数控编程及操作.doc

教 案 副 页数控编程及操作项目三：数控加工中心编程及操作单元一：数控加工中心操作面板使用及对刀课题一： 数控加工中心控制面板、操作面板及其使用一、华中世纪星(HNC-21/22T)数控系统的操作控制面板如图3.10所示。图3.10 HNC-22M加工中心数控系统操作控制面板软件操作界面如图3.11所示。其界面由以下几个部分组成：(1)图形显示窗口。（2）倍率修调。(3)菜单命令条。(4)运行程序索引。(5)选定坐标系下的坐标值。(6)工件坐标零点显示。(7)辅助机能。(8)当前加工程序行。(9)当前加工方式、系统运行状态及当前时间。图3.11 软件操作界面图3.12 菜单层次主菜单扩展菜单二、 手动操作手动操作主要包括手动移动机床坐标轴，手动控制主轴，机床锁住、Z轴锁住，刀具松紧、冷却液启停。机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成，机床控制面板如图3.13所示。图3.13 机床控制面板（一）坐标轴移动手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。1、手动进给按一下“手动”按键（指示灯亮），系统处于手动运行方式，可点动移动机床坐标轴(下面以点动移动X 轴为例说明)：(1) 按压+X 或-X 按键（指示灯亮）X 轴将产生正向或负向连续移动；(2) 松开+X 或-X 按键（指示灯灭）X 轴即减速停止。用同样的操作方法使用“+Y”、“ Y”、“ +Z”、 “Z”、“+4TH”、“ -4TH” 按键可以使Y 轴、Z 轴、4TH 轴产生正向或负向连续移动。同时按压多个方向的轴按键每次能连续移动多个坐标轴。2、手动快速移动在手动进给时若同时按压“快进”按键则产生相应轴的正向或负向快速运动。3、手动进给速度选择在手动进给时，进给速率为系统参数“最高快移速度”的1/3乘以进给修调选择的进给倍率。点动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。按压进给修调或快速修调右侧的“100%” 键（指示灯亮），进给或快速修调倍率被置为100% ，按一下“+” 按键修调倍率递增10%， 按一下“- ”按键修调倍率递减10%。4、 增量进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off” 档时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴(下面以增量进给X 轴为例说明)：(1) 按一下“+X” 或“-X” 按键（指示灯亮），X 轴将向正向或负向移动一个增量值。(2) 再按一下“+X ”或“-X” 按键X 轴将向正向或负向继续移动一个增量值。用同样的操作方法使用“+Y”、“ Y”、“ +Z”、“-Z”、“+4TH”、“ -4TH” 按键可以使Y 轴、Z 轴、4TH 轴向正向或负向移动一个增量值。同时按一下多个方向的轴手动按键，每次能增量进给多个坐标轴。5、 增量值选择增量进给的增量值由“X1”、“X10”、“X100”、“X1000”四个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如下表所示：增量倍率按键X1X10X100X1000增量值（mm）0.0010.010.11注意：这几个按键互锁,即按一下其中一个(指示灯亮),其余几个会失效(指示灯灭).6、手摇进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于 “X” “Y” “Z” “4TH” 档时,按一下控制面板上的增量按键(指示灯亮)，系统处于手摇进给方式,可手摇进给机床坐标轴(下面以手摇进给X 轴为例说明)：(1) 手持单元的坐标轴选择波段开关置于 “X” 档；(2) 旋转手摇脉冲发生器,可控制X 轴正、负向运动；(3) 顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器一格，X 轴将向正向或负向移动一个增量值。用同样的操作方法使用手持单元，可以使Y 轴、Z 轴、4TH轴向正向或负向移动一个增量值。手摇进给方式每次只能增量进给1 个坐标轴。7、手摇倍率选择手摇进给的增量值（手摇脉冲发生器每转一格的移动量）由手持单元的增量倍率波段开关“X1” “X10” “X100” 控制。增量倍率波段开关的位置和增量值的对应关系如下表位置X1X10X100增量值0.0010.010.1（二）主轴控制主轴控制由机床控制面板上的主轴控制按键完成。1、 主轴制动在手动方式下主轴处于停止状态时，按一下“主轴制动”按键(指示灯亮)，主轴电机被锁定在当前位置。2、主轴正反转及停止在手动方式下，当“主轴制动”无效时（指示灯灭），(1) 按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主轴电机以机床参数设定的转速正转；(2) 按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主轴电机以机床参数设定的转速反转；(3) 按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主轴电机停止运转。注意：这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。3、主轴冲动在手动方式下，当主轴制动无效时（指示灯灭），按一下主轴冲动按键（指示灯亮），主轴电机会以一定的转速瞬时转动一定的角度。该功能主要用于装夹刀具。4、主轴定向如果机床上有换刀机构，通常就需要主轴定向功能，这是因为换刀时，主轴上的刀具必须定位完成，否则会损坏刀具或刀爪。在手动方式下，当“主轴制动”无效时（指示灯灭），按一下“主轴定向”按键主轴立即执行主轴定向功能，定向完成后，按键内指示灯亮，主轴准确停止在某一固定位置。5、主轴速度修调主轴正转及反转的速度可通过主轴修调调节：按压主轴修调右侧的“100% ”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100%， 按一下“+ ”按键，主轴修调倍率递增10%，按一下“- ”按键，主轴修调倍率递减10%。机械齿轮换档时主轴速度不能修调。（三）机床锁住与Z 轴锁住机床锁住与Z 轴锁住由机床控制面板上的机床锁住与Z 轴锁。1、机床锁住禁止机床所有运动。在手动运行方式下，按一下机床锁住按键（指示灯亮），再进行手动操作，这时由于不输出伺服轴的移动指令，机床将停止不动。注意：“机床锁住”键在自动方式下按压无效。2、 Z 轴锁住禁止进刀。在只需要校验XY 平面的机床运动轨迹时，我们可以使用“Z轴锁住”功能。在手动方式下，按一下“Z 轴锁住”按键（指示灯亮），再切换到自动方式运行加工程序，Z 轴坐标位置信息变化但Z 轴不运动。注意：“Z 轴锁住”键在自动方式下按压无效（四）其他手动操作1、刀具夹紧与松开在手动方式下，通过按压“允许换刀”按键，使得刀具松/紧操作有效（指示灯亮），按一下“刀具松/紧”按键，松开刀具（默认值为夹紧），再按一下，夹紧刀具，再按一下又松开刀具，如此循环。2、冷却启动与停止在手动方式下，按一下“冷却开/停”，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下，冷却液关，再按一下，冷却液又开，如此循环。三、 MDI操作在图3.11所示的主操作界面下，按F3键进入MDI功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图3.14所示。图3.14 MDI功能子菜单在MDI 功能子菜单下系统缺省进入MDI 运行方式，命令行的底色变成了白色并伴有光标在闪烁，如图3.5.2 所示。这时可以从NC 键盘输入并执行一个G 代码指令段，即“MDI 运行”。图3.5.2 MDI1、输入MDI指令段MDI 输入的最小单位是一个有效指令字，因此输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方法：(1)一次输入即一次输入多个指令字的信息。(2)多次输入即每次输入一个指令字信息。例如：要输入G00 X100 Y1000 MDI 运行指令段可以：（1）直接输入G00 X100 Y1000 并按Enter 键。图3.5.2 显示窗口内关键字G、 X、 Y 的值将分别变为00 、100 、1000。（2）先输入G00 并按Enter 键，图3.5.2 显示窗口内将显示大字符G00 再输入X100 并按Enter 键，然后输入Y1000 并按Enter 键。显示窗口内将依次显示大字符X100 、Y1000。在输入命令时可以在命令行看见输入的内容在按Enter键之前，发现输入错误，可用BS、 、键进行编辑；按Enter键后，系统发现输入错误，会提示相应的错误信息，此时可按F2键将输入的数据清除。2、运行MDI指令段在输入完一个MDI 指令段后，按一下操作面板上的“循环启动”键，系统将开始运行所输入的MDI 指令。如果输入的MDI 指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI 指令。3、修改某一字段的值在运行MDI 指令段之前，如果要修改已经输入的某一指令字，可直接在命令行上输入相应的指令字符及数值来覆盖前值。例如在输入“X100” 并按Enter 键后，希望X 值变为109，可在命令行上输入“X109 ”并按Enter 键。4、清除当前输入的所有尺寸字数据在输入MDI 数据后，按F2 键可清除当前输入的所有尺寸字数据（其他指令字依然有效）显示窗口内X 、Y 、Z 、I 、J 、K、 R等字符后面的数据全部消失。此时可重新输入新的数据。5、停止当前正在运行的MDI指令在系统正在运行MDI 指令时，按F1 键可停止MDI 运行。四、 坐标系数据设置在图3.11所示的主操作界面下，按F4键进入MDI功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图3.14所示。MDI输入坐标系数据的操作步骤如下：（1）在MDI功能子菜单（图3.14）下按F3键，进入坐标系手动数据输入方式，图形显示窗口首先显示G54坐标系数据，如图3.16所示；图3.16 MDI方式下的坐标系设置（2）按Pgdn或Pgup键，选择要输入的数据类型：G55、G56、G57、G58、G59坐标系、当前工件坐标系的偏置（坐标系零点相对于机床零点的值）、或当前相对值零点；（3）在命令行输入所需数据，如在图3.16所示情况下输入“X200Y300”，并按Enter键，将设置G54坐标系的X及Y偏置分别为200、300；（4）若输入正确，图形显示窗口相应位置将显示修改过的值，否则原值不变。注意：编辑过程中，在按Enter键之前，按Ese键可退出编辑，但输入的数据将丢失，系统将保持原值不变。五、刀具库及刀具参数的输入1、刀库表在MDI功能子菜单下(图3.14)输入刀库数据，操作步骤如下：（1）在MDI功能子菜单下按F1键，进行刀库设置，图形显示窗口将出现刀库数据，如图3.17所示；图3.17 刀库表（2）用、Pgup、Pgdn移动蓝色亮条选择要编辑的选项；（3）按Enter键，蓝色亮条所指刀库数据颜色和背景都发生变化，同时有一光标在闪烁；（4）用、BS、Del键进行编辑修改；（5）修改完毕，按Enter键确认；（6）若输入正确，图形显示窗口相应位置将显示修改过的值，否则原值不变。2、刀具表在MDI功能子菜单下(图3.14) 按F2键，进行刀具设置，图形显示窗口将出现刀具数据，如图3.18所示。在输入刀具数据时，其操作步骤同刀具库数据的设置相同，可以参考刀具库数据的设置方式进行。图3.18 刀具数控的输入与修改课题二 上电 关机 急停一、 基本知识（一）上电1、 检查机床状态是否正常；2、 检查电源电压是否符合要求接线是否正确；3、 按下“急停”按钮；4、 机床上电；5、 数控上电；6、 检查风扇电机运转是否正常；7、 检查面板上的指示灯是否正常；接通数控装置电源后，HNC-21M 自动运行系统软件。此时，液晶显示器显示如图1.3.1 所示系统上电屏幕（软件操作界面），工作方式为“急停”。（二）复位系统上电进入软件操作界面时，系统初始模式显示为“急停”，为使控制系统运行，需顺时针旋转操作面板右上角的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入手动方式，软件操作界面的工作方式变为手动。（三） 返回机床参考点控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。方法如下：1、 如果系统显示的当前工作方式，不是“回零”方式，按一下控制面板上面的回零按键确保系统处于“回零”方式。2、 根据X 轴机床参数“回参考点方向” 按一下“+X” （回参考点方向为+） 或“-X”（ 回参考点方向为-）按键， X 轴回到参考点后， +X 或-X 按键内的指示灯亮；3、 用同样的方法使用+Y 、-Y 、+Z 、-Z 、+4TH、-4TH、 按键可以使Y 轴Z 轴、4TH 轴回参考点。所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。注意事项：1、 回参考点时，应确保安全在机床运行方向上不会发生碰撞，一般应选择Z 轴先回参考点，将刀具抬起；2、 在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式以确保各轴坐标的正确性；3、 同时使用多个相容+X 与-X 不相容，其余类同的轴向选择按键，每次能使多个坐标轴返回参考点；4、 在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的回参考点方向，相反，侧如X 轴的回参考点方向为负，则回参考点前，应保证X 轴当前位置在参考点的正向侧，否则应手动移动该轴直到满足此条件。5、 在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态（四） 急停机床运行过程中，在危险或紧急情况下按下“急停”按钮，CNC 即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮（左旋此按钮，自动跳起），CNC 进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后，应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。注意：在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。（五） 超程解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须1、 松开急停按钮置工作方式为“手动”或“手摇”方式；2、 一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；3、 在手动(手摇)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；4、 松开“超程解除”按键。若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。注意：在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。（六）关机1、 按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；2、断开数控电源；3、断开机床电源。二、操作演示1、VNUC软件进入方法。2、开机、回参考点。课题三：数控加工中心对刀及操作一、X、Y方向的对刀。对刀的目的是确定加工工件原点在机床坐标系中的位置。下面以华中世纪星型HNC-22M系统为例简述数控加工中心的对刀方法。X、Y方向的对刀实质就是确定工件坐标系原点在机床坐系中X坐标值和Y坐标值。X、Y轴坐标值的测量方法如图1，图2。图1：X值的确定方法 图2：Y值的确定方法（一）、X向对刀1、对刀步骤（1）、在工作台上安装好毛坯。（安装毛坯）（2）、在主轴上安装好寻边器。（安装工具）（3）、手动移动工作台及主轴，使寻边器与工件右端面接触，记录下刚好接触时即寻边器指示灯闪烁时，操作屏幕上显示的X方向的机床坐标值X1；再使寻边器与工件左端面接触，同样记录下刚接触时，CRT显示屏上显示的机床坐标值X2；然后计算出X=（X1+X2）/2的数值。（如图1所示）（4）、选取G54G59中的某一坐标系作为工件坐标系，如选取G54，则将X数值输入到G54工件坐标系中，此时工件坐标系的X向基准已经确定下来。（5）、工件坐标系的Y方向基准的确定方法同上面的步骤2计算出Y=（Y1+Y2）/2的数值。再同步骤3将Y的数值输入到G54工件坐标系中。（如图2所示）（二）、Y向对刀对刀步骤同X向。（三）、X、Y向对刀演示1、X向对演示（X向对刀）2、Y向对刀演示（Y向对刀）二、Z方向的对刀由于各把刀具的长度H1、H2不一致，因此在使用每一把刀具前应当进行Z方向的对刀。Z向对刀的实质就是确定每一把刀具底面与工件上表面平齐时，主轴底端在机床坐标系中的坐标值。选取H=50mm高Z向对刀仪。图3：Z值的确定方法 （一）、对刀步骤1、在主轴上安装好所要使用的第一把刀具。2、手动移动主轴，使刀具向下移动，直到接触Z向对刀仪，当对刀仪上指针指到0时，记录下此时机床坐标系中Z的数值Z1，并计算出Z=Z1-H的数值。3、将Z=Z1-H的数值输入到刀偏表中第一把刀具号的长度补偿值中。4、从刀库中换出第二把刀具装入主轴中，手动移动主轴，使刀具向下移动，直到接触Z向对刀仪，当对刀仪上指针指到0时，记录下此时机床坐标系中Z的数值Z2，并计算出Z=Z2-H的数值。5、将Z=Z2-H的数值输入到刀偏表中第二把刀具号的长度补偿值中。6、依次从刀库中换出其它刀具，将每一把刀具的Z值分别输入到对应刀具号的长度补偿值中。7、选取X、Y向所使用的工件坐标系G54，并将Z0输入到G54的Z值中。到此，所有刀具的Z向对刀已完成。（二）、Z向对刀演示（Z向对刀）三、对刀校验四、试切削单元二：数控加工中心基本指令及应用课题一：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，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。模态M 功能组中包含一个缺省功能（见表3.1 ），系统上电时将被初始化为该功能。另外，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华中世纪星HNC-21M数控装置M指令功能如表3.1 所示：其中：M00 M02 M30 M98 M99 用于控制零件程序的走向，是CNC 內定的辅助功能，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 內定，而是由PLC 程序指定，所以有可能因机床制造厂不同而有差异(表內为标准PLC 指定的功能) ，请使用者参考机床说明书。一、 CNC 内定的辅助功能(一) 程序暂停M00当CNC 执行到M00 指令时，将暂停执行当前程序以方便操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作。暂停时，机床的主轴进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变，欲继续执行后续程序，重按操作面板上的“循环启动”键。M00 为非模态后作用M 功能。(二) 程序结束M02M02 编在主程序的最后一个程序段中。当CNC 执行到M02 指令时，机床的主轴、进给、冷却液全部停止，加工结束。使用M02 的程序结束后，若要重新执行该程序，就得重新调用该程序，或在自动加工子菜单下按F4 键请（参考HNC-21M 操作说明书），然后再按操作面板上的“循环启动”键。M02 为非模态后作用M 功能。(三) 程序结束并返回到零件程序头M30M30 和M02 功能基本相同，只是M30 指令还兼有控制返回到零件程序头(%)的作用。使用M30 的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的“循环启动”键。(四) 子程序调用M98 及从子程序返回M99M98 用来调用子程序。M99 表示子程序结束，执行M99 使控制返回到主程序。(i) 子程序的格式%*M99在子程序开头，必须规定子程序号，以作为调用入口地址。在子程序的结尾用M99， 以控制执行完该子程序后返回主程序。(ii) 调用子程序的格式M98 P_ L_P ：被调用的子程序号L ：重复调用次数注：可以带参数调用子程序G65 指令的功能和参数与M98 相同。二、 PLC 设定的辅助功能(一) 主轴控制指令M03、 M04、 M05M03 启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向（从Z 轴正向朝Z 轴负向看）旋转M04 启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。M05 使主轴停止旋转。M03、 M04 为模态前作用M 功能；M05 为模态后作用M 功能，M05 为缺省功能。M03、 M04 、M05 可相互注销(二) 换刀指令M06M06 用于在加工中心上调用一个欲安装在主轴上的刀具，刀具将被自动地安装在主轴上。M06 为非模态后作用M 功能。（三） 冷却液打开停止指令M07 、M09M07 指令将打开冷却液管道M09 指令将关闭冷却液管道M07 为模态前作用M 功能；M09 为模态后作用M 功能；M09 为缺省功能。课题二：主轴功能S 进给功能F 和刀具功能T一、 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。二、 进给速度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。借助操作面板上的倍率按键，F可在一定范围内进行倍率修调。当执行攻丝循环G84 、螺纹切削G33 时，倍率开关失效进给倍率固定在100。三、刀具功能(T 机能)T 代码用于选刀，其后的数值表示选择的刀具号。T 代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。在加工中心上执行T 指令，刀库转动选择所需的刀具然后等待直到M06 指令作用时自动完成换刀T 指令同时调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径) 。T 指令为非模态指令但被调用的刀补值一直有效，直到再次换刀调入新的刀补值。课题三：单位选择及坐标系设定准备功能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。华中世纪星HNC-21M 数控装置G 功能指令：G 功能有非模态G 功能和模态G 功能之分：非模态G 功能：只在所规定的程序段中有效程序段结束时被注销；模态G 功能：一组可相互注销的G 功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G 功能注销为止。模态G 功能组中包含一个缺省G 功能。上电时，将被初始化为该功能。没有共同参数的不同组G 代码可以放在同一程序段中而且与顺序无关。例如：G90、 G17 可与G01 放在同一程序段，但G24、G68 、G51 等不能与G01 放在同一程序段。一、 有关单位的设定(一) 尺寸单位选择G20 、G21、 G221、格式： G20G21G222、说明：G20 ：英制输入制式G21 ：公制输入制式G22 ：脉冲当量输入制式3 种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位如表3.2 所示。G20 、G21 、G22 为模态功能，可相互注销，G21 为缺省值。(二) 进给速度单位的设定G94、 G95的基本理论1、格式： G94 F_ ；G95 F_ ；2、说明：G94： 每分钟进给G95： 每转进给G94 为每分钟进给。对于线性轴，F的单位依G20/G21/G22 的设定而为mm/min in/min 或脉冲当量/min；对于旋转轴，F的单位为度/min 或脉冲当量/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G20/G21/G22 的设定而为mm/r in/r。或脉冲当量/r 这个功能只在主轴装有编码器时才能使用。G94、 G95 为模态功能，可相互注销，G94 为缺省值。二、 有关坐标系和坐标的指令(一) 绝对值编程G90 与相对值编程G91的基本理论1、格式：G90G912、说明：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。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。G90 、G91 为模态功能可相互注销G90 为缺省值。G90、 G91 可用于同一程序段中但要注意其顺序所造成的差异。3、举例如图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。(二) 工件坐标系设定G92的基本理论1、格式：G92 X_Y_Z_A _2、说明：X 、Y 、Z、 A： 设定的工件坐标系原点到刀具起点的有向距离。(注意C 21的最大联动轴数为4。)G92 指令通过设定刀具起点对刀点与坐标系原点的相对位置，建立工件坐标系工件坐标系。一旦建立绝对值编程时的指令值就是在此坐标系中的坐标值。例2 使用G92 编程建立如图3.3.2 所示的工件坐标系。执行此程序段只建立工件坐标系刀具并不产生运动。G92 指令为非模态指令，一般放在一个零件程序的第一段。(三) 工件坐标系选择G54G59的基本理论1、格式：2、说明：G54G59 是系统预定的6 个工件坐标系(如图3.3.3) ，可根据需要任意选用，这6 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此工件坐标系原点的值。G54G59 为模态功能可相互注销G54 为缺省值3、举例：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。注意：使用该组指令前先用MDI 方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值(四) 局部坐标系设定G52基本理论1、格式：G52 X_Y_Z_A_2、说明：X 、Y 、Z、 A： 局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。G52 指令能在所有的工件坐标系(G92 G54G59)内形成子坐标系即局部坐标系如图3.3.5。含有G52 指令的程序段中，绝对值编程方式的指令值就是在该局部坐标系中的坐标值。设定局部坐标系后工件坐标系和机床坐标系保持不变。G52 指令为非模态指令。在缩放及旋转功能下，不能使用G52 指令，但在G52 下能进行缩放及坐标系旋转。(五) 直接机床坐标系编程G53的基本理论1、格式：G532、说明：G53 是机床坐标系编程，在含有G53 的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。G53 指令为非模态指令。(六) 坐标平面选择G17、 G18 、G19基本理论1、格式： G17G18G192、说明：G17 ：选择XY 平面G18： 选择ZX 平面G19： 选择YZ 平面该组指令选择进行圆弧插补和刀具半径补偿的平面。G17、 G18、 G19 为模态功能，可相互注销G17 为缺省值。注意：移动指令与平面选择无关，例如：指令G17 、G01 、Z10时Z 轴照样会移动。课题四：回参考点、刀具补偿及其它指令一、基本理论(一) 自动返回参考点G28基本理论1、格式：G28 X_Y_Z_A_2、说明：X 、Y、 Z、 A： 回参考点时，经过的中间点非参考点在G90 时为中间点在工件坐标系中的坐标；G91 时为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。一般G28 指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前应取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。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。电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下，指定G28 时，从中间点自动返回参考点，与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。G28 指令仅在其被规定的程序段中有效(二) G29基本理论1、格式：G29 X _Y_Z_A_2、说明：X、 Y、 Z、 A： 返回的定位终点在G90 时为定位终点在工件坐标系中的坐标；在G91 时为定位终点相对于G28 中间点的位移量。G29 可使所有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。G29 指令仅在其被规定的程序段中有效用G28 、G29 对图3.3.14 所示的路径编程：要求由A经过中间点B 并返回参考点，然后从参考点经由中间点B返回到C 并在C 点换刀。二、刀具补偿功能指令基本理论(一) G40 、G41 、G42基本理论1、格式：2、说明：G40 ：取消刀具半径补偿；G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿) 如图3.3.5(a)；G42 ：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿) 如图3.3.5(b)；G17 ：刀具半径补偿平面为XY 平面G18： 刀具半径补偿平面为ZX 平面G19 ：刀具半径补偿平面为YZ 平面X, Y, Z G00/G01 的参数即刀补建立或取消的终点注投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿；D G41/G42 的参数即刀补号码(D00D99) 它代表了刀补表中对应的半径补偿值；G40 、G41、 G42 都是模态代码可相互注销。注意：(1)刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；(2) 刀具半径补偿的建立与取消只能用G00 或G01 指令。3、举例：考虑刀具半径补偿，编制图3.3.16 所示零件的加工程序要求。建立如图所示的工件坐标系按箭头所指示的路径进行加工，设加工开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为10mm。注意： (1) 加工前，应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点(10，10 ，50)的对刀点处。(2) 图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。(二) 刀具长度补偿G43、 G44、 G49基本理论1、格式：2、说明：G17 ：刀具长度补偿轴为Z 轴；G18 ：刀具长度补偿轴为Y 轴；G19 ：刀具长度补偿轴为X 轴；G49： 取消刀具长度补偿；G43：正向偏置(补偿轴终点加上偏置值)；G44： 负向偏置(补偿轴终点减去偏置值)；X，Y，Z ，G00/G01 的参数即刀补建立或取消的终点；H， G43/G44 的参数即刀具长度补偿偏置号(H00H99)；它代表了刀补表中对应的长度补偿值；G43 、G44 、G49 都是模态代码可相互注销。3、举例： 考虑刀具长度补偿，编制如图3.3.17 所示零件的加工程序，要求建立如图所示的工件坐标系按箭头所指示的路径进行加工。%1050G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X120 Y80 M03 S600G43 Z.32 H01G01 Z.21 F300G04 P2G00 Z21X30 Y-50G01 Z.41G00 Z41X50 Y30G01 Z.25G04 P2G00 G49 Z57X.200 Y.60 M05 M30注意：(1) 垂直于G17/G18/G19 所选平面的轴受到长度补偿。(2) 偏置号改变时新的偏置值并不加到旧偏置值上。例如：设H01 的偏置值为20 H，02 的偏置值为30 。则：G90 G43 Z100 H01 Z 将达到120；G90 G43 Z100 H02 Z 将达到130。三、其他功能指令1、 暂停指令G04基本理论(1)、格式：G04 P_(2)、说明：P 暂停时间单位为s；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 指令的程序段时，先执行暂停功能，G04 为非模态指令仅在其被规定的程序段中有效。(3)、举例：编制图3.3.18 所示零件的钻孔加工程序。G04 可使刀具作短暂停留。以获得圆整而光滑的表面。如对不通孔作深度控制时，在刀具进给到规定深度后，用暂停指令使刀具作非进给光整切削然后退刀保证孔底平整。2、 准停检验G09基本理论(1)、格式：G09(2)、说明：一个包括G09 的程序段在继续执行下个程序段前，准确停止在本程序段的终点。该功能用于加工尖锐的棱角，G09 为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效。3、段间过渡方式G61、 G64(1)、格式： G61G64(2)、说明：G61 ：精确停止检验；G64 ：连续切削方式；在G61 后的各程序段编程轴都要准确停止在程序段的终点，然后再继续执行下一程序段。在G64 之后的各程序段编程轴刚开始减速时，未到达所编程的终点就开始执行下一程序段但在定位指令(G00 G60)或有准停校验(G09)的程序段中，以及在不含运动指令的程序段中进给速度仍减速到0才执行定位校验。G61 方式的编程轮廊与实际轮廓相符。G61与G09的区别在于G61 为模态指令。G64 方式的编程轮廓与实际轮廓不同其不同程度取决于F值的大小及两路径间的夹角F越大其区别越大。G61、 G64 为模态指令可相互注销，G64 为缺省值。(3)、举例：例1、编制如图3.3.19 所示轮廓的加工程序，要求编程轮廊与实际轮廓相符。例2、编制如图3.3.20 所示轮廓的加工程序，要求程序段间不停顿。单元三：进给控制指令及应用课题一：G00、G01的应用 一、基本理论（一）、快速定位G001、格式：G00 X_Y_Z_A_2、说明：X 、Y 、Z、 A ：快速定位终点，在G90 时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91 时为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。G00 指令中的快移速度由机床参数快“移进给速度”对各轴分别设定，不能用F 规定。G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。G00 为模态功能，可由G01、G02、G03 或G33 功能注销。注意：在执行G00 指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是，将Z 轴移动到安全高度，再放心地执行G00 指令。3、举例 如图3.3.6 所示，使用G00 编程：要求刀具从A 点快速定位到B 点。当X 轴和Y 轴的快进速度相同时，从A 点到B 点的快速定位路线为ACB，即以折线的方式到达B点，而不是以直线方式从AB。（二）、 线性进给G011、格式：G01 X_Y_Z_A_F_；2、说明：X Y Z A ：线性进给终点，在G90 时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91 时为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。G01 是模态代码，可由G00、G02、G03或G33功能注销。3、举例： 如图3.3.7 所示，使用G01 编程：要求从A 点线性进给到B 点（此时的进给路线是从AB 的直线）。二、仿真加工（四边形加工演示）课题二： 圆弧进给G02/G03应用一、基本理论1、格式：2、说明：G02：顺时针圆弧插补(如图3.3.8 所示)；G03：逆时针圆弧插补(如图3.3.8 所示)；G17：XY 平面的圆弧；G18：ZX 平面的圆弧；G19：YZ 平面的圆弧；X， Y，Z： 圆弧终点，在G90 时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标；在G91 时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；I, J, K ：圆心相对于圆弧起点的偏移值(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图3.3.9 所示) ，在G90/G91时都是以增量方式指定；R： 圆弧半径，当圆弧圆心角小于180 时，R 为正值，否则R 为负值F： 被编程的两个轴的合成进给速度。3、举例（1） 使用G02 对图3.3.10 所示劣弧a 和优弧b 编程。（2） 使用G02/G03 对图3.3.11 所示的整圆编程。注意：(1) 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向；(2) 整圆编程时不可以使用R， 只能用I、J，K；(3) 同时编入R 与I、J，K 时，R 有效。二、仿真加工（整圆加工演示）单元四：数控加工中心简化编程指令及应用课题一：镜像功能G24 G25一、基本理论：（一） 格式： G24 X_Y_Z_A_M98 P_G25 X_Y_Z_A_（二）说明：G24： 建立镜像；G25： 取消镜像X 、Y 、Z、 A： 镜像位置当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能。当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。G24、 G25 为模态指令，可相互注销，G25 为缺省值例。（三）实例： 使用镜像功能编制如图3.3.21 所示轮廓的加工程序：设刀具起点距工件上表面100mm ，切削深度5mm。%0024 ： 主程序G92 X0 Y0 Z0G91 G17 M03 S600M98 P100 ：加工G2 X0 ：Y 轴镜像镜像位置为X=0M98 P100 ：加工G24 Y0 ：X、 Y 轴镜像，镜像位置为(0 0)M98 P100 ：加工G25 X0 ：X 轴镜像继续有效，取消Y 轴镜像M98 P100 ： 加工G25 Y0 ：取消镜像M30%100 ：子程序( 的加工程序)：N100 G41 G00 X10 Y4 D01N120 G43 Z98 H01N130 G01 Z7 F300N140 Y26N150 X10N160 G03 X10 Y10 I10 J0N170 G01 Y10N180 X25N185 G49 G00 Z105N200 G40 X5 Y10N210 M99二、加工仿真课题二： 缩放功能G50 ，G51一、基本理论（一） 格式： G51 X_Y_Z_P_M98 P_G50（二）说明：G51： 建立缩放；G50： 取消缩放；X、 Y 、Z 缩放中心的坐标值；P： 缩放倍数G51 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，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。G51、 G50 为模态指令，可相互注销，G50 为缺省值。（三）实例：使用缩放功能编制如图3.3.22 所示轮廓的加工程序：已知三角形ABC 的顶点为A(10, 30) ，B(90, 30) ，C(50,1