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第三章数控机床编程实例 数控车床编程数控铣床编程加工中心编程 第一节数控车床编程指令 1 坐标的取法 Z轴 X轴 主轴轴线方向 径向方向 一 有关坐标的指令 正方向 刀具远离工件的方向 2 绝对值和增量值 绝对值 X Z 增量值 U W X 直径尺寸 Z 轴向尺寸 U 增量的两倍 W 增量值 3 可设定零点偏置 G54 G59 确定工件坐标系原点在机床坐标系的位置 4 加工程序原点偏置 G92 格式G92X Z 工件坐标系原点设定在工件左端面位置G92X200Z210工件坐标系原点设定在工件右端面位置G92X200Z100工件坐标系原点设定在卡爪前端面位置G92X200Z190 二 有关运动的指令 1 快速定位指令 G00 模态代码 指令格式G00X U Z W 指令说明 X Z后面的值为终点坐标值U W后面的值是现在点与目标点之间的距离与方向指令功能 表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点 例 如图所示 刀具从换刀点A 刀具起点 快速进给到B点 试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00程序段 增量坐标编程 G00U 60W 80 绝对坐标编程 G00X40Z122 2 直线插补指令 G01 模态代码 指令格式G01X U Z W F 指令功能G01指令使刀具以设定的进给速度从所在点出发 直线插补至目标点 指令说明X Z后面的值为终点坐标值U W后面的值是现在点与目标点之间的距离与方向F以F给定速度进行切削加工 在无新的F指令替代前一直有效 例 如图所示 设零件各表面已完成粗加工 试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00 G01程序段 绝对坐标编程 G00X18Z2A BG01X18Z 15F50B CG01X30Z 26C DG01X30Z 36D EG01X42Z 36E F增量坐标编程 G00U 62W 58A BG01 17 50 G01U12W 11 G01W 10 G01U12 3 圆弧插补指令 G02 G03 模态代码 指令格式 指令功能G02 G03指令表示刀具以 进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行圆弧插补 指令说明 1 G02为顺时针圆弧插补指令G03为逆时针圆弧插补指令 朝着圆弧所在平面的另一坐标轴的负方向看 顺为G02 逆为G03 2 X Z为圆弧终点坐标值U W为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量 3 R为圆弧半径 在0 180 R为正值 在180 360 R为负值 R编程只适用于非整圆的圆弧插补 4 圆弧中心地址I K确定 无论是绝对坐标 还是增量坐标 I K都采用增量值 圆心坐标I K是起点至圆心的矢量在X轴和Z轴上的分矢量 方向一致取正 相反为负 例 如图所示 走刀路线为A B C D E F 试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编程 绝对坐标编程G03X34Z 4K 4 或R4 F50A BG01Z 20B CG02Z 40R20C DG01Z 58D EG02X50Z 66I8 或R8 E F增量坐标编程G03U8W 4k 4 或 4 50A BG01W 16B CG02W 20R20C DG01W 18D EG02U16W 8I8 或R8 E F 4 螺纹切削指令 G32 指令说明 指令格式G32X U Z W F E 指令功能切削加工圆柱螺纹 圆锥螺纹和平面螺纹 3 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段 1和降速退刀段 2 1 F 公制螺纹的导程E 英制螺纹的导程 2 表示长轴方向的导程 如果 轴方向为长轴 为半径值 对于圆锥螺纹 其斜角 在450以下时 轴方向为长轴 斜角 在450 900时 轴方向为长轴 螺纹长度 螺纹有效长度L 1 2 1 2 5mm 2 0 5 1 例 如图所示 走刀路线为A B C D A 切削圆锥螺纹 螺纹导程为4mm 1 3mm 2 2mm 每次背吃刀量为 mm 切削深度为2mm G00X16G33X44W 45F4G00X50W45X14G33X42W 45F4G00X50W45 4 回换刀点指令 G24 G27 指令格式N10G24 G24沿X轴退刀到换刀点G25沿Z轴退刀到换刀点 G26先X向退刀再Z向退刀到换刀点G27先Z向退刀再X向退刀到换刀点 必须同时使用 G24 G25 G26 G27 指令格式G90X U Z W F 指令说明X Z表示切削终点坐标值 U W表示切削终点相对循环起点的坐标分量 F表示进给速度 1 直线切削循环指令 G90 单一循环 三 循环指令 2 锥面切削循环指令 G90 指令格式G90X U Z W I F 指令说明X Z表示切削终点坐标值 U W表示切削终点相对循环起点的坐标分量 F表示进给速度I锥面的起点和终点在轴方向上的增量值 例题如图所示 运用锥度切削循环指令编程 G90X40Z20I 5F30A B C D AX30A E F D AX20A G H D A 作业 4 组合面切削循环指令 G71 G73 轴向走刀轮廓切削循环指令 G71 指令格式G71A I K D F E S G71P Q I K D F E S 指令说明A调用子程序P QP起始段号Q结束段号IX轴向精车余量 直径值 KZ轴向精车余量D粗车进刀深度 半径值 F进给速度E斜面上的进给量 指令说明 1 每次切深D可按工艺要求设定 当实际总切深不是每次切深的整数倍时 系统自动调整粗加工循环的最后一刀切深 以确保精加工余量 2 固定循环完成后 刀具回到循环起点 3 精加工第一个程序段中 只允许G00X轴移动 Z轴不能有移动 指令功能切除棒料毛坯大部分加工余量 切削是沿平行Z轴方向进行 A为循环起点 A A B为精加工路线 例题如图所示 工艺设计规定 粗车时进刀深度为2mm 进给速度100mm min 主轴转速500r min 精加工余量为0 5mm x向 0 2mm z向 运用外圆粗加工循环指令编程 N010G92X150Z100N020G00X41Z0 快速到达循环起点 N030G71P40Q110I0 5K0 2D2F100S500N040G00X0Z0 Z轴未移动 N050G03X11W 5 5R5 5N060G01W 10N070X17W 10N080W 15N090G02X29W 7 348R7 5N100G01W 12 652N110X41 刀具自动返回循环起点A 径向走刀轮廓切削循环指令 G72 指令格式G72A I K D F E S G72P Q I K D F E S 指令说明A调用子程序P QP起始段号Q结束段号IX轴向精车余量KZ轴向精车余量D粗车进刀深度F进给速度E斜面上的进给量 指令功能切除棒料毛坯大部分加工余量 切削是沿平行X轴方向进行 A为循环起点 A A B为精加工路线 例题如图所示 工艺设计规定 粗车时进刀深度为1mm 进给速度100mm min 主轴转速500r min 精加工余量为0 1mm x向 0 2mm z向 运用端面粗加工循环指令编程 N010G92X150Z100N020G00X41Z1N030G72P40Q70I0 1K0 2F100S500N040G00X41Z 31N050G01X20Z 20N060Z 2N070X14Z1 平行工件轮廓切削循环指令 G73 指令格式G73A U W I K D F E S G73P Q U W I K D F E S 指令说明U WX轴和Z轴向粗车余量U 半径值 IX轴向精车余量KZ轴向精车余量D循环次数 粗车 指令功能适合加工铸造 锻造成型一类工件 例题 如图所示 粗车余量为18mm x向 5mm z向 进给速度100mm min 主轴转速500r min 精加工余量为0 5mm x向 0 5mm z向 循环次数为10次 运用固定形状切削复合循环指令编程 N010G92 100Z100N020G00 50Z10N030G73P40Q090U18W5D10I0 5K0 5F100S100N040G01X0Z1N050G03X12W 6 6N060G01W 10N070X20W 15N080W 13N090G02X34W 7R7N100G70P50Q100F30 精加工复合循环 G70 指令说明P表示指定精加工路线第一个程序段的顺序号Q表示指定精加工路线最后一个程序段的顺序号 指令格式G70P Q 指令功能用G71 G72 G73指令粗加工完毕后 可用精加工循环指令 使刀具进行A A B的精加工 螺纹车削循环指令 G76 指令格式G76X U Z W I J K H F E A D 指令说明X表示D点的X坐标值U表示由A点至D点的增量坐标值 Z表示D点Z坐标值 W表示由C点至D点的增量坐标值 I表示锥螺纹的半径差 k表示螺纹高度 方向半径值 D表示第一次走刀切削深度 F表示螺纹导程 A刀尖角 0 29 30 55 60 80 例题如图所示 工艺设计规定 运用螺纹切削复合循环指令编程 刀尖为60 螺纹高度为2 4mm 第一次切深取0 7mm 螺距为4mm 螺纹小径为33 8mm G00X60Z10G76X33 8Z 60I0K2 4H2F4A60D0 7 调用子程序指令 G22 指令格式G22A H G22P Q H G22A P Q G22A P 指令说明A调用子程序的子程序号P QP起始段号Q结束段号H循环次数循环结束用M02或RET结束子程序运行 四 参数编程 参数编程 程序段中地址符的数字由储存该数字的储存器地址所代替 例 N40G01X20Z 5F100 N40G01XAZBFC 其中A 20B 5C 100 参数地址用英文字母表示 即G L N O以外22个英文字母 1 数学运算2 程序跳转无条件跳转 指通过插入跳转指令来改变程序执行的顺序 跳转到指定的程序段 指令格式 GOTO 指令说明 指跳转到的指定程序段 条件跳转 用IF条件语句表示跳转 如果满足条件 则跳转到指定的程序段 指令格式 IF条件GOTO 指令说明 指跳转到的指定程序段 五 刀具补偿指令 刀号 补偿号 补偿号 用来存放刀具的几何补偿量和刀具磨损补偿量的寄存器的地址号 2 刀尖半径补偿 补偿的目的 就是解决刀尖圆弧可能引起的加工误差 假想刀尖的加工误差 刀尖与刀尖圆弧 1 几何 磨损补偿 T 刀尖圆弧半径补偿指令 指令格式G41 G42 G40 G01 G00 X U Z W 指令功能G41为刀尖圆弧半径左补偿 G42为刀尖圆弧半径右补偿 G40是取消刀尖圆弧半径补偿 指令说明顺着刀具运动方向看 刀具在工件的左边为刀尖圆弧半径左补偿 刀具在工指令说明件的右边为刀尖圆弧半径右补偿 只有通过刀具的直线运动才能建立和取消刀尖圆弧半径补偿 例题如图所示 运用刀具半径补偿指令编程 G00X20Z2快进至A0点G42G01X20Z0刀尖圆弧半径右补偿A0 A1Z 20A1 A2X40Z 40A2 A3 A4G40G01X80Z 40退刀并取消刀尖圆弧半径补偿A4 A5 数控铣床编程 数控铣床编程 第二节数控铣床编程指令 一 尺寸系统指令1 加工平面的指令 模态代码 G17 G18 G19 XY平面 XZ平面 YZ平面 2 绝对和增量方式编程指令 模态代码 G90 G91 绝对方式 增量方式 数控铣床主要能铣削平面 沟槽和曲面 还能加工复杂的型腔和凸台 指令格式G90G91 指令功能设定坐标输入方式 指令说明1 G90指令建立绝对坐标输入方式 移动指令目标点的坐标值X Y Z 表示刀具离开工件坐标系原点的距离 2 G91指令建立增量坐标输入方式 移动指令目标点的坐标值X Y Z 表示刀具离开当前点的坐标增量 2 绝对和增量方式编程指令 G21 G20 公制尺寸 英制尺寸 4 工件坐标系的确定指令格式G92X Y Z 1 在机床上建立工件坐标系 也称编程坐标系 2 坐标值X Y Z为刀具刀位点在工件坐标系中的坐标值 也称起刀点或换刀点 3 公制和英制尺寸 指令功能设定工件坐标系 指令说明 G54设定工件坐标系 G92设定工件坐标系 1 快速点定位G00指令 指令格式G00X Y Z 指令说明1刀具以各轴内定的速度由始点 当前点 快速移动到目标点 2刀具运动轨迹与各轴快速移动速度有关 3刀具在起始点开始加速至预定的速度 到达目标点前减速定位 二 基本运动指令 指令功能快速点定位 指令格式G01X Y Z F 指令功能直线插补运动指令说明1刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点 2F代码是模态代码 在没有新的F代码替代前一直有效 3各轴实际的进给速度是F速度在该轴方向上的投影分量 4用G90或G91可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程 2 直线插补G01指令 例题 刀具从A点直线插补至B点 使用绝对坐标与增量坐标方式编程 G90G01X60Y30F200G91G01X40Y20F200 3 圆弧插补指令 G02G03 指令格式 1从圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去 顺时针方向为G02 逆时针方向为G03 2F规定了沿圆弧切向的进给速度 3X Y Z为圆弧终点坐标值 如果采用增量坐标方式G91 X Y Z表示圆弧终点相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量 指令说明 4I J K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量 与G90或G91的定义无关 5R是圆弧半径 当圆弧所对应的圆心角为0 180 时 R取正值 圆心角为180 360 时 R取负值 6I J K的值为零时可以省略 7在同一程序段中 如果I J K与R同时出现则R有效 XY插补平面 XZ插补平面 YZ插补平面 例题 如图所示 设起刀点在坐标原点O 刀具沿A B C路线切削加工 使用绝对坐标与增量坐标方式编程 绝对坐标编程G92X0Y0G90G17G00X200Y40M03S500G03X140Y100I 60 或R60 F100G02X120Y60I 50 或R50 G00X0Y0M05M02 增量坐标编程G92X0Y0G91G17G00X200Y40M03S500G03X 60Y60I 60 或R60 F100G02X 20Y 40I 50 或R50 G00X 120Y 60M05M02 例题 如图所示 起刀点在坐标原点O 从O点快速移动至A点 逆时针加工整圆 使用绝对坐标与增量坐标方式编程 绝对坐标编程G92X0Y0G90G00X30Y0G03I 30J0F100G00X0Y0增量坐标编程G92X0Y0G91G00X30Y0G03I 30J0F100G00X 30Y0 指令功能刀具作短暂的无进给光整加工指令说明1地址码X可用小数 单位为S 2地址码P只能用整数 单位为ms 3G04程序段必须单独在一段中 该段中不允许有其他指令 4 暂停G04指令 指令格式 G04 P X 三 刀具补偿指令 1 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 指令格式 指令说明1X Y 表示刀具移动至工件轮廓上点的坐标值 2H 或D 为刀具半径补偿寄存器地址符 寄存器存储刀具半径补偿值 3G41左补偿 G42右补偿 4通过G00或G01运动指令建立刀具半径补偿 指令格式 X Y G01 G40 G00 指令说明1X Y 表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿点坐标值 2通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿 3G40必须和G41或G42成对使用 例题 如图所示 刀具由O点至A点 采用刀具半径左补偿指令G41后 刀具将在直线插补过程中向左偏置一个半径值 使刀具中心移动到B点 G41G01X50Y40F100H01 G40G00X0Y0 2 刀具长度补偿指令 G54 G55 G56 指令格式 Y H G55 G54 G56 指令说明 H为刀具长度补偿代码 后面两位数字是刀具长度补偿寄存器的地址符 X H Z H G53 注销长度补偿 例题 如图所示 图示中A点为刀具起点 加工路线为1 2 3 4 5 6 7 8 9 要求刀具在工件坐标系零点Z轴方向向下偏移3mm 按增量方式编程 N01G91G00X70Y45M03S800N02 G00 G56Z 22H01N03G01Z 18F100M08N04G04X5N05G00Z18N06G01X30Y 20N07Z 33F100N08G00Z55M09N09X 100Y 25N10M30 四 调用子程序指令 M98 M99 指令格式 M98 P L M99 五 简化编程的指令 1 镜像功能指令G24 G25 模态代码 指令格式 G24 X Y Z M98 P G25 X Y Z 指令说明 G24建立镜像 G25取消镜像 例题 10主程序N01G91G17M03S500N02M98P100N03G24X0N04M98P100N05G25X0N06G24X0Y0N07M98P100N08G25X0Y0N09G24Y0N10M98P100N11G25Y0N12M05N13M30 100子程序N100G41G00X10Y4D01N110Z 98N120G01Z 7F100N130Y26N140X10N150G03X10Y 10I10N160G01Y 10N170X 26N180G00Z105N190G40X 4Y 10N200M99 2 缩放功能指令G50 G51 模态代码 指令格式 G51 X Y Z P M98 P G50 指令说明 1G51指定缩放开 G50指定缩放关 2X Y Z为缩放中心坐标值 3P为缩放倍数4M98P 调用的子程序是G51缩放的对象 5缩放不能用补偿量 并对A B C U V W轴无效 例题 如图所示的三角形 顶点A 30 40 B 70 40 C 50 80 若D 50 50 为中心放大2倍 则缩放程序为 G51X50Y50P2 例题 用直径为5mm的立铣刀 加工如图所示零件 其中方槽的深度为5mm 圆槽的深度为4mm 外轮廓厚度为10mm O1100N010G90G92X0Y0Z20N020G00X40Y0Z2S800M03N030M98O1010N040G00Z2N050X15Y0N060M98O1020N070G00Z2N080X60Y 60N090M98O1030 N100G00Z20N110X0Y0M05N120M30O1010N010G01Z 5F100N020X0Y 40N030X 40Y0N040X0Y40N050X40Y0M99O1020N010G01Z 4F150N020G02X15Y0R15N030M99 O1030N010G00Z 10N020G41G01X35Y 50F80H05N030X 30N040G02X 50Y 30R20N050G01Y35N060G03X 35Y50R15N070G01X30N080G02X50Y30R20N090G01Y 35N100G03X 35Y 50R15N110G40G01X 60Y 60N120M99 执行G43时 Z实 Z指令 H中的偏置值执行G44时 Z实 Z指令 H中的偏置值 作业 第三节加工中心编程指令 数控加工中心具有刀库和自动换刀机构 适合箱体 模具型腔 拨叉等非回转体工件的加工 加工中心 立式 卧式 以立式为例讨论 一 与坐标系有关的指令1 加工中心的坐标系加工中心一般都采用多轴联动控制 X Y Z O 2 机床原点和工件原点的设定 机床原点 一般设在机床最大加工范围内平面的左上角 工件原点 由编程人员可在工件的适当位置上确定 3 工件坐标系设定指令 G92 4 尺寸单位 G20 G21 G20 G21 英制单位 公制单位 模态代码 5 绝对值 增量值 G90 G91 G90 G91 绝对值 增量值 模态代码 6 平面选择 G17 G18 G19 G17 G18 G19 XY平面 XZ平面 YZ平面 二 基本运动指令 1 快速定位 G00 指令格式 G00X Y Z 指令说明 1X Y Z后面为终点坐标值 2刀具所经过的路径不作严格的要求 可直线可折线 2 直线插补 G01 指令格式 G01X Y Z F 3 圆弧插补 G02 G03 指令格式 三 刀具补偿指令 1 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 指令格式 指令格式 2 刀具长度补偿指令 G43 G44 G49 四 固定循环指令 固定循环主要指孔的循环 包括钻孔 镗孔攻丝等 一 固定循环功能概述 1 固定循环指令 G73 高速深孔往复排屑钻 G74 攻左螺纹 G76 精镗 G81 钻孔 G82 钻孔 G83 深孔排屑 G84 攻右螺纹 G85 镗削 G86 镗削 G88 镗削 G89 镗削 G87 背镗 2 固定循环的动作组成 6个动作组成 X Y坐标定位快进到R点加工孔孔底动作返回到R点返回到初始点 R点 Z值 初始点 注 固定循环只能使用在X Y平面上 Z坐标仅作孔加工的进给 上述动作 的进给速度由F决定 动作 的进给速度按固定循环规定决定 3 固定循环的代码组成 三组代码 数据格式代码G90 G91 返回点代码 孔加工方式代码G73 G89 G98返回初始点 G99返回R点 4 固定循环指令组的书写格式 指令说明 1 G 是指G73 G892 X Y指孔在XY平面的坐标位置3 Z指定孔底的坐标值 增量方式时 是R点到孔底的距离 绝对方式时 是孔底的Z坐标值 4 R 增量值 初始点到R的距离 绝对值 R点的坐标值 5 Q G73 G83 指定每次进给的深度 G76 G87 指定刀具的位移量 6 P是指刀具在孔底暂停的时间 最小单位为1ms 7 F是指切削进给的进给率 8 L是指固定循环次数 9 G73 G89 Z R P Q F为模态代码 10 G80是指固定循环取消代码 二 固定循环指令 1 高速深孔往复排屑钻G73主要用于高速钻孔 指令格式 G73X Y Z R Q F 2 攻左螺纹G74 指