第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)（2012版）楊澤云

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1基本概念1.1.1數(shù)控編程的概念1.1.2坐標系1.2程序與程序的結(jié)構(gòu)1.2.1程序的結(jié)構(gòu)1.2.2程序段1.2.3直徑編程方式1.2.4絕對編程與增量編程

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.3坐標系1.3.1工件坐標系設(shè)定G921.3.2工件坐標系選擇G54-G591.4

快速定位指令G00/G01.5直線插補指令（G01/G1）1.6圓弧插補指令1.7其它指令1.8常見的輔助功能M代碼

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1.1數(shù)控編程的概念編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序，通過輸入到機床裝置中，用以控制機床完成零件的加工。

1.1基本概念

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1.2坐標系1.基本坐標軸

數(shù)控機床的坐標軸和方向的命名制訂了統(tǒng)一的標準，規(guī)定直線進給運動的坐標軸用X，Y，Z表示，常稱基本坐標軸。

第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.旋轉(zhuǎn)軸

圍繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給坐標軸分別用A，B，C表示，根據(jù)右手螺旋定則，如圖1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進給運動的+A，+B，+C方向。

第一章數(shù)控機床概述1.3.1數(shù)控機床坐標系的作用

數(shù)控機床坐標系是為了確定工件在機床中的位置、機床運動部件特殊位置及運動范圍，即描述機床運動，產(chǎn)生據(jù)信息而建立的幾何坐標系。

1.3.2數(shù)控機床坐標系確定的依據(jù)—JB3051-8（ISO841）

為簡化程序編制，保證數(shù)據(jù)的互換性。1.3數(shù)控機床坐標系

第一章數(shù)控機床概述1.3.3數(shù)控機床坐標系的確定方法

1.假定刀具相對于固定的

工件運動

第一章數(shù)控機床概述2.采用右手笛卡兒坐標系

拇指為X向

食指為Y向

中指為Z向。

直線坐標XYZ旋轉(zhuǎn)坐標ABC附加坐標UVW

第一章數(shù)控機床概述3.確定順序：Z—X—Y

4.增大工件和刀具之間距離的方向為運動的正方向

第一章數(shù)控機床概述

數(shù)控機床坐標系坐標原點

1.3.4

第一章數(shù)控機床概述立式數(shù)控銑床坐標系+Z+X+Y

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)Z軸——機床主軸；X軸——裝夾平面內(nèi)的水平向；Y軸——由右手笛卡兒直角坐標系確定。1.3.5坐標判斷順序：先Z軸，再X軸，最后Y軸。基本軸正方向：退刀即遠離工件方向為正方向。回轉(zhuǎn)軸+A、+B、+C的正方向：由右手定則判定。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)4.機床坐標系、機床零點、機床參考點

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)機床坐標系是機床上固有的坐標系，機床坐標系的方位是參考機床上的一些基準面確定的。機床上有一些固定的基準線，如主軸軸線、固定的基準面(工作臺面、主軸端面、工作臺側(cè)面、導(dǎo)軌面等)。

（1）機床坐標系

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

機床坐標系的原點也稱機床原點或零點。這個原點在機床一經(jīng)設(shè)計和制造調(diào)整后，便被確定下來，它是固定的點。（2）機床原點

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

機床參考點是機床坐標系中一個固定不變的極限點，其固定位置由各軸向的機械檔來確定。

機床參考點可以與機床原點重合也可以不重合，通過機床參數(shù)指定該參考點到機床原點的距離。

數(shù)控機床工作時，先進行回機床參考點的操作，就可以建立機床坐標系了。（3）機床參考點

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)數(shù)控銑床（加工中心）的機床原點與參考點

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)（4）數(shù)控機床參考點的作用數(shù)控機床參考點有兩個主要作用：

a是建立機床坐標系；

b是消除由于飄移變形等造成的誤差。

機床使用了一段時間后，工作臺會造成一些飄移，使加工有誤差，回一次機床參考點，就可以使機床工作臺回到準確位置，消除誤差.所以在機床加工前，經(jīng)常要進行回機床參考點的操作。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)5.編程坐標系、工件坐標系和對刀點

編程坐標系是編程人員在編程時,在零件圖上建立的坐標系。坐標原點稱為程序原點。工件坐標系是零件加工時，根據(jù)編程坐標系的位置關(guān)系，在工件上建立的坐標系。

對刀點是零件程序加工的起始點，對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可與程序原點重合，也可在任何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯(lián)系。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)●三個軸的正方向定義的原則相同：笛卡爾直角坐標系。●機床坐標系是工件坐標系的基礎(chǔ)；●就某一零件的加工而言，編程坐標系、工件坐標系服務(wù)的對象都是被加工零件；●編程坐標系和機床坐標系通過工件坐標系聯(lián)系起來。6、機床坐標系、編程坐標系和工件坐標系的關(guān)系

第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

程序（完整）主程序子程序程序內(nèi)容程序名若干程序段（程序內(nèi)容）若干指令字程序結(jié)束

...............數(shù)值指令字符...............程序名程序結(jié)束

1.2程序與程序的結(jié)構(gòu)1.2.1程序的結(jié)構(gòu)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序可分為主程序和子程序，它們都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。O1234%1234G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#4=0M98P0001G90G0Z50M30O0001%0001#1=100#2=7#3=8G90G0X[-#1/2]Y[-[#2-1]/2*#3]G01Z-#4F500WHILE[#2GE0]G91X#1F1000Y#3#1=-#1#2=#2-1ENDWG90G0Z5#4=#4+1M99

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序段是可以作為一個單位來處理的連續(xù)字組。程序段的一般形式如下：1.2.2程序段

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.2.3絕對編程與增量編程絕對編程：指令輪廓終點坐標是相對于工件原點的編程方式。增量編程：指令輪廓終點是相對于輪廓起點坐標的編程方式。在車床中，X、Z表示絕對編程，U、W表示增量編程，允許同一程序段中二者混合使用。在銑床和加工中心中中，絕對編程與增量編程由指令G90和G91設(shè)定。在銑床和加工中心：絕對值編程G90與增量值編程G91絕對坐標指令（G90）編程:程序段中的尺寸數(shù)字以程序原點為基準。相對坐標指令（G91）編程:程序段中的尺寸數(shù)字以前一點坐標為基準。指令格式：

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)例：刀具由原點按順序向1、2、3點移動,用G90、G91指令編程。

G90編程G91編程

需要注意的是：在編制程序時，在程序數(shù)控指令開始的時候，必須指明編程方式，缺省為G90。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.3.2工件坐標系選擇G54-G59

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

工件坐標系選擇(G54～G59)

機床原點

工件零點偏置

X

Y

Z

X

Y

Z

G54原點

G59原點

G59工件坐標系

G54工件坐標系

。。。

1）一般的數(shù)控機床可以預(yù)置的六個坐標系（G54～G59），可根據(jù)需要選用。（西門子系統(tǒng)銑床為可以預(yù)置的四個坐標系。）2）工作坐標系儲器在機床的存儲器內(nèi)，都以機械原點為參考點，分別以各自坐標軸與機械原點的偏移量來表示。3）G54～G59為模態(tài)指令，沒有缺省方式，可相互注銷。4）使用該組指令前，必須先回參考點。5）該指令執(zhí)行后，所有坐標值指定的坐標尺寸都是選定的工件加工坐標系中的位置。6）若程序中沒有給出工作坐標系，則數(shù)控系統(tǒng)默認缺省程序原點為機械原點。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

說明●指令格式：G17G18G19XYZG17G18G19G17、G18、G19為模態(tài)功能，可相互注銷，G17為缺省值。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

●指令用途：用于選擇圓弧插補的平面或刀具補償平面的。3.坐標平面選定G17，G18，G191.4

快速定位指令G00/G0指令格式：G00X_Y_Z_

其中，X、Y、Z、為快速定位終點，在絕對編程方式時為終點在工件坐標系中的坐標；在增量編程方式時為終點相對于起點的位移量。只能用于快速定位，不能用于切削加工，進給速度F對G00指令無效。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G00為模態(tài)功能，可由G01、G02、G03或G33功能注銷。說明：1）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2）為避免干涉，通常的做法是：不輕易進行三軸聯(lián)動。一般先移動一個軸，再在其它兩軸構(gòu)成的面內(nèi)聯(lián)動。如：進刀時，先在安全高度Z上，移動（聯(lián)動）X、Y軸，再下移Z軸到工件附近。

退刀時，先抬Z軸，再移動X/Y軸。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

刀具作兩點間的直線運動加工時使用該指令。G01表示刀具從當(dāng)前位置開始以給定的切削速度F，沿直線移動指令給出的目標位置。格式：G01X_Y_Z_F_其中，X、Y、Z為終點，在G90時為終點在工件坐標系中的坐標；在G91時為終點相對于起點的位移量。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.5直線插補指令（G01/G1）說明：（1）指令G01刀具從當(dāng)前位置以程序段中F指令規(guī)定進給速度，按直線軌跡移動到程序段所指定的終點。（2）G01與坐標平面的選擇無關(guān)；（3）實際進給速度等于指令速度F與進給速度修調(diào)倍率的乘積。切削加工時，一般要求進給速度恒定，因此，在一個穩(wěn)定的切削加工工程中，往往只在程序開頭的某個插補（直線插補或圓弧插補）程序段寫出F值。（4）G01是模態(tài)代碼，如果后續(xù)的程序段不改變加工的線型和進給速度，可以不再書寫這些代碼。可由G00、G02、G03或G33功能注銷。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G01/G00編程舉例（銑削）：G17G54G90G0Z50S3000M3X0Y0Z5#1=1M98P0001G90G0Z50M30O0001G01Z-#1F500G41D1X40Y40Y60F1000X30X40Y90X80X90Y60X80Y40X40G40X0Y0G90G0Z5M99O0001G91G01Z[-#1-5]F500G41D1X40Y40Y20F1000X-10X10Y30X40X10Y-30X-10Y-20X-40G40X-40Y-40G90G0Z5M99第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

G00/G01編程練習(xí)：F_

F_

指令格式：或G02:順時針圓弧插補G03:逆時針圓弧插補

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.6圓弧插補指令G02/G03判斷：

G02為順時針方向圓弧插補，G03為逆時針方向圓弧插補。順時針或逆時針是從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向看到的回轉(zhuǎn)方向。平面圓弧插補第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

終點X起點KIZ圓心終點Y起點IJX圓心

終點Z起點JKY圓心I，J，K分別表示X，Y，Z軸圓心的坐標減去圓弧起點的坐標，如下圖所示。某項為零時可以省略。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

例：編制圓弧程序段

每段圓弧可有四個程序段表示大圓弧AB小圓弧ABG17G90G03X0Y25R-25F80G17G90G03X0Y25I0J25F80G91G03X-25Y25R-25F80G91G03X-25Y25I0J25F80G17G90G03X0Y25R25F80G17G90G03X0Y25I-25J0F80G91G03X-25Y25R25F80G91G03X-25Y25I-25J0F80第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

……G54X200.Y40.G90G03X140.Y100.R60.F300G02X120.Y60.R50.……例、整圓編程要求由A點開始，實現(xiàn)逆時針圓弧插補并返回A點。①G90G03X20Y0I-20J0F80②G91G03X0Y0I-20J0F80③G90G03X-20Y0R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20①

G90G03X20Y20I-20J0F80②

G91G03X0Y0I-20J0F80③

G90G03X-20Y20R20F80G03X20Y0R20④G91G03X-40Y0R20F80G03X40Y0R20第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

OXYAR20OXYAR20指令參數(shù)說明：●圓弧插補只能在某平面內(nèi)進行。●G17代碼進行XY平面的指定，省略時就被默認為是G17；當(dāng)在ZX（G18）和YZ（G19）平面上編程時，平面指定代碼不能省略。●當(dāng)圓弧圓心角小于180°時，R為正值，當(dāng)圓弧圓心角大于180°時,R為負值。●用一個程序段進行整圓編程時，不可以使用R，只能用I、J、K。使用R進行整圓編程時，須將整圓分為兩個或兩個以上的圓弧進行分別編程。●F為編程的兩個軸的合成進給速度。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

完成下面圓弧的編程，其中B點為圓弧的起點，E為圓弧的終點。第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.1主軸轉(zhuǎn)速功能S1、恒線速控制

指令格式G96S～

S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度，單位：m/min。一般在工件直徑變化較大時使用。

例：G96S150表示切削點線速度控制在150m/min。(主軸轉(zhuǎn)速非恒定)1.7其它指令

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.恒轉(zhuǎn)速指令格式：G97S～S后面的數(shù)字表示主軸恒定的轉(zhuǎn)速，單位:r/min。一般在車螺紋或車削工件直徑變化不大時使用,G97為缺省值

。例：G97S1000表示主軸轉(zhuǎn)速1000r/min。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)3、主軸最高轉(zhuǎn)速限定：指令格式：G50—在使用恒線速度時，往往用G50指令來限制主軸的最高轉(zhuǎn)速。

例如：G96S300M03G50S2000表示切削點的恒定線速度為300m/min，但主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000r/min.

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.2進給功能指令或F功能表示插補進給（G01、G02、G03）速度，屬于模態(tài)代碼。指令格式：G98F--單位為mm/min,為缺省值

G99F--單位為mm/r例如：G98F1000表示插補進給的速度為1000mm/min；G99F0.5表示插補進給的速度為0.5mm/r。

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.7.3刀具功能T、DT××××T××D×× 刀補存儲器號 刀補存儲器號 刀具號 刀具號 指令格式有兩種：T0103T02D01 刀補存儲器號為03 刀補存儲器號為01 01#刀具 02#刀具 例如：

1.7.4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(主軸仍然在轉(zhuǎn)動)，經(jīng)過指令的暫停時間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。G04指令為非模態(tài)指令。其程序段格式為：G04X（或P或F或S）N05G90G1F120Z-50S300M03N10G04X2.5；暫停2.5秒N15Z70N20G04P30；暫停0.030秒N30G00XOY0；進給率和主軸轉(zhuǎn)速繼續(xù)有效N40……第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)程序注釋O2009文件（程序）名G97G99G21單位狀態(tài)設(shè)置G00X100.Z100定位刀架在安全的位置S1000M03工件轉(zhuǎn)動T0101換刀、指定刀具參數(shù)設(shè)置地址X70Z35定位到圖中的初始位置X20.Z5定位到圖中的待加工位置G01Z0F0.1直線切削到圖中的初始切削位置G02X30Z-5R5.順時針圓弧插補切削G01W-10直線插補切削G03X50W-10I10.順時針圓弧插補切削到切削終了位置G01X100切出工件G0Z100刀具遠離工件M05M30主軸停轉(zhuǎn)，程序結(jié)束第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1.7.5米制尺寸/英制尺寸指令

工程圖紙中的尺寸標注有公制和英制兩種形式。同樣進給率F的單位也分別為mm/min(in/min)或mm/r(in/r)

FANUC數(shù)控系統(tǒng):G20：英制，單位：inG21：公制，單位：mmSiemens數(shù)控系統(tǒng):G70：英制，單位：inG71：公制，單位：mm兩者換算：1mm=0.0394in1in=25.4mm

第一章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)常見功能指令一覽表

M00指令是一個暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后，機床停止