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,NUM系统数控编程培训,第一章 NUM系统概述,第一节 系统概述 1、操作方式概述 操作者可以通过操作面板，在 系统所具有的不同的操作方式下 对数控系统进行操作，右图所示 为设备配备的操作面板。每种操 作方式对应于该数控系统不同的 应用，包括连续加工、程序装载 、换刀操作等。,2、数控程序定义： 通常所说的数控程序是指：由某一数控系 统规定的语言格式书写的，并输入到设备NC 系统内，执行一个确定加工任务的一系列指令。 而设备的数控系统则将这些指令转换为设备可 以识别的代码，驱动设备按要求进行相关动作。 3、数控程序编制：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（切削 三要素）以及辅助操作等加工信息，用系统规 定的语言格式编写成加工指令。,4、程序编制方法：可分为手工编程和自动编程 两类。 （1）手工编程：整个程序的编制过程是由人工 完成的。要求编程人员要熟悉该数控系统代码 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。主要用于点位加工或几何 形状比较简单的两维轮廓编程，例如：目前分 厂内各类机头架、机尾架、箱体零件的钻孔加 工、简单的外形轮廓加工等，在此种情况下， 采用手工编程计算较简单，效率较高。,（2）自动编程：自动编程是通 过计算机，借助于CAM等数控 编程软件把加工零部件图纸信 息输入到计算机内，并由数控 编程软件转换成数控机床能执 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。自动编程主要用于三 维及二维复杂零部件的加工， 诸如凸轮的加工、模具的加工 等。如右图所示,（3）常用的数控自动编程软件： 1、CAXA 制造工程师：是北京航空航天大学航天 大学海尔软件有限公司开发的一种集CAD与CAM一 体的数控编程软件，简便易学，应用范围比较广泛。,2、Mastercam：是美国 CNC 软件 公司开发的，基于PC的CAD/CAM集成系统，目前其最高版本为9.2, 它支持实体与曲面铣削,能够直接利用实体造型所生成的特征进行编程,同时具有较好的后置处理功能, 目前分厂在数控编程方面多采用此软件。,3、PRO/E:是美国 PTC 公司开发的CAD/CAM软件,它以单一数据库、参数化、基于特征及全相关为主要特征，能将设计与生产全过程集成到一起，能实现设计与制造的并行工程。其最新版本为“野火版2.0”,第二节 机床概述 1、机床坐标轴的定义及方向 在数控编程中一般常采用笛卡尔直角坐标系，该坐标系 统由3个线性轴及3个相对应的旋转轴组成。规定线性进给 坐标轴用X、Y、Z表示，称为基本坐标轴。围绕X、Y、 Z轴旋转的圆周进给坐标轴用A、B、C 表示。 X、Y、Z 坐标轴的相互关系用右手定则决定，如下图所示，图中大 拇指指向 X 轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指 向为 Z 轴的正方向。根据右手螺旋定则，以大拇指指向X ，+Y，+Z 方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动 +A，+B，+C方向。,机床坐标轴方向确定,机床坐标轴,右手定则及螺旋法则,2、机床坐标轴的相关规定 Z轴：平行与机床的一个主 要导轨轴，即主轴所在的轴， 如右图所示Z轴，其正方向定义 为刀具远离工件的方向。X轴： 垂直于Z轴、而且行程较长。 Y轴：依据右手定则，由X轴、Z 轴的方向确定。数控机床的进 给运动，有的由主 轴带动刀具 运动实现，有的则由工作台带 动工件运动实现，在这两种情 况下，均视为工件静止不动， 以刀具相对于工件的运动来确 定X轴及Y轴的方向。,（4）X、Y轴方向的确定： 顺着Z轴方向，面向工件， 右手侧为X轴正方向，由Z 、X的正方向确定Y的正方向。,3 机床原点、机床坐标系 （1）机床原点：现代数控机床一般都有一个基准位置，称为机床原点，它是机床制造商设定在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立机床运动坐标的起始点。以机床原点作为中心建立的坐标系就是机床坐标系，它是制造和调整机床的基础，一般不允许随意变动. （2）机床参考点：数控装置通电时并不知道机床原点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。机床原点与参考点可以重合，也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床原点的距离。,（3）参考坐标系：以参考点为原点，坐标方向与机床坐标方向相同建立的坐标系叫做参考坐标系，在实际使用中通常以参考坐标系计算坐标值,（4）每个轴的返回参考点的过程这样完成的： - 在由机床或数控系统制造厂商定义的运动方向上（MOS机床起点设置方向）激活原点限位开关 - 测量轴运动的编码器输出其标记脉冲（如右图）,(5)定义坐标变换值： 其意义在于确定工件坐标系及编程 原点，从而简化编程。其设置过程如下： 第一步：在工件上设置一个基准 点，作为工件原点（OP），工件 原点坐标变换值为OP/OM） DAT1，OM为机床坐标系的原点， DAT1数值通常存储在机床的零点 偏置寄存器中，通过G54指令可 使DAT1生效，并使工件原点OP与 机床原点（OM）重合。 第二步：通过零件程序为每个轴 设置编程原点（OP/OP）=DAT2， 简化编程，如右图及下图所示：,机床坐标变换,图中： 为机床坐标系原点， 为工件坐标系原点， 为程序原点,通过NC可以将相对于程序原点（OP）的任意点（A）的 坐标转换为相对于机床原点（OM）的坐标，如下图：,编程尺寸：XPA, YPA, ZPA 测量尺寸： XMA = XPA + X DAT1 + X DAT2 YMA = YPA + Y DAT1 + Y DAT2 ZMA = ZPA + Z DAT1 + Z DAT2,注意: 在实际编程时,均是以程序原点为基准进行编程的,也就是以图纸设计基准为原点,在程序输入到数控系统并运行时,数控系统则自动将编程坐标点转换为以机床坐标系为基准的坐标点。,第三节 刀具尺寸定义,（1）刀具尺寸定义为：从刀具切削刃到主轴基准点之 间的距离。它包括刀具长度尺寸与刀具半径尺寸，确定 刀具尺寸的目的在于使程序 原点在机床坐标系中有一个 确定的位置。通常确定刀具 尺寸的过程称为对刀，对刀 点是零件程序的起始点，它 可以与程序原点重合，也可 在任何便于对刀之处但该点 必须与程序原点之间必须有 确定的坐标联系。（如右图 所示）,（2）动态刀具尺寸校正：在任何时候，当发现 零件的理想尺寸和实际尺寸存在差异时，都可输 入动态参数校正值进行校正，也就是进行刀具长 度补偿及刀具半径补偿。 刀具长度补偿：将相应的刀具长度数值输入到刀 具长度偏置寄存器内，程序运行时，数控系统根 据刀具长度基准使刀具自动偏离工件一个刀具长 度的距离，在加工过程中，为了控制切削深度或 试切加工，经常要用到刀具长度补偿，通过修改 刀具长度偏置寄存器中刀具长度数值，就可达到 控制切削深度的目的，过程如下图所示。,刀具半径补偿：一般所说的刀具半径补偿是指两维刀具 半径补偿，将刀具半径数值输入到刀具半径寄存器后， 程序运行时，数控系统会根据所输入的数值计算刀具中 心轨迹，刀具发生磨损 或零件尺寸有变化时， 只需改变刀具半径数值 即可，过程如下图所示。 刀具半径补偿可分为左 补偿与右补偿，朝向刀 具运动方向，刀具位于 工件右侧为右补偿(G42) ，位于左侧为左补偿 G41）,第二章 NUM系统数控程序结构,第一节 概述 数控系统零件程序：就是由遵循一定结构，句 法和格式规则的语句和命令字所组成，并被传 送到数控系统中用于驱动设备产生动作的一系 列指令和数据。它根据ISO码和EIA码及其相关 标准所规定的地址的不同而不同，通常可用下 列两种代码进行编程： (1)ISO(国际标准组织)标准69831(NFZ68035)、69832(NFZ68036)，69833(NFZ68037) (2)EIA（电子工业协会）标准RS244A和273A。,第二节 程序一般结构,一个NC程序必须包括起始符和结束符;一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的， 而不是按程序段号的大小顺 序执行的，但书写或输入程 序时，建议按升序。 ISO程序的结构: 程序起始符：%后跟程序号, 程序号最大为9999 程序的结束符：X OFF 程序结束符：M02或M30； 注释符：括号“（）”内或 分号“；”后的内容为注释,（1）指令字的格式：一个指令字是由地址符或不带符 号（如准备功能字G代码）的数字数据组成的。 程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令 字的含义。（下述符号分别代表不同含义） %：零件程序号 N:程序段号 G:准备功能 F进给速度 S:主轴机能 T：刀具机能 M：辅助机能 D：补偿号,（2）语句格式：一个语句就是由多个指令字组成的指 令行，语句的格式则定义每个语句中指令字的句法。 （如下）,（3）语句格式举例：,更换刀具和刀具补偿值调用的语句,定义主轴旋转的语句,定义一个运动的语句,（4）系统可以识别的符号及代码,（5）程序分支和子程序调用：可以按下列方式构造一个程序,第三节 辅助功能M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 态和模态两种形式。 （1）非模态功能：只在具有该代 码的当前程 序段内有效； （2）模态功能：在被同一组其它的M功能代 码注销前，该功能代码一直 有效。,此外，根据其动作的前后，M 功能还可分为前 作用功能和后作用 功能两类。 （1）前作用功能：在程序段编制的轴运动之 前执行； （2）后作用功能：在程序段编制的轴运动之 后执行。,举例： N100 X50 Y100 M08：在X轴和Y轴的移动之前, 先执行开冷却液功能M08 N120 X80 Y200 M09：在X和Y轴的移动完成之后, 执行关冷却液功能M09,常用M 代码及功能表,M00、M02、M30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；M02为程序结束指令，只将控制部分复位到初始状态。M30为程序终止指令，除了将机床与控制系统复位到初始状态之外，还自动返回到程序起始位置，为加工下一个工件做好准备。 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，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）。,第四节 准备功能G代码 准备功能 G指令由 G字符与其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 功能也有模态功能与非模态功能之分，在NUM系统 中除G04、G09、G10、G12等为非模态功能外，其余G 代码均为模态功能。需要注意的是，某些G功能必须与 某些相关项一起编程，否则系统会产生错误。 例如，用G04进行编程时，其后必须紧跟表示暂停时间 的指令字F N10 G04 F3 T03 F200：句法正确 N10 G04 T03 F3 F300：句法不正确,NUM系统常用准备功能G代码列表,第三章 NUM系统ISO编程,第一节 绝对尺寸编程与相对尺寸值编程 （一）概念：G90 ：相对于程序起点的绝对尺寸编程， G90为缺省值。 每个轴上的编程 值是以程序起点 OP的为基准的。 如右图所示：,第三章 NUM系统ISO编程,G91 ：相对于前一点坐标值的相对尺寸编程。每个轴 的编程值是以前一位置坐标点为基准的。如下图所示：,该值为将要执 行的偏移量,（二）编程句法： N G90/G91 X Y Z A B C X Y Z A B C 为终点坐标值 （三）功能特性：G90和G91均为模态功能，G90 为缺省功能，G90和G91功能可相互注销 （四）注意事项： （1）对某一线性轴的第一次运动进行编程时， 必须按绝对尺寸进行编程 (G90)。 （2）通过人工数据输入（MDI）方式，或在一个相对于 程序起点（OP）的位置，对某一线性轴的第一次运动进 行编程时，必须 按绝对尺寸进行编程 (G90)。 （3）表面轮廓几何编程（PGP）中不能使用相对尺寸值 编程,（五）混合编程：在一个程序中，或在一个程 序块中可同时包含绝对尺寸编程（G90）与相 对尺寸编程（G91），如下： N05 G01 X30 Y40 N10 G91 X100 Y50 N15 G90 X150 G91Y30: X为绝对尺寸，Y为增 量尺寸 N20 G90 X300 Y200 在N15程序块中针对不同的线性轴可同时编入 G90与G91指令。,(六) 举例: （1）绝对尺寸(G90)编程，如图所示： 刀具定位于a点（起点），按绝对尺寸对b点进行编程 N G90 . N Xa Ya(第一点) N Xb Yb(第二点) N,（2）相对尺寸(G91)编程，如图所示： 刀具定位于a点（起点），按绝对尺寸对b点进行编程 N G90. N Xa Ya(第一点) N G91XbYb (第二点) N,（3）按绝对尺寸对右图进行编程： 点a、b、c的坐标是相对于零件中心位置,即程 序起点OP给出的,加工点 的顺序为a_b_c_d N05 (G90) . N10 X20 Y-15 N15 Y20 N20 X-15 N25 X-20 Y-10,（4）按相对尺寸对右图进行编程： 从点a到点b、c、d的运动为增量式移动, 加工点的顺序为 a_b_c_d N05 (G90) . N10 X20 Y-15 N15 G91 Y35 N20 X-35 N25 X-5 Y-30,第二节 平面选择编程指令(G17/G18/G19) (一)概念:平面选择编程指令用于进行圆弧插补及刀具补 偿编程时确定刀具平面。进行圆弧插补及刀具补偿编程 时，上述代码必须有一个 代码生效，否则会产生报 警。在G41/G42有效的情 况下，不能改变工件平面。 在通常情况下，G17用于 铣削的工件平面设定，而 G18则用于车削工件平面 设定。 G17：XOY平面选择 G18：XOZ平面选择 G19：YOZ平面选择 。,(二)功能特性: G17、G18和G19均为模态 功能，G17功能为缺省功 能。G17、G18和G19功能 可相互注销。 注意事项： 必须在下列情形下进行平 面选择编程功能变换： （1）在G40状态下，即 消刀具补偿的情况下。 （2）在表面轮廓几何编 程中，必须在终点定义完 成后。,第三节 主轴控制指令 （一）旋转方向控制指令 （1）M03：主轴逆时针方向旋 转，该命令控制主轴以程序中 编制的速度旋转。 （2）M04：主轴顺时针方向旋 转，该命令控制主轴以程序中 编制的速度旋转。 （3）M05：主轴停转指令。,（4）功能特性：M03和M04功能为非编码的模态 前作用功能。M05功能为非编码的模态后作用功 能，它是缺省功能。M03、M04和M05功能可相互 注销，M00、M19和M01功能可注销M03或M04功能 （5）举例： N120 .(MILLING CUTTER WITH R/H HELIX) 调刀 N130 M03 . 主轴顺时针旋转 N N220 M05 . 主轴停 N,（二）主轴速度控制 （1）G97：以每分钟的转数表示的主轴速度， 该功能、和地址S一起编程，用以定义一个固定 的主轴速度。G97功能为模态功能，该功能为缺 省功能。G97功能可由G96功能予以注销，或可 通过编制一个新的转速值来注销由G97编制的主 轴速度 （2）G96：为表面恒线速度功能，此时S表示 为切削线速度，其后的数值单位为：米/每分钟 。其功能特性同G97。,注意： 主轴旋转速度是由要求的切削速度V决定的， 以米/分钟为单位的切削速度主要与下列因素 有关： （1）刀具材料 （2）零件材料 例如：切削速度 V = 20 m/min； 刀具直径 D = 10 mm. 则主轴转速为： n (rpm) =（1000 x V）/(3.14 x D) =(1000 X 20)/(3.14X10) =636.9rpm,(三)主轴转速范围:在NUM1200系统中规定了6个 主轴转速范围,通过选M40/M41/M42/M43/M44/M45 等代码选择,M40到M45功能为非编码的模态前作 用功能。 一般常用的是M41、M42及M43： M41 = 50-500 rpm M42 = 400-900 rpm M43 = 800-4200 rpm 举例：N . N30 G97 S650 M41 M03 速度范围M41 N,（四）主轴定向停止指令：M19 （1）功能：使主轴定向停止在一个相对于某一 固定点定义的位置上。M19功能为非编码的模态 前作用功能 （2）编程格式： N S M03/M04 M40 to M45 EC M19 S 以转/分钟为单位的主轴速度（G97） M03/M04 主轴旋转方向 M40 to M45 主轴速度范围 EC 该项为可选项，用以定义以度为单位的从 固定点算起的角度 M19：主轴定向停止,注意：在M19指令有效时，主轴可以处于旋转状 态，也可以处于静止状态。如果主轴处于静止状 态，则执行该指令时，主轴沿最短路径进行定位 。当系统带有一个主轴传感器时，通过对M19功 能进行编程可将主轴转到相对于机床制造厂商定 义的固定点的任何位置。 举例：在相对于起点90度的位置实现主轴定向 停止。 N . 调刀 N120 G97 S500 M03 M42 主轴旋转 N130 EC90 M19 ：主轴定向停止在相对于起点90度 N,第四节 圆弧插补指令,（一）圆弧插补指令包括G02 与G03指令，G02为顺时针圆弧 插补，G03为逆时针圆弧插补。 两个被控制的线性轴取决于插 补平面的选择，如下图：,（二）选择不同平面时的句法及参数含义： （1）XOY平面：G17,插补参数:I、J(或R)坐标点: X,Y （2）ZOX平面：G18,插补参数:I、K (或R)坐标点: Z,X （3）YOZ平面：G19,插补参数:J、K (或R)坐标点:Y,Z A：X Y ：终点坐标，又包括下列两种含义： - 采用绝对尺寸编程时，为终点坐标（G90） - 采用相对尺寸编程时，为位移量（G91） B：I、J、K：为值为圆弧插补参数，用于确定在相关坐标 平面上圆的中心位置（I为X坐标，J为Y坐标、K为Z坐标） ，可分两种情况： -采用绝对尺寸编程时，圆心位置相对于程序原点而言 -采用相对尺寸编程时，圆心位置相对于插补起点而言 R： 圆弧半径 F： 进给速率,（三）两种编程方式： （1）用圆弧半径（R）对圆弧行编程：在此种情况下，系统选择圆心角小于180的路径（圆心角大于180的路径也可通过对圆弧进行编程获得，但需用圆心坐标进行编程或在PGP中进行编程）如果起点和终点的距离大于编程半径的两倍，则系统将产生一个错误信息,（2）通过圆心坐标对圆弧进行编程：使用I、J、K进行编程。当起点处和终点处的半径大于20时，系统产生一个错误信息。,圆弧ab半径为R40，起点坐标为X50，Y30；终点坐标为X100，Y70;应采用圆弧半径编程 圆弧ba，已知圆弧中心点坐标X60.02,Y68.726,应采用圆心坐标编程.,（四）举例：在XY平面（G17），按绝对尺寸（G90）编程方式对路径a、b、a进行圆弧插补编程。由a至b采用G02圆弧半径编程方式，由b至a采用G03圆心坐标方式进行编程。,N30 S300 M40 M03 N40 X50 Y30 Z2 快速定位到a点 N50 G01 Z-2 F50 在Z方向上进刀2mm N60 G02 X100 Y70 R40 F150:圆弧插补至点b N70 G03 X50 Y30 I60.02 J68.726:圆弧插补至点a N80 G00 Z M05 N90 M02,在YZ（G19）平面上，按相对尺寸（G91）编程方式 对路径a、b、c进行圆弧插补编程,并以圆心坐标（J，K）方式进行编程,如下:,N30 S600 M40 M03 N40 G19 选择YZ平面 N50 G16P+ 刀具轴定向 N60 X2 Y15 Z55 快速定位 到a点 N70 G01 X-1.5 F50 在X方 向进刀-1.5mm N80 G91 G02 Y20 Z-20 J0 K-20 F120 :圆插补至点b N90 G03 Y20 Z-20 J20 K0 :圆插补至点c N110 M02,注意:在NUM系统中,在进行圆弧插补编程时,采用 G90及G91方式编程时,圆弧插补参数IJK的定义 是不同的,区别如下: (1)G90方式: IJK定义 为圆弧中心点相对于编程 原点的坐标值. (2)G91方式: IJK定义 为圆弧起点相对于 圆弧中心点的矢量值, 如右图所示: G90编程时:I50,J50 G91编程时:I-17.5, J-30.211,圆弧起点,圆弧终点,圆弧中心,第五节 三点定义圆弧插补指令,（一）三点定义圆弧插补指令 （G23）：在NUM系统中可以采 用三点定义进行圆弧插补编程。 圆弧插补的方向由中间点（b） 的位置及起点（a）和终点（c） 决定，即： - 在ac线的左边为顺时针 - 在ac线的右边为逆时针 注意：G23功能特性为非模态 指令。在语句结束时，该功能 可自行注销。,（二）编程格式及注意事项： （1）编程格式及相关参数： 在XY平面内：G90/G91 G23 XYIJ F G90/G91: 绝对或增量尺寸编程 G23 顺时针或逆时针圆弧插补 X Y 圆弧终点坐标值 I J 圆弧中间点坐标 F 进给率 （2）注意事项：G23语句项中不能插进其他地址，否 则，系统会出现报警，例如： N G23 X Y F I J 编程不正确 G23定义的圆弧插补可以是绝对尺寸（G90）或增量尺 寸（G91）,（三）与平面选择有关的语法及举例 （1）句法：,（2）举例 N130 Z Z的位置 N140 G01 Xa Ya F150 点a，接近 N150 G23 Xc Yc Ib Jb F100 圆弧插补 N160 G01 X Y F150,第六节 螺旋线插补指令,（一）螺旋线插补:螺旋线插补是由圆弧插补和直线插补 合成的，沿刀具轴可以加工出给定螺距的螺纹,螺旋线插 补是在三个平面内进行的， 因而它可用于基本轴和第二 附加轴。 (二）注意事项； （1）螺旋线插补时，其螺距仅适 用于垂直于基础插补平面的线性轴。 （2）通过对螺距编程，系统可确 定所要求的螺纹圈数，以确保实际 螺距尽可能与编程螺距相符，编程 螺距则兼顾螺纹起点与终点位置。,（三）编程格式及相关参数意义： （1）编程格式： N G17 G90/G91 G02/G03 XYZIJ. / RK F （2）参数意义： G17 :选择XOY平面； G90/G91:绝对尺寸相对尺寸编程 G02 顺时针螺旋线插补、G03 逆时针螺旋线插补 X Y ：XOY平面上的终点。G90编程方式中，表示终点 坐标；G91编程方式，表示相对位移量。 Z：螺旋线轴上的螺纹深度位置。 IJ： XOY平面上X、Y轴的插补中心位置，在G90编程方式 中，该位置是相对于程序起点而言的，在G91编程方式中，该 位置是相对于插补起点而言的。 R 圆弧半径； K 在Z方向上的近似螺距（无符号值） F 以毫米/分钟或英寸/分钟为单位表示的进给速率,（四）举例,按绝对尺寸编程方式（G90）对XY平面上螺旋线插补进行编程。 N10 G00 G52 Z 快速移到换刀 N20 . 调刀 N30 S200 M40 M03 N40 G00 Xp Yp Zp 快速定位于P点,N50 G01 Xa Ya Za ：直线插补定位至起点a N60 G02 Xb Yb Zb I0 J0 K F150 ：螺旋线插补定位至终点b，K为螺距 N G00 X,第三章 数控系统编程指令体系,3.4 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器中的补偿值。刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.45 刀具偏置的绝对补偿形式,第三章 数控系统编程指令体系,3.5 准备功能G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。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.1 尺寸单位选择G20，G21 G20：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,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.2 进给速度的单位设定G94、G95 G94 F-：每分钟进给，其为缺省值； G95 F-：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 数控系统编程指令体系,3.5.3 绝对值编程G90与相对值编程G91 G90：绝对值编程，每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 数控系统编程指令体系,如图3.3.1所示，使用G90、G91编程：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点，然后回到原点。 绝对编程 增量编程 混合编程,图3.3.1 G90/G91 编程,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.4 坐标系设定G92 G92 X- 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 G92 X Z 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 数控系统编程指令体系,3.5.5 坐标系选择G54G59 G54、G55、G56、G57、G58、G59 G54G59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。,第三章 数控系统编程指令体系,第三章 数控系统编程指令体系,如图3.3.4所示，使用工件坐标系编程：要求刀具从当前点移动到A点，再从A点移动到B点。,当前点 A B,图 3.3.4 使用工件坐标系编程,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.6 直接机床坐标系编程G53 G53 是机床坐标系编程，绝对编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。 3.5.7 直径方式和半径方式编程 G36：直径编程 G37：半径编程 G36为缺省值，机床出厂一般设为直径编程。,第三章 数控系统编程指令体系,按同样的轨迹分别用直径、半径编程，加工图3.3.5所示工件。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.8 快速定位 G00 G00 X（U）- Z（W）- X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标 系中的坐标。 U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点 的位移量。 G00 指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点，不能用 F-规定。快移速度可由面板上的“快速修调”修正。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.9 线性进给 （直线插补）G01 G01 X（U）- Z（W）- F - X、Z：为绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标。 U、W：为增量编程时终点相对于起点的位移量。 F -：合成进给速度。 G01指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度， 从当前位置按线性路线（ 联动直线轴的合成轨迹为直线）移动到程序段指令的终点。,第三章 数控系统编程指令体系,如图3.3.6 所示，用直线插补指令编程。,%3306 N1 G92 X100 Z10 （设立工件坐标系） N2 G00 X16 Z2 M03 （移到倒角延长线） N3 G01 U10 W-5 F300 （倒345角） N4 Z-48 （加工 26 外圆） N5 U34 W-10 （切第一段锥） N6 U20 Z-73 （切第二段锥） N7 X90 （退刀） N8 G00 X100 Z10 （回对刀点） N9 M05 （主轴停止） N10 M30 （程序结束并复位）,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.10 圆弧进给 （圆弧插补）G02/G03 G02 I- K- 顺时针圆弧插补 X（U）- Z（W）- F- G03 R- 逆时针圆弧插补 X、Z：为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标。 U、W：为增量编程时，圆弧终点相对于起点的位移量。 I、K：圆心相对于圆弧起点的增加量（等于圆心坐标减去圆弧起 点的坐标），在绝对、增量编程时都是以增量方式指定， 在直径、半径编程时 I 都是半径值。见图3.3.8所示。 R：圆弧半径（同时编入R与I、K时，R有效） F -：被编程的两个轴的合成进给速度。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.8 G02/G03 参数说明,第三章 数控系统编程指令体系,圆弧插补G02/G03的判断，是在加工平面内，根据其插补时的旋转方向为顺时针/逆时针来区分的。加工平面为观察者迎着Y轴的指向，所面对的平面。见图3.3.7。,第三章 数控系统编程指令体系,如图3.3.9 所示，用圆弧插补指令编程。,%3309 N1 G92 X40 Z5 （设立工件坐标系） N2 M03 S400 （主轴以400r/min） N3 G00 X0 （到达工件中心） N4 G01 Z0 F60 （接触工件） N5 G03 U24 W-24 R15（加工R15圆弧段） N6 G02 X26 Z-31 R5 （加工R5圆弧段） N7 G01 Z-40 （加工 26外圆） N8 X40 Z5 （回对刀点） N9 M30 （主轴停、主程序 结束并复位）,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.11 倒直角加工 G01 X（U）- Z（W）- C 该指令用于直线后倒直角，指令刀具 从A点到B点，然后到C点。 X、Z： 绝对编程时，为未倒角前两相邻 程序段轨迹的交点G的坐标值； U、W： 增量编程时，为 G点相对于起始 直线轨迹的始点A的移动距离。 C： 倒角终点 C，相对于相邻两直线 交点G的距离。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.12 倒圆角加工 G01 X（U）- Z（W）- R 该指令用于直线后倒圆角， 指令刀具从A点到B点，然后到C点。 X、Z：绝对编程时，为未倒角前两相邻 程序段轨迹的交点G的坐标值； U、W：增量编程时，为G点相对于起始 直线轨迹的始点A的移动距离。 R：是倒角圆弧的半径值。,第三章 数控系统编程指令体系,如图3.3.12所示，用倒角指令编程。,%3312 N1 G00 U-70 W-10 （移到工件前端面中心） N2 G01 U26 C3 F100 （倒345角） N3 W-22 R3 （倒 R3 圆角） N4 U39 W-14 C3 （倒边长为3等腰直角） N5 W-34 （加工 65 外圆） N6 G00 U5 W80 （回到编程规划起点） N7 M30,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.13 圆弧后倒直角加工 G02 X（U）- Z（W）- R - RL= - G03 该指令用于圆弧后倒直角，指令刀具从A点到B点，然后到C点。 X、Z：绝对编程时，为未倒角前圆弧终点 G 的坐标值； U、W：增量编程时，为 G 点相对于圆弧始点 A点的移动距离。 R：是圆弧的半径值。 RL=：是倒角终点 C 相对于未倒角前圆弧终 点G点的距离,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.14 圆弧后倒圆角加工 G02 X（U）- Z（W）- R - RC= - G03 该指令用于圆弧后倒圆角，指令刀具从A点到B点，然后到C点。 X、Z：绝对编程时，为未倒角前圆弧终点 G 的坐标值； U、W：增量编程时，为 G 点相对于圆弧始点 A点的移动距离。 R：是圆弧的半径值。 RC=：是倒角圆弧的半径值。,第三章 数控系统编程指令体系,%3315 N1 G92 X70 Z10 （设立工件坐标系） N2 G00 X0 Z4 （到工件中心） N3 G01 W-4 F100 （接触工件） N4 X26 C3 （倒345角） N5 Z-21 （加工 26 外圆） N6 G02 U30 W-15 R15 RL=4 （加工R15圆弧，并倒 边长为4 的直角） N7 G01 Z-70 （加工 56 外圆） N8 G00 U10 （退刀，离开工件） N9 X70 Z10 （返回程序起点位置） N10 M05 （主轴停止） N11 M30 （程序结束并返回到 程序起点）,如图3.3.15所示，用倒角指令编程。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.15 螺纹切削G32 G32 X（U）- Z（W）- R- E- P- F- X、Z：绝对编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标； U、W：增量编程时，有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量； F：螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给量； R、E：螺纹切削的退尾量，R 表示 Z 向退尾量，E 为 X 向退尾量，R、 E 在绝对或增量编程时都是以增量方式指定，其为正表示沿Z、 X 正向回退，为负表示沿Z、X负向回退。使用R、E可免去退刀 槽。R、E可以省略，表示不用回退功能（此时必须有退刀槽）。 根据螺纹标准R 一般取2倍的螺距，E取螺纹的牙型高。 P：主轴基准脉冲处距离螺纹切削起始点的主轴转角。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.16 螺纹切削参数,第三章 数控系统编程指令体系,螺纹车削加工为成型车削，且切削进给量较大，刀具强度较差，一般要求分数次进给加工。,第三章 数控系统编程指令体系,注： 1. 从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常 数； 2. 在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常 危险，因此螺纹切削时进给保持功能无效，如果按 下进给保持按键，刀具在加工完螺纹后停止运动； 3. 在螺纹加工中不使用恒线速度控制功能； 4. 在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段和降 速退刀段 ，以消除伺服滞后造成的螺纹误差。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.16 自动回参考点 G28 G28 X（U）- Z（W）- X、Z： 绝对编程，中间点在工件坐标系中的坐标； U、W：增量编程，中间点相对于起点的位移量。 G28指令首先使所有的编程轴都快速定位到中间点，然后再从中间点返回到参考点。 在G28的程序段中不仅产生坐标轴移动指令，而且记忆了中间点坐标值，以供G29使用。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.17 自动从参考点返回 G29 G29 X（U）- Z（W）- X、Z： 绝对编程时，为定位终点在工件坐标系中 的坐标； U、W：增量编程时，为定位终点相对于G28中间 点的位移量。 G29 可使所有的编程轴以快速进给经过由G28 指令定义的中间点，然后再到达指定点。通常该指令紧跟在G28指令之后。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.18 暂停指令 G04 G04 P- P：暂停时间，单位为S（秒） G04 在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作。 在执行含 G04 的指令的程序段时，先执行暂停功能。 G04 可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角轨迹控制。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.19 恒线速度指令G96、G97 G96 S- G97 S- G96：恒线速度有效 G97：取消恒线速度功能 S：G96 后面的S值为切削的恒线速度，单位为m/min; G97 后面的S值为取消恒线速度后指定的主轴转速，单位为 r/min；G96为缺省值。 使用恒线速度功能，主轴必须能自动变速。（如：伺服主轴、变频主轴） 在系统参数中已设定主轴最高限速（1800 r/min ）。,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.20 内（外）径切削循环G80 圆柱面内（外）径切削循环 G80 X- Z- F- X、Z：绝对编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标； 增量编程时，为切削终点C 相对于循环起点A的有向 距离，图形中用U、W表示，其符号由轨迹1和2的方 向确定。 该指令执行如图3.3.20所示A B C D A 的轨迹动作。 U、W表示程序段中X、Z字符的相对值，程序段中不得用U、W编程。R表示快速移动；F表示以指定进给速度F 移动。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.20 圆柱面内（外）径切削循环,第三章 数控系统编程指令体系,圆锥面内（外）径切削循环 G80 X- Z- I- F- X、Z：绝对编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标； 增量编程时，为切削终点C 相对于循环起点A的有向 距离，图形中用U、W表示。 I：为切削起点B 与切削终点C 的半径差。其符号为差的 符号（无论是绝对值编程还是增量值编程）。 该指令执行如图3.3.21 所示A B C D A 的轨迹动作。 U、W表示程序段中X、Z字符的相对值，程序段中不得用U、W编程。R表示快速移动；F表示以指定进给速度F 移动。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.21 圆锥面内（外）径切削循环,第三章 数控系统编程指令体系,如图所示，用G80指令编程，点画线代表毛坯,%3322 N1 M03 S400 N2 G91 G80 X-10 Z-33 I-5.5 F100 （第一次循环，吃刀深3mm) N3 X-13 Z-33 I-5.5 （第二次循环，吃刀深3mm) N4 X-16 Z-33 I-5.5 （第三次循环，吃刀深3mm) N5 M30,图 3.3.22 G80 切削循环编程实例,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.21 端面切削循环G81 端平面切削循环 G81 X- Z- F- X、Z：绝对编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标； 增量编程时，为切削终点C 相对于循环起点A的有向 距离，图形中用U、W表示，其符号由轨迹1和2的方 向确定。 该指令执行如图3.3.23所示A B C D A 的轨迹动作。 U、W表示程序段中X、Z字符的相对值，程序段中不得用U、W编程。R表示快速移动；F表示以指定进给速度F 移动。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.23 端平面切削循环,第三章 数控系统编程指令体系,圆锥端面切削循环 G80 X- Z- K- F- X、Z：绝对编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标； 增量编程时，为切削终点C 相对于循环起点A的有向 距离，图形中用U、W表示。 K：为切削起点B 与切削终点C 的有向距离。 该指令执行如图3.3.24 所示A B C D A 的轨迹动作。 U、W表示程序段中X、Z字符的相对值，程序段中不得用U、W编程。R表示快速移动；F表示以指定进给速度F 移动。,第三章 数控系统编程指令体系,图 3.3.24 圆锥端面切削循环,第三章 数控系统编程指令体系,如图3.3.25 所示，用G81 指令编程，点画线代表毛坯,%3325 N1 G54 G90 G00 X60 Z45 M03 S400 （选定坐标系，主轴正转，到循环起点） N2 G81 X25 Z31.5 K-3.5 F100 （第一次循环，吃刀深2mm) N3 X25 Z29.5 K-3.5 （第二次循环，吃刀深2mm) N4 X25 Z27.5 K-3.5 （第三次循环，吃刀深2mm) N5 X25 Z25.5 K-3.5 （第四次循环，吃刀深2mm) N6 M30,第三章 数控系统编程指令体系,3.5.22 螺纹切削循环 G82 直螺纹切削循环 G82 X- Z- R- E- C- P- F- X、Z：绝对编程时，有效螺纹终点 C 在工件坐标系中的坐标； 增量编程时，有效螺纹终点相对于循环起点A 的有向距离； F：螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给量； R、E：螺纹切削的退尾量，R 表示 Z 向退尾量，E 为 X 向退尾量，R、 E 在绝对或增量编程时都是以增量方式指定，其为正表示沿Z、 X 正向回退，为负表示沿Z、X负向回退。使用R、E可免去退刀 槽。R、E可以省略，表示不用回退功能（此时必须有退刀槽）。 根据螺纹标准R 一般取2倍的螺距，E取螺纹的牙型