系統的輔助功能動作，如冷卻泵的開、關；主軸的正反轉：程序結束等。輔助功能M指令由地址符M和其后兩位數字組成。從M00到M99共100個，詳見附錄M。1M00-程序停止指令MOO指令的功能是執行此指令后，機床停止一切操作。即主軸停轉、切削液關閉、進給停止。在按下控制面板上的啟動指令后，才能重新啟動機床，繼續執行下程序段。該指令主要應用于工件在加工過程中需停機檢查、測量零件、手工換刀或交接班等。二、 輔助功能M指令2M01-計劃停止指令MO1指令的功能與M00相似，不同的是只有控制面板上“選擇停止開關”預先接通時， MO1指令才起作用。該指令主要用于加工工

37、件抽樣檢查，清理切屬等。3M02-程序結束指令M02指令的功能是程序全部結束。此時主軸停轉、切削液關閉，數控裝置和機床復位。二、 輔助功能M指令4M03、M04、M05-主軸正、反轉、停止指令M03、M04、M05指令分別命令主軸正轉、反轉和主軸停止轉動。順時針方向旋轉為正，逆時針方向旋轉為反轉。5M06-自動換刀指令M06為手動或自動換刀指令。用于電動控制刀架或多軸轉塔刀架的自動轉位換刀，或具有刀庫的數控機床（如加工中心）的自動換刀。二、 輔助功能M指令6M07、M08、M09-冷卻液開關指令M07、M08、M09指令用于冷卻裝置的啟動和關閉。M07表示2號冷卻液或霧狀冷卻液開。M08表示1

38、號冷卻液或液狀冷卻液開。M09表示關閉冷卻液開關，并注銷M07、M08、M50及M51（M50、M51為3號、4號冷卻液開）。7M30-程序結束指令M30指令與M02指令的功能基本相同，都表示程序結束，但與M02不同的是，M30可使光標返回到程序開頭。三、其它指令F.S.TF指令指定進給速度指令（續效指令）直接法：F后帶若干位數字，表示實際的速度值。 對于車床，開機或復位時系統默認G99方式，單位為 mm/r 如 F0.1 表示F=0.1mm/r； 若單位使用mm/min，需用G98指定。 對于鏜銑床,開機或復位時系統默認G94方式,單位為:mm/min 如F150表示F=150mm/min；

39、 （P30）若單位使用mm/r，需用G95指定。三、其它指令F.S.TS指令指定主軸轉速指令（續效指令） S后帶若干位數字，表示實際的速度值。單位：開機或復位時設定為G97狀態恒轉速 r/min 若使用恒線速 m/min ，用G96設定。 在加工較大直徑端面或直徑相差較大的錐面、弧面時，需使用恒線速m/min。轉速與線速關系為n=1000v / d注意：S并不能使主軸轉動，主軸轉動靠M03、M04指定!三、其它指令F.S.TT指令指定加工刀具號的指令。T后跟兩位數字（經濟型車床）或四位數字（車削中心等刀具較多），如T11,T0101等。例： T11表示選擇1號刀具1號刀補。 刀具號 刀具補償編

40、組號T01 01對于加工中心，T后一般跟兩位數字，表示需要更換的新刀具號數控銑床不具備自動換刀功能，故不用T指令編程！2.5 數控車床編程一、數控車床工藝分析 1. 刀具一、數控車床工藝分析刀位點與對刀點刀位點：用于確定刀具在坐標系中位置的刀具上的特定點。鏜刀鉆頭立銑刀、端銑刀面銑刀球頭銑刀車刀一、數控車床工藝分析 對刀點對刀點:確定刀具與工件相對位置的點。對刀點:可以選擇工件或夾具上的點，也可選與它們相關的對刀方便、易于測量及計算的點。現代數控機床均可設置多個工件坐標系，在加工時通過G指令進行設定。一、數控車床工藝分析2. 夾具數控車床上多采用三爪自定心卡盤來裝夾工件, 長軸類零件還需加一頂

41、尖。3. 合理選擇加工路線選擇原則:主要應保證被加工工件的加工精度和表面粗糙度；同時力求使數值計算簡便，以減少編程工作量；力求使加工路線最短，以便減少程序段和減少空行程時間。 一、數控車床工藝分析合理選擇加工路線的方法：(1) 應采用直線或圓弧切向切入/切出工件(2) 換刀點的選擇在保證換刀運動安全的前提下可將換刀點設置在離工件較近的位置 (3) 進給路線的選擇 一、數控車床工藝分析循環起點的選擇矩形循環方式粗車的走刀路線 一、數控車床工藝分析進給路線的選擇沿工件輪廓進給沿三角形進給沿矩形進給切削路線最短，提高生產率，降低刀具磨損二、數控車床編程的特點工件坐標系原點一般選在主軸回轉中心線與卡盤

42、端面或工件右端面的交點處 在一個程序段中，可以采用混合編程方法：絕對坐標編程使用X和Z，增量坐標編程使用U和W，不必另行特意說明。程序中輸入的X及U坐標是“直徑值”；采用刀具半徑補償；粗加工時盡量采用固定車削循環指令；車削螺紋時，F=螺紋的導程 。二、數控車床編程的特點 （1）當前多數數控車床系統允許在一個程序段內既使用絕對坐標又使用相對坐標，即可以兩者混合使用。（2）根據車削零件的特點，圖紙徑向尺寸的標注和測量都使用直徑，所以數控車削編程時徑向坐標也都用直徑表示。為保證徑向尺寸精度，X向的脈沖當量一般為 Z向脈沖當量的一半。但一般系統都同時具有半徑和直徑編程功能，可通過系統內部參數設定。二、

43、數控車床編程的特點（3）數控車削的毛坯多為棒料或鍛料，加工余量較大，數控系統具有多種固定循環功能。（4）數控車削編程是對車刀刀尖運動軌跡的描述，但實際車刀刀尖都有一定的圓弧半徑，為提高工件的加工精度，數控系統多具有刀尖圓弧半徑補償功能。同時根據對刀的需要和解決刀具磨損問題，數控系統還具有刀具幾何位置補償和刀具磨損補償功能，以解決每把刀的位置差異和磨損問題。三、刀尖圓弧半徑補償1刀尖圓弧半徑補償的意義數控編程描述的是刀尖點的運動軌跡，加工時也是按刀尖對刀，如左下圖中P點所示。但實際的車刀刀尖總有一個小圓弧。若零件加工精度要求不高，可以忽略由此產生的誤差，否則應考慮刀尖圓弧半徑對加工精度的影響。刀

44、尖圓弧半徑對加工精度的影響，如右下圖所示。三、刀尖圓弧半徑補償常見的刀尖圓弧半徑為0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.2mm。為使系統能正確計算出刀具中心的實際運動軌跡，除要給出刀尖圓弧半徑R以外，還要給出刀具的理想刀尖位置號T。各種刀具的理想刀尖位置號如右圖所示。三、刀尖圓弧半徑補償2.刀尖圓弧半徑補償的設置刀尖圓弧半徑補償值是在 “ OFFSET GEOMETRY（幾何位置）”畫面下，用R、T（理想刀尖位置）輸入的。3刀尖圓弧半徑補償的實現FUNAC-0T系統是通過 G41、G42、G40指令實現刀尖圓弧半徑補償的。G41：左補償，沿著刀具前進的方向，刀具在工件左側，如下圖(a)。G4

45、2：右補償，沿著刀具前進的方向刀具在工件右側，如下圖4.11(b)。G40：取消刀尖圓弧半徑補償。也可用TXX00取消刀補。四、車削單一固定循環指令車削較大余量的工件時，常采用固定循環以減小程序長度，節省編程時間。固定循環完成后，刀具都回到循環起點。循環起點是固定循環執行前所到達的位置。1單一內、外圓車削循環指令（G90）指令格式：圓柱面 G90 X(U) Z(W) F； 圓錐面 G90 X(U) Z(W) R F；四、車削單一固定循環指令如下圖所示：X、Z為C點絕對坐標，U、W為C點相對循環起點A的相對坐標，F為指定的進給速度，R為切削錐體的半徑差。右下圖所示為 R0。圖中實線為進給速度（由

46、F設定），圖中虛線為快速進給速度（同G00速度），以下同。四、車削單一固定循環指令2單一端面車削循環指令（G94）指令格式：直端面 G94 X（U）Z（W） F；錐端面 G94 X（U）Z（W）R F；如下圖所示：X、Z為C點絕對坐標，U、W為C點相對循環起點A的相對坐標，F為指定的進給速度，R為切削錐體的半徑差。右下圖所示為 R0；反之為 R0。五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）1.內、外圓粗車復合循環指令（G71）G71常用于毛坯為棒料的粗車循環。指令格式：G71 Pns Qnf Uu Ww Dd（F S T ）其中，ns-精加工第一個程序段的順序號； nf-精加工

47、最后一個程序段的順序號； u-X向精加工余量（直徑值）； w -Z向精加工余量； d-每次切深（單邊值）。 F、S、T-粗加工循環進給速度、主軸轉速、刀具號。一般S、T此前已設定；此處指定的F為粗加工循環的進給速度，若此前己設定，此處可不再設定， nsnf之間若設定F，則精加工時才有效。五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）1.內、外圓粗車復合循環指令（G71）五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）說明： （1）每次切深d可按工藝要求設定，當實際總切深不是每次切深的整數倍時，系統自動調整粗加工循環的最后一刀切深，以確保精加工余量。 （2）nsnf之間為工

48、件精加工外形。 （3）固定循環完成后，刀具回到循環起點。 （4）精加工第一個程序段中，只允許G00 X軸移動，Z軸不能有移動。五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）例2.1 完成如圖所示零件的粗車加工循環。數控車床程序編制五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）2端面粗車復合循環指令（G72）五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）指令格式：G72 Pns Qnf Uu Ww Dd（F S T）指令中各符號意義同 G71。G72端面粗車循環如下圖所示。說明：（1）與G71不同的是在精加工第一個程序段 中，只允許GOO Z軸移動，X軸不能有

49、 移動。 （2）其余同 G71說明。3仿形粗車復合循環指令（G73）五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）G73常用于毛坯為鍛件或鑄件的粗車循環。指令格式：G73 Pns Qnf Uu Ww Ii Kk Dd （F S T）其中， i -X軸方向的退出距離（一般為總余量的距離); k -Z軸方向的退出距離（一般與i相同); d -粗切次數，每次切深為 i /（ d -1 ); 這個值要從工藝角度衡量是否合理； 其余符號意義同G71。 G73仿形粗車復合循環加工過程如下圖所示。3仿形粗車復合循環指令（G73）五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）4精車加工

50、復合循環指令（G70） G70常用于G71或G72或G73之后，完成精車加工循環。 指令格式：G70 Pns Qnf；。 例2.2 用G71、G70完成下圖所示零件的粗車、精車加工。五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）例2.3 用G73、G70完成如圖所示零件的粗、精加工。五、車削多重復合循環指令（G71，G72，G73，G70）例2.4 小軸零件如圖所示，工件毛坯為85 mm340 mm棒料，材質為45鋼，表面已經粗車完成，試編制該零件的數控車削精加工程序。（其中85 mm外圓不必精車）六、數控車削編程實例(FANUC系統)工藝分析：六、數控車削編程實例(FANUC系統

51、)工件以85 mm外圓及右端面上的中心孔為定位基準，用三爪自動定心卡盤夾持85 mm 外圓，用車床尾座頂尖頂住右端面上的中心孔。精加工時自右向左進行外輪廓面的加工，其走刀路線為：1號刀倒角C1 車螺紋頂徑車端面車圓錐面車62 mm外圓柱面車端面倒角C1車80 mm外圓柱面車R70 mm圓弧鞍形面車80 mm外圓柱面車端面換2號刀切螺紋退刀槽換3號刀車削螺紋。小軸零件的數控車削精加工程序六、數控車削編程實例(FANUC系統)%O0003 程序號N010 G50 X200.0 Z350.0 LF 工件坐標系設定（刀尖位于A點）N020 S630 M03 T0101 LF 換1號刀(90外圓車刀)，

52、主軸正轉N030 G00 X41.8 Z292.0 M08 LF 快速點定位,開冷卻液，準備 倒角N040 G01 X47.8 Z289.0 F0.15 LF 倒角C1N050 U0 Z230.0 LF 車螺紋頂徑(外圓柱面)N060 X50.0 W0 LF 車端面N070 X62.0 W-60.0 LF 車圓錐面N080 U0 Z155.0 LF 車62mm外圓柱面小軸零件的數控車削精加工程序六、數控車削編程實例(FANUC系統)N090 X78.0 W0 LF 車端面N100 X80.0 W-1.0 LF 倒角C1N110 U0 W-19.0 LF 車80 mm外圓柱面N120 G02 U

53、0 W-60.0 R70.0 LF 車R70 mm圓弧（假定可以跨象限加工）N130 G01 U0 Z65.0 LF 車80 mm外圓柱面N140 X90.0 W0 LF 車端面，退出切削區N150 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100 M09 LF 刀具快退到換刀點A；取消刀補；主軸停轉；關冷卻液N160 S315 M03 M08 LF 變速，主軸正轉；開冷卻液N170 X51.0 Z230.0 T0202 LF 換2號刀,快速點定位，準備切槽N180 G01 X45.0 W0 F0.1 LF 切退刀槽N190 G04 X0.5 LF 暫停進給0.5 s，修光退刀槽的底部小

54、軸零件的數控車削精加工程序六、數控車削編程實例(FANUC系統)N200 G00 X51.0 W0 LF 2號切槽刀按原路線退回N210 X200.0 Z350.0 M05 T0200 M09 LF 刀具快退到換刀點A；取消刀補；主軸停轉；關冷卻液N220 S200 M03 M08 LF 變速，主軸正轉，開冷卻液N230 X62.0 Z298.0 T0303 LF 換3號刀,快速點定位，切入量為8mmN240 G92 X47.2 Z231.5 F1.5 LF 螺紋車削，第一刀，47.2 mmN250 X46.8 LF 螺紋車削，第二刀，46.8 mmN260 X46.4 LF 螺紋車削，第三刀

55、，46.4 mmN270 X46.2 LF 螺紋車削，第四刀，46.2 mmN280 G00 X200.0 Z350.0 T0300 LF 刀具回換刀點A，取消刀補N290 M30 LF 機床停止并復位，程序結束（返回開頭）2.6 數控銑床編程1. 工件坐標系的確定 2. 安全高度一、基本工藝問題對于銑削二維輪廓，要求從側向或切向進/退刀。 二、進刀/退刀方式 a) 切向進/退刀方式建立/取消刀補1、采用切向進刀/退刀二、進刀/退刀方式 盡量采用切向切入/切出，不采用徑向切入/切出，以避免影響零件的表面質量。 切向切入徑向切入2、采用側向進刀/退刀二、進刀/退刀方式 b) 側向進 /退刀方式

56、注意：使用G00 指令快速接近工件時，要保證刀具不與工件相碰撞！3、下刀過程 二、進刀/退刀方式 刀具從安全高度下降到切削高度時，應離開毛坯邊緣一段距離，下刀過程不要用G00，而要用G01。4、刀具半徑的確定 二、進刀/退刀方式 加工內凹輪廓時，刀具半徑工件輪廓半徑銑削空間曲面時可以采用：三坐標行切法加工(兩軸半聯動)粗加工 三坐標聯動加工精加工三、加工方式和加工路線選擇Zy試用刀具半徑補償方法編制圖示零件的精加工外輪廓。 （1） 安全高度30mm; （2） 工件厚度為8 mm （3） 程序原點建立在工件上表面 ； （4） 直線方式進、退刀。 （5） 立銑刀刀具直徑為10mm；四、銑削加工編程

57、示例：四、銑削加工編程示例：N0010 G90 G54 G00 Z30.0； 設定工件坐標系并將刀具運動到安全高度N0020 X60.0 Y-60.0 M03 S800 ； 將刀具移至工件外N0030 G01 Z-13.0 F100 M08 ； 將刀具伸出工件底面5mmN0035 G41 D01 X50.0 Y-40.0; 采用刀補接近工件N0040 X-80.0 ； 直線切入開始加工N0050 Y-20.0；N0060 G02 X-40.0 Y20.0 R40.0；N0070 G03 X20.0 Y80.0 R60.0；N0080 G01 X40.0；N0090 Y 50.0; 加工完畢直線

58、切出工件N0100 G00 G40 X60.0 Y-60.0 M05 M09； 在XOY平面內返回起刀點，并取消刀補N0110 Z30.0; 刀具快速臺升至安全高度N0120 X0.0 Y0.0;N0130 M02;2.7 加工中心編程一、加工中心編程特點1. 盡量采用固定循環指令 ;2. 當零件加工工序較多時，主程序中一般只安排換刀程序及子程序調用，而將各加工工序安排在子程序中;3. 選刀動作盡量與加工時間重合。4. 如果換刀裝置配備機械手,需執行M06才能進行換刀動作.二、返回參考點指令（G28)指令用法：G90 G28 X150.0 Y200.0; 以G00方式經過中間點（150，200

59、）返回參考點G91 G28 X100.0 Y150.0；如果需要坐標軸從目前位置在某個平面內直接返回參考點，一般采用增量方式，如： G91 G28 X0 Y0； X、Y坐標軸直接返回機床參考點 G91 G28 Z0； Z坐標軸直接返回機床參考點 三、固定循環指令（G73-G89）G73-G89指令用于鉆孔、攻絲、深孔鉆削、切螺紋等，所完成的動作循環十分典型。將這些動作預先編好程序并存儲在存儲器中，并用相應的G代碼來調用。 加工中心固定循環中的G指令所完成的動作程序，要比一般G指令的動作復雜得多。 三、固定循環指令（G73-G89）1、固定循環的動作分解三、固定循環指令（G73-G89）2、返回

60、平面指令 G98 G99三、固定循環指令（G73-G89）3、部分指令的意義G80取消固定循環 G81鉆孔、中心孔G82沉孔加工循環 G73、G83深孔往復排屑鉆 G74、G84攻絲 G76、G86鏜孔 編程格式： G X Y Z R Q P F L孔位坐標切入點坐標每次進給深度在孔底停留時間重復次數進給速度孔底深度偏移距離P單位msQ在G73、G83中指定每次進給深度，在G76、G87 中指定刀具位移量。Q為正的增量值。三、固定循環指令（G73-G89）地址X、Y、Z、R與G90和G91有關G90方式G91方式R、Z數據形式三、固定循環指令（G73-G89）4、注意事項:Z、R、Q、P 續效