数控技术区ch2程序编制

1、2.3 G指令编程应用与举例指令编程应用与举例2.5 NC指令详解指令详解 举例举例 前面已介绍有关程序编制的预备知识，这节将前面已介绍有关程序编制的预备知识，这节将通过通过一些编程实例，对编程方法和某些常用指令的用法作进一些编程实例，对编程方法和某些常用指令的用法作进一步介绍一步介绍，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产，尽管数控代码是国际通用的，但不同的生产厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必厂家一般都有自定的一些编程规则，因此，在编程前必须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编须认真阅读随机技术文件中有关编程说明，这样才能编制出正确的程序。制出正确的程序。 2.5

2、G指令编程应用与举例指令编程应用与举例一、与坐标系有关的指令一、与坐标系有关的指令 G90/G91、G92、G53G59、G17 G19 nG90/G91指令指令：G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。绝对坐标给定的。G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量又称增量坐标指令。坐标指令。 注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中

3、只允许用其中之一，而不能同时使用。程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无在缺省的情况下（即无G90G90又无又无G91G91）, ,默认是在默认是在G90G90状态下状态下。 nG92G92指令：坐标系设定的预置寄存指令，指定指令：坐标系设定的预置寄存指令，指定起始刀位点在工件坐标系的位置关系。起始刀位点在工件坐标系的位置关系。n它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。 使用绝对坐标编程时，必须先知道刀具相使用绝对坐标编程时，必须先知道刀具相对于工件的起始位置，即要知道工件坐标对于工件的起始位置，即要知道工件坐标系和机床坐标系的关系。系和

4、机床坐标系的关系。 2.5 G指令编程应用与举例指令编程应用与举例编程格式：编程格式： G92 X a_ Y_b Z_c_ a、b、c为刀具为刀具刀位点刀位点与工件与工件对刀点对刀点重合（即对好刀重合（即对好刀后），刀位点后），刀位点在工件坐标系中的坐标值在工件坐标系中的坐标值。CR30R20R5020f刀具运动轨迹工件轮廓XYZ第三节第三节 G指令编程应用与举例指令编程应用与举例nG53，G54G59：坐标系选择指令：坐标系选择指令G53选择机床坐标系（注销工件坐标移偏置），选择机床坐标系（注销工件坐标移偏置），只在程序块里有只在程序块里有 G53 命命令的地方起作用令的地方起作用 （FAN

5、UC 0i系统）。G54G59选择工件坐标系选择工件坐标系1工件坐标系工件坐标系6。除了使用。除了使用G92建立工件坐标建立工件坐标系外，还可通过系外，还可通过G54-G59在在6个预定的工件坐标系中选择当前工件坐标系。个预定的工件坐标系中选择当前工件坐标系。在使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标系的。这类指令是续效在使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标系的。这类指令是续效指令，缺省值是指令，缺省值是G53 。 注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（G90G90），在），在G91G91下无效。下无效。G54G59P1P2AB12815735

6、121020将机床原点与要设定将机床原点与要设定的工件零点的偏置坐的工件零点的偏置坐标值事先输入系统并标值事先输入系统并予以记忆，然后用予以记忆，然后用G54G54G59G59指令统一调用。指令统一调用。G54:P1G54:P1（X12X12，Y20Y20）G59:P2G59:P2（X35X35，Y7Y7）nG17，G18，G19指令指令 n坐标平面指定指令。坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规分别表示规定的操作在定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。坐标平面内。n程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统只有一个平面的加工

7、能力，可不必书写。若数控系统只有一个平面的加工能力，可不必书写。n这类指令为续效指令，这类指令为续效指令， 缺省值为缺省值为G17。 Z/XZ/X平面平面Y/ZY/Z平面平面X/YX/Y平面平面Y YX XZ Z二、快速定位指令二、快速定位指令 G00 G00编程格式：编程格式：G00 X_ Y_ Z_ ； 功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。对实际所对实际所走的路径不作严格要求，刀具与工件的运动轨迹由制造厂走的路径不作严格要求，刀具与工件的运动轨

8、迹由制造厂确定。确定。 注意：注意：G00G00的运动轨迹不一定是直线的运动轨迹不一定是直线。三、三、直线插补指令直线插补指令 G01 G01n编程格式：编程格式：G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_ ；n功能：指令多坐标（功能：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序坐标）以联动的方式，按程序段中规定的段中规定的合成合成进给速度进给速度f，使刀具相对于工件按直线，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标

9、值即为终点坐标。指定的坐标值即为终点坐标。nG01程序段中必须含有程序段中必须含有 f 指令，指令，G01和和 f 都是续效指令都是续效指令四、四、圆弧插补指令圆弧插补指令 G02 G02、 G03G03nG02：顺时针圆弧插补。：顺时针圆弧插补。nG03：逆时针圆弧插补。：逆时针圆弧插补。顺、逆方向判别规则：顺、逆方向判别规则： 向垂直于圆弧所在平面的坐标向垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向看，来判别圆弧的顺、逆轴的负方向看，来判别圆弧的顺、逆时针方向。时针方向。 G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZn编程格式编程格式：X X、Y Y、Z Z为圆弧的终点坐标值。在为圆

10、弧的终点坐标值。在G90G90状态，状态，X X、Y Y、Z Z中的两个坐标字为工件坐标系中的圆弧终点坐标。中的两个坐标字为工件坐标系中的圆弧终点坐标。在在G91G91状态，则为圆弧终点相对于起点的距离状态，则为圆弧终点相对于起点的距离。 I,J,K-I,J,K-确定圆心坐标圆心坐标确定圆心坐标圆心坐标( (增量值，与增量值，与G90G90和和G91G91无关无关 ) ) r- r-圆弧半径圆弧半径 ( (负值表示大于负值表示大于180180度圆弧度圆弧) )_;_03029190191817FRKJKIJIZYZXYXGGGGGGG圆心的位置通常有以下圆心的位置通常有以下2种方法：种方法：R

11、表示法：用半径表示法：用半径R带有符号的数值带有符号的数值来表示：来表示： AB180 ：R 0 R100； BA180 ：R 0 R-100 90 120 140R60R501006040OYX圆弧插补示例，加工轨迹如图圆弧插补示例，加工轨迹如图绝对编程方式：绝对编程方式： G92 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I-50.0G02 X120.0 Y60.0 I-50.0；或或 G92

12、 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 R50.0G02 X120.0 Y60.0 R50.0；增量编程方式：增量编程方式： G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0；或或 G91 G03 X-60.0 Y60.

13、0 R60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0； 五、刀具半径补偿指令五、刀具半径补偿指令 G40 G41 G42 G40 G41 G42n编程格式：编程格式：G00G01G02G03G17G41G42D XYG41 ：左刀补，即沿刀具前进方向看刀具偏在工件轮廓左边：左刀补，即沿刀具前进方向看刀具偏在工件轮廓左边G42 ：右刀补，即沿刀具前进方向看刀具偏在工件轮廓右边：右刀补，即沿刀具前进方向看刀具偏在工件轮廓右边G40：取消刀补：取消刀补 D： 偏置值寄存器

14、选用指令。偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号：刀具补偿偏置值寄存器号G40, G41, G41, D均为续效指令。均为续效指令。N01 G90 G54 G17 G00 G42 D01 X10 Y10 LFN02 G01 X30 F100 LFN03 G03 X40 Y20 I0 J-10 LFN06 Y10 LFN07 G00 G40 X0 Y0 M02 LFO工nG40G40、G43 G43 、G44G44指令指令刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 n编程格式：编程格式： D D ； 其中：其中： 为为X X、Y Y、Z Z中任何一个。中任何一个。 G43G43为刀具长度正补偿

15、。为刀具长度正补偿。G44G44为刀具长度负补偿。为刀具长度负补偿。 G40G40为取消刀具补偿为取消刀具补偿 D D为刀具长度偏差的存储地址为刀具长度偏差的存储地址4344GGG43: 刀具正偏置（伸长补偿），用于刀具长度比编程位置短时G44: 刀具负偏置（缩短补偿），用于刀具长度比编程位置长时四、其它指令四、其它指令nG04暂停指令暂停指令n功能：可使刀具作短时的无进给运动功能：可使刀具作短时的无进给运动 n编程格式：编程格式：G04 X(P, F)_n其中：其中：X, P, F其后的数值表示暂停的时间，单位为其后的数值表示暂停的时间，单位为ms （或秒）（或秒）;或者是刀具、工件的转数，

16、视具体数控系统而定。或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。n用途：用途：n用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工 n用作时间匹配，对于那些动作较长的操作，或者为了使某一操用作时间匹配，对于那些动作较长的操作，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。编写在一个编写在一个700 x320 x6的毛坯件上的毛坯件上加工出右图所示的零件的数控加加工出右图所示的零件的数控加工程序。工程序。选用刀具：选用刀具：2020铣刀，刀号：铣刀，刀号：0101，刀具长度为，刀具长度为设定值。设定值。1212钻

17、头，刀号：钻头，刀号：0202，刀具长度比，刀具长度比设定值长设定值长6mm6mm200n换刀程序编制办法n1)主轴回参考点和刀库选刀一起进行，选好刀具后进行换刀。n N02 G28 Z0 T02； Z轴回零，选T02号刀；n N03 M06 换上T02号刀n缺点：选刀时间大于回零时间时，需要占机选刀。n2)在Z轴回零换刀前就选好刀nN10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀nN11 G28 Z0 M06 Z轴回零，换T02号刀nN20 G01 Z_ F_ T03 直线插补，选T03号刀nN30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 顺圆弧插补n3)有的加工中心（T

18、H5632）换刀程序与上略不同nN10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀nnN30 G28 Z0 T03 M06 Z轴回零，换T02号刀，选T03号刀nN40 G00 Z1nN50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆弧插补2.6 程序编制中的数学处理数控系统自有的轮廓控制功能：直线（数控系统自有的轮廓控制功能：直线（G01G01）, ,圆弧圆弧（G02/03G02/03），抛物线（），抛物线（G06G06）等；不能完成任意曲线）等；不能完成任意曲线的加工。的加工。数学处理就是要利用现有的轮廓控制指令完成其它数学处理就是要利用现有的轮廓控制指令完成其它任意形状

19、的轮廓控制加工。任意形状的轮廓控制加工。 （用途：自动编程）（用途：自动编程）基点基点：就是直线段、圆弧段之间的交点和切点。：就是直线段、圆弧段之间的交点和切点。节点节点：当用直线或圆弧来逼进平面曲线轮廓时，逼：当用直线或圆弧来逼进平面曲线轮廓时，逼近直线或圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点称为节近直线或圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点称为节点。点。数学处理的过程就是求基点和节点的过程数学处理的过程就是求基点和节点的过程一、非园曲线的节点坐标计算一、非园曲线的节点坐标计算曲线方程曲线方程y=f(x)，用直线或圆弧逼近时，其，用直线或圆弧逼近时，其节点数目的节点数目的选择决定于选择决定于：（1）曲线的

20、特性（形状）曲线的特性（形状）（2）逼近曲线的形状）逼近曲线的形状（3）逼近误差（一般取零件公差的）逼近误差（一般取零件公差的1/51/10）原则原则：选用合适的逼近曲线形式，在保证逼近精度的前：选用合适的逼近曲线形式，在保证逼近精度的前提下，使节点数目尽可能少，程序段短，计算简单。提下，使节点数目尽可能少，程序段短，计算简单。2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理（一）（一）用直线逼近零件轮廓用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算曲线的节点计算 1、等间距直线逼近法、等间距直线逼近法 特点：使某一坐标的增量相等，特点：使某一坐标的增量相等，如直角坐标中如直角坐标中X坐标的增量相等，坐标的

21、增量相等，极坐标系中转角增量相等或直径增极坐标系中转角增量相等或直径增量相等。量相等。已知条件：已知条件：（1）曲线方程）曲线方程y=f(x) （2）允许误差）允许误差（3）坐标增量）坐标增量x x相等相等。求：求： x，进而求出节点。，进而求出节点。2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理步骤：步骤：（1）将按某一坐标增量等分坐标值，间距将按某一坐标增量等分坐标值，间距(x x)取决于曲线取决于曲线的曲率和允许误差；的曲率和允许误差；（2）按）按 y=f(x) 计算各节点值计算各节点值（3）验算最大逼近误差小于允差）验算最大逼近误差小于允差 允允：Y增量最大处，曲率半增量最大处，曲率

22、半径小处，拐点处线段。一般径小处，拐点处线段。一般 允取为零件公差的允取为零件公差的1/5-1/10（4）若误差不满足要求，减小）若误差不满足要求，减小x x则重新从（则重新从（1）开始。）开始。特点：计算简单，当曲线曲率变化大时，程序段数多。特点：计算简单，当曲线曲率变化大时，程序段数多。2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理过A1,A2点的直线l的方程为：而距直线l距离为允允的方程为:0CBYAX22BACBYAX允判断直线l和非圆曲线的解的情况：无解：有唯一解：有多解：2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理2 等步长直线逼近节点计算等步长直线逼近节点计算n特点：使每个

23、程序段的直线段长特点：使每个程序段的直线段长度相等，最大误差发生在零件轮度相等，最大误差发生在零件轮廓曲率半径最小处。廓曲率半径最小处。n已知条件：已知条件： （1）曲线方程）曲线方程y=f(x) （2）允许误差）允许误差 （3）逼近线段长）逼近线段长l相等。相等。 求：求： l，进而求出节点。，进而求出节点。2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理（3）以曲线起点以曲线起点A为圆心，作半径为为圆心，作半径为l的圆交的圆交y=f(x)曲线于曲线于B点，求得点，求得B点点坐标。坐标。（4）顺次以顺次以b,c,d,为园心，为园心，l长为半径作园，求各节点的坐标。长为半径作园，求各节点的坐标

24、。特点：特点：计算较等间距法复杂，但程序段数较少，适用于曲率变化不大的曲计算较等间距法复杂，但程序段数较少，适用于曲率变化不大的曲线。线。步骤：步骤：（1）先确定曲率半径最小处先确定曲率半径最小处Rmin；（2）确定允许步长确定允许步长l；允允min2minmin222)(2RRRl2.6程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理)1(R232yy0)1 (y3 2 2yyy求曲线y=f（x）的最小曲率半径Rmin取dR/dx=0, 即：关于x的方程，求解：x=x0将带入1式1，得Rmin，带入下式允允min2minmin222)(2RRRl2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理3、等

25、误差直线逼近法、等误差直线逼近法其特点是使每个直线段的逼近误差相等，并小于或等于其特点是使每个直线段的逼近误差相等，并小于或等于 允。允。n已知条件：已知条件： （1）曲线方程）曲线方程y=f(x) （2）允许误差）允许误差 （3）每次逼近产生的误差为）每次逼近产生的误差为 。求：求： 节点。节点。2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理)( )()()(PTPPTPPPTTPTTTxxxgyyxgyxxxfyyxfy（曲线方程）（曲线切线方程）（允差圆方程）（允差圆切线方程）步骤：步骤：（1）以以A点为圆心，确定允许误差点为圆心，确定允许误差 允允的圆方程的圆方程 （2）求求圆圆与曲

26、线公切线与曲线公切线PT的斜率的斜率K:为求为求YT，YP，XT，XP，需解下面的方程组：，需解下面的方程组： 222)()(bayyxxPTPTxxyyk2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理（3）求弦长求弦长ab方程，使方程，使ab平行于平行于MN,斜率为斜率为K （4）联立曲线和弦方程求得联立曲线和弦方程求得B点的坐标：点的坐标：（5）按上述步骤顺次求得按上述步骤顺次求得C，D，E.各节点的坐标各节点的坐标特点：特点：对于曲率变化较大的曲线，用等误差求得的节点数最少，但计对于曲率变化较大的曲线，用等误差求得的节点数最少，但计算稍复杂。算稍复杂。)(aaxxkyy)()(aaxx

27、kyyxfy和2.6 程序编制中的数学处理程序编制中的数学处理（二）（二）用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算 用圆弧去逼近工件的轮廓曲线，需求出每段的圆弧圆用圆弧去逼近工件的轮廓曲线，需求出每段的圆弧圆心、起点、终点的坐标值及圆弧段的半径，节点计算的依心、起点、终点的坐标值及圆弧段的半径，节点计算的依据仍是使圆弧段与工件轮廓曲线间的误差小于或等于据仍是使圆弧段与工件轮廓曲线间的误差小于或等于 允允。采用的方法有采用的方法有（1）曲率圆法）曲率圆法，彼此相交的圆弧逼近非圆曲线彼此相交的圆弧逼近非圆曲线 （2）三点圆法）三点圆法：通过已知三个节点求圆，并作为一个程序段。：通过已知三个节点求圆，并作为一个程序段。（3）相切圆法）相切圆法：通过已知四个节点分别作两个相切的圆，编出两个：通过已知四个节点分别作两个相切的圆，编出两个圆弧程序段。圆弧程序段。2.6程序编制中的数学处理程序编制中的数