数控编程基础知识

1、第第6章章 数控编程的数控编程的基础知识基础知识6-1 数控程序的基础数控程序的基础一、数控加工程序一、数控加工程序所谓数控加工程序，就是一个零件在所谓数控加工程序，就是一个零件在NCNC机机床上的床上的加工顺序加工顺序、刀具移动的轨迹刀具移动的轨迹以及以及加加工工艺参数工工艺参数和和辅助功能辅助功能等信息，用字母代等信息，用字母代码和数字以一定的格式编写出来。码和数字以一定的格式编写出来。某零件某零件FANUCFANUC系统程序系统程序%;%;O100;O100;N001 G50 X150. Z200. ;N001 G50 X150. Z200. ;N002 M04 S600 ;N002 M

2、04 S600 ;N003 G00 X76. Z46 . ;N003 G00 X76. Z46 . ;N004 G01 X74.9 F0.2 ;N004 G01 X74.9 F0.2 ;N005 Z38.58 ;N005 Z38.58 ;N006 G02 X90.844 Z12.263 R23.15 ;N006 G02 X90.844 Z12.263 R23.15 ;N007 X118.44 Z12.263N007 X118.44 Z12.263R43.399 ;R43.399 ;N008 G01 X119.34 ;N008 G01 X119.34 ;N009 G00 X150. Z200 .

3、 ;N009 G00 X150. Z200 . ;N010 M05 ;N010 M05 ;N011 M30 ;N011 M30 ;% %二、加工程序的结构和程序段格式二、加工程序的结构和程序段格式1.1.程序段的结构程序段的结构一个完整的程序是由若干程序段组成的。一个完整的程序是由若干程序段组成的。程序段是一个完整的机床控制信息，表示机程序段是一个完整的机床控制信息，表示机床的一种操作。床的一种操作。2.2.程序段的格式程序段的格式 程序段格式是指程序段中字母、数字和符号程序段格式是指程序段中字母、数字和符号的规定排列形式。的规定排列形式。目前国内外广泛采用目前国内外广泛采用字地址程序段格式字

4、地址程序段格式。 字地址格式字地址格式：特点：每个程序段都由若干个字组成。特点：每个程序段都由若干个字组成。每个字都由英文字母和随后的数字组成，每个字都由英文字母和随后的数字组成，它代表数控系统的一个具体指令。它代表数控系统的一个具体指令。字地址格式又称为可变程序段格式。字地址格式又称为可变程序段格式。除地址格式外还有固定程序段格式，但较除地址格式外还有固定程序段格式，但较为少见。为少见。 3.3.字地址的分类字地址的分类 按功能分类：按功能分类：（1 1）加工顺序字：）加工顺序字： N N（2 2）准备功能字：）准备功能字： G G（3 3）坐标位置字：）坐标位置字： X Y ZX Y Z（

5、4 4）工艺参数字：）工艺参数字： F F、S S、T T（5 5）辅助功能字：）辅助功能字： M M按作用范围分类：按作用范围分类：（1 1）续效字：指令在被同组的其它指令）续效字：指令在被同组的其它指令取代或被注销以前，共功能一直有效，取代或被注销以前，共功能一直有效，也称为模态指令。如也称为模态指令。如F F、S S、G01G01等。等。（2 2）非续效字：仅在出现的程序段中起）非续效字：仅在出现的程序段中起作用，也称为非模态指令。如作用，也称为非模态指令。如G04G04、M00M00。 +Y +B +C +X +Z +A三、三、NCNC加工中的坐标系加工中的坐标系坐标轴与运动方向坐标轴

6、与运动方向 标准坐标系采用右手直角标准坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系。它规定直角坐标它规定直角坐标X X、Y Y、Z Z三者关系及其正方向用右三者关系及其正方向用右手定则判定，绕手定则判定，绕X X、Y Y、Z Z轴的回转运动及其正方向轴的回转运动及其正方向+A+A、+B+B、+C+C分别用右手螺分别用右手螺旋法则判定。旋法则判定。通常有如下的规定通常有如下的规定: :Z Z轴轴: :与机床主轴平行或重合。与机床主轴平行或重合。 Z Z轴正方向为远离工件的方向。轴正方向为远离工件的方向。 X X轴轴: :主要进给方向。主要进给方向。X X轴正方向为远离工件的方向。轴正方向为远离工

7、件的方向。Y Y轴：由右手法则判定。轴：由右手法则判定。数控车床数控车床数控铣床数控铣床 2.2.坐标数与多坐标加工坐标数与多坐标加工坐标数是指数控机床有几个方向采用了坐标数是指数控机床有几个方向采用了数字控制。数字控制。 如一台数控车如一台数控车床，其床，其X X和和Z Z方方向采用了数字向采用了数字控制，则它是控制，则它是一台两坐标数一台两坐标数控车床。控车床。 如图其如图其X X、Y Y、Z Z三个方向都采用三个方向都采用了数字控制，则了数字控制，则它是一台三坐标它是一台三坐标数控铣床。数控铣床。 多坐标加工是指数控系统能同时控制几多坐标加工是指数控系统能同时控制几个坐标联动。个坐标联动

8、。四、程序编制的指令代码四、程序编制的指令代码不论何种数控机床的加工，都是将代表不论何种数控机床的加工，都是将代表着各种不同功能的指令代码输入至数控着各种不同功能的指令代码输入至数控装置，经过转换与处理来控制机床的各装置，经过转换与处理来控制机床的各种操作。因此，编程人员必须熟悉有关种操作。因此，编程人员必须熟悉有关指令代码的基本知识。指令代码的基本知识。下面介绍的指令是常用的重要的指令，掌下面介绍的指令是常用的重要的指令，掌握这些指令代码的使用是程序编制的前提。握这些指令代码的使用是程序编制的前提。在数控机床上加工零件是自动实现的，它在数控机床上加工零件是自动实现的，它是由程序中的两类功能指

9、令来实现的。这是由程序中的两类功能指令来实现的。这就是：就是：准备功能准备功能G G指令指令辅助功能辅助功能M M指令指令1.1.准备功能指令准备功能指令 G G指令指令（1 1）与刀具运动有关的）与刀具运动有关的G G代码代码G00G00快速定位指令快速定位指令格式：格式：G00 X_ Y_ Z_G00 X_ Y_ Z_执行这段程序，命令刀具快速移到该位置。执行这段程序，命令刀具快速移到该位置。速度的大小由系统预先设定。速度的大小由系统预先设定。G01G01直线插补指令直线插补指令格式：格式：G01 X_ Y_ Z_ F_G01 X_ Y_ Z_ F_执行这段程序，命令刀具以指定的进给速执行

10、这段程序，命令刀具以指定的进给速度值进行直线插补运动。度值进行直线插补运动。G02G02、G03G03圆弧插补指令圆弧插补指令G02G02：顺时针方向：顺时针方向 G03G03：逆时针方向：逆时针方向格式格式: G02: G02（G03G03）X_ Y_ Z_ I_ X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_J_ K_ F_格式格式：G02G02（G03G03）X_ Y_ Z_ R_ F_X_ Y_ Z_ R_ F_说明：说明： I I、J J、K K分别为圆弧的起点到圆心的分别为圆弧的起点到圆心的矢量在矢量在X X、Y Y、Z Z轴上的投影。轴上的投影。 R R为圆弧半径：为圆弧半径：圆心角圆

11、心角180180 ，R R值为正号；值为正号； 180180 圆心角圆心角360360 ，R R值为负号。值为负号。使用圆弧插补指令应注意：使用圆弧插补指令应注意：（1 1）G02G02、G03G03插补指令只能在坐标平面内进行。插补指令只能在坐标平面内进行。（2 2）顺、逆方向规定：）顺、逆方向规定：沿与圆弧所在平面相沿与圆弧所在平面相垂直坐标轴的负方向垂直坐标轴的负方向看去，刀具相对于工看去，刀具相对于工件的转动方向是顺时件的转动方向是顺时针方向为针方向为G02G02，否则，否则为为G03G03。车床加工车床加工 铣床加工铣床加工G04G04暂停指令暂停指令命令刀具暂停进给。命令刀具暂停进

12、给。格式：格式：G04 X_ G04 X_ 或或G04 F_G04 F_（不同系统选用不同的字地址）（不同系统选用不同的字地址）G04 X4G04 X4刀具停止送进，暂停刀具停止送进，暂停4 4秒后继续；秒后继续；G04 P4G04 P4刀具停止送进，暂停刀具停止送进，暂停0.0040.004秒后继续；秒后继续； （2 2）与坐标字有关的）与坐标字有关的G G代码代码 G90G90绝对尺寸指令绝对尺寸指令（系统缺省时默认为绝对尺寸状态）（系统缺省时默认为绝对尺寸状态）所有点的坐标均以原点为基准计量的坐标所有点的坐标均以原点为基准计量的坐标系称为系称为绝对坐标系。绝对坐标系。绝对坐标值是相对编绝

13、对坐标值是相对编程零点的坐标值。程零点的坐标值。G90G90表示程序段的坐标字按绝对坐标编程表示程序段的坐标字按绝对坐标编程G91G91增量尺寸指令增量尺寸指令运动轨迹终点坐标以其起点为基准计量运动轨迹终点坐标以其起点为基准计量的坐标系称为的坐标系称为增量坐标系增量坐标系（亦称相对坐（亦称相对坐标系）。增量坐标值是刀具运动的终点标系）。增量坐标值是刀具运动的终点相对于起始点的坐标值增量。相对于起始点的坐标值增量。G91G91表示程序段的坐标字是按增量坐标表示程序段的坐标字是按增量坐标编程。编程。坐标平面指令坐标平面指令G17G17指定指定X-YX-Y平面平面（系统缺省时默认为（系统缺省时默认为

14、X-YX-Y平面）平面）G18G18指定指定Z-XZ-X平面平面G19G19指定指定Y-ZY-Z平面平面该指令是在作直线与圆弧插补及刀具补该指令是在作直线与圆弧插补及刀具补偿时指定的。偿时指定的。公英制选择指令（缺省时默认为公制）公英制选择指令（缺省时默认为公制）G21G21公制公制G20G20英制英制对一些系统，对一些系统，1010与与10.10.代表不同的含义。代表不同的含义。10.=10mm10.=10mm10=1010=10个脉冲当量个脉冲当量=0.1mm=0.1mm（若脉冲当量为（若脉冲当量为0.01mm/0.01mm/脉冲）脉冲）因此，有时须注意采用小数点编程。因此，有时须注意采用

15、小数点编程。 编程举例编程举例直线插补直线插补绝对坐标编程绝对坐标编程N002 G90 G00 X10 Y25 N002 G90 G00 X10 Y25 N003 G01 X50 Y30 F150N003 G01 X50 Y30 F150增量坐标编程增量坐标编程N002 G91 G00 X10 Y25N002 G91 G00 X10 Y25N003 G01 X40 Y5 F150N003 G01 X40 Y5 F150G01G00XY0AB10502530圆弧插补圆弧插补绝对坐标编程：绝对坐标编程：G90 G02 X58 Y50 G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F150;I18

16、J8 F150;增量坐标编程：增量坐标编程：G91 G02 X26 Y18 G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F150;I18 J8 F150;绝对坐标编程：绝对坐标编程：G90 G02 (G03) X45 Y24 I-17 J0 F300; G90 G02 (G03) X45 Y24 I-17 J0 F300; 增量坐标编程：增量坐标编程：G91 G02(G03) X0 Y0 I-17 J0 F300 ;G91 G02(G03) X0 Y0 I-17 J0 F300 ;辅助功能指令代码辅助功能指令代码M M代码代码M00M00程序暂停程序暂停以便手动换刀，测量等工作，重新按下以便

17、手动换刀，测量等工作，重新按下“启动按钮启动按钮”，程序继续执行。，程序继续执行。M01M01计划中停计划中停与与M00M00相似相似, ,但需要接通但需要接通“任选开关任选开关”，此命令才有效。此命令才有效。M02M02程序结束程序结束放在最后一个程序段中，以表示加工结放在最后一个程序段中，以表示加工结束，并使数控系统处于复位状态。束，并使数控系统处于复位状态。M30M30程序结束程序结束与与M02M02功能相似，但返回程序的开始状态。功能相似，但返回程序的开始状态。M03M03、M04M04、M05M05分别为主轴正转、反转、停转分别为主轴正转、反转、停转所谓主轴正转：即沿正所谓主轴正转：

18、即沿正Z Z方向看去，主轴顺时方向看去，主轴顺时针方向旋转。针方向旋转。所谓主轴反转：即沿正所谓主轴反转：即沿正Z Z方向看去，主轴逆时方向看去，主轴逆时针方向旋转。针方向旋转。M07M07、M08M08、M09M09分别命令冷却液雾开、分别命令冷却液雾开、液状开、冷却液关。液状开、冷却液关。M06M06换刀指令换刀指令3.3.工艺参数字工艺参数字F F进给功能字进给功能字FANUCFANUC系统的系统的F F表示为：表示为： F200F200（进给量为（进给量为200mm/min200mm/min）S S主轴转速功能字主轴转速功能字无级变速的数控机床，可将要求的转速无级变速的数控机床，可将要

19、求的转速值直接编入程序中。如值直接编入程序中。如S95S95表示主轴转速表示主轴转速为为95r/min95r/min。对于带有变速齿轮主传动的。对于带有变速齿轮主传动的数控机床，应参照说明书使用。数控机床，应参照说明书使用。T T刀具功能字刀具功能字用来选择刀具和刀补值。用来选择刀具和刀补值。6-2 机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系 一、机床零点与机床坐标系一、机床零点与机床坐标系机床零点或称机床原点是制造厂商设置在机床机床零点或称机床原点是制造厂商设置在机床上的一个物理位置，是机床运动坐标计数的起上的一个物理位置，是机床运动坐标计数的起始点。始点。机床坐标系建立在机床原点之上，是

20、机床上固机床坐标系建立在机床原点之上，是机床上固有的坐标系。有的坐标系。机床参考点是制造厂商在机床上设置的一个物机床参考点是制造厂商在机床上设置的一个物理位置。理位置。“参考点参考点”与与“机床原点机床原点”可以重合，可以重合，也可以不重合。通常在这个位置进行换刀。也可以不重合。通常在这个位置进行换刀。二、工件零点与工件坐标系二、工件零点与工件坐标系工件坐标系（或叫编程坐标系）是编程人员工件坐标系（或叫编程坐标系）是编程人员在编程时建立的一个新坐标系。在这个坐标在编程时建立的一个新坐标系。在这个坐标系内编程可以简化坐标计算，便于数学处理。系内编程可以简化坐标计算，便于数学处理。编程原点的选择原

21、则：编程原点的选择原则：尽量与设计基准重合，而且便于测量其在机尽量与设计基准重合，而且便于测量其在机床坐标系上的坐标值。床坐标系上的坐标值。 在数控机床的程序编制中，为了方便编在数控机床的程序编制中，为了方便编程，一律假定工件不动，全部用刀具运程，一律假定工件不动，全部用刀具运动的坐标编制程序，即用动的坐标编制程序，即用X X、Y Y、Z Z、A A、B B、C C在图纸上编程。在图纸上编程。编程坐标系，也称为加工坐标系。它与编程坐标系，也称为加工坐标系。它与前面介绍的机床坐标系（即笛卡尔确定前面介绍的机床坐标系（即笛卡尔确定的坐标系）其方向是一致的。的坐标系）其方向是一致的。三、工件坐标系设

22、定指令三、工件坐标系设定指令（用以确定工件零点的位置）（用以确定工件零点的位置）G92G92确定刀具当前点在工确定刀具当前点在工件坐标系下的坐标值。件坐标系下的坐标值。格式：格式：G92 X_Y_Z_G92 X_Y_Z_例例1 1：N001 G92 X30 Y30 N001 G92 X30 Y30 Z25Z25；例例2 2：N001 G92 X300 N001 G92 X300 Z400Z400；xyz工件零点指令点303025G54G54G59G59零偏指令零偏指令含义：用以确定工件零点与机床原点含义：用以确定工件零点与机床原点之间的距离。零偏指令需通过操作面之间的距离。零偏指令需通过操作面

23、板或纸带输入。板或纸带输入。例例1.1.已知程序开始时，刀具处于机床原点已知程序开始时，刀具处于机床原点“O”O”（如图），要求对（如图），要求对FANUCFANUC6M6M系统编程：系统编程：(O(O为机床原点为机床原点A A为编程零点为编程零点) )ZYXA10英寸英寸5英寸英寸写出程序段表示，先以写出程序段表示，先以A A点为参考点建立加工点为参考点建立加工坐标系，然后快移至坐标系，然后快移至A A点。点。写出程序段表示，先快写出程序段表示，先快移至移至A A点，再以点，再以A A点为参点为参考点建立加工坐标系。考点建立加工坐标系。若使用固定偏置若使用固定偏置0101，其，其中存数中存数

24、X X、Y Y、Z Z应何值。应何值。第一种方法：第一种方法：用用G92G92编程：编程：NxxNxx G20 G90 G20 G90；（建立英制，绝对坐标）；（建立英制，绝对坐标）NxxNxx G92 X10 Y5 Z0 G92 X10 Y5 Z0；NxxNxx G00 X0 Y0 Z0 G00 X0 Y0 Z0；第二种方法：第二种方法：NxxNxx G20 G90 G20 G90；NxxNxx G00 X-10 Y-5 Z0 G00 X-10 Y-5 Z0；NxxNxx G92 X0 Y0 Z0 G92 X0 Y0 Z0；第三种方法：第三种方法：用用G54G54编程：编程：NxxNxx G

25、20 G90 G20 G90； NxxNxx G54 G00 X0 Y0 Z0 G54 G00 X0 Y0 Z0；这时固定偏置这时固定偏置0101内存值为：内存值为：x= -10 x= -10，Y=-5Y=-5，Z=0Z=0。6-3 刀具半径补偿与长度补偿刀具半径补偿与长度补偿 刀具补偿是使数控系统的控制对象由指令点变换刀具补偿是使数控系统的控制对象由指令点变换到刀尖或刀刃边缘。到刀尖或刀刃边缘。为方便编程和不改变已制备好的程序，只需将刀为方便编程和不改变已制备好的程序，只需将刀具尺寸值或变化值输入数控系统，系统就可自动具尺寸值或变化值输入数控系统，系统就可自动地对刀具尺寸变化进行补偿，自动生

26、成指令点的地对刀具尺寸变化进行补偿，自动生成指令点的运动轨迹。运动轨迹。刀具补偿可分为半径补偿和长度补偿。刀具补偿可分为半径补偿和长度补偿。 不同刀具补偿示意图不同刀具补偿示意图 YZXAABBPL1刀架参考点PXzoffXOFF/2刀架参考点1#2#3#PPrS刀架参考点zoffXOFF/2YZXAABBPL1刀架参考点PXzoffXOFF/2刀架参考点1#2#3#PPrS刀架参考点zoffXOFF/2一、刀具半径补偿一、刀具半径补偿加工内轮廓加工内轮廓 加工外轮廓加工外轮廓刀具半径补偿刀具半径补偿1.1.与刀具补偿有关的与刀具补偿有关的G G指令指令刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G41G

27、41、G42G42、G40G40刀具左偏刀具左偏补偿量补偿量刀具前进方向刀具前进方向刀具旋转方向刀具旋转方向在前进方向左侧在前进方向右侧 (a)左刀补 (b)右刀补G41G41刀具左偏指令刀具左偏指令沿着刀具运动方沿着刀具运动方向看去，刀具中向看去，刀具中心向零件轮廓的心向零件轮廓的左侧偏移。左侧偏移。G42G42刀具右偏指令刀具右偏指令沿着刀具运动方向看沿着刀具运动方向看去，刀具中心向零件去，刀具中心向零件轮廓的右侧偏移。轮廓的右侧偏移。 G40G40刀具半径补偿注销刀具半径补偿注销指令指令（使（使G41G41或或G42G42无效）无效）刀具右偏刀具右偏补偿量补偿量刀具前进方向刀具前进方向刀

28、具旋转方向刀具旋转方向在前进方向左侧在前进方向右侧 (a)左刀补 (b)右刀补刀具半径补偿的执行过程可分为建立刀补、执行刀具半径补偿的执行过程可分为建立刀补、执行刀补和撤销刀补三个步骤。刀补和撤销刀补三个步骤。（1 1）建立刀补）建立刀补G00G00（G01G01）G41G41（G42G42）D- X- Y- D- X- Y- （F-F-）；）；刀补启动程序段不能用刀补启动程序段不能用G02G02或或G03G03，也不能用在非，也不能用在非运动功能程序段中。运动功能程序段中。其中其中“D-”D-”表示刀具半径补偿值存贮地址，一般表示刀具半径补偿值存贮地址，一般为为00009999。 当启动后是

29、圆弧插补时，则用坐标点处圆弧的当启动后是圆弧插补时，则用坐标点处圆弧的切线来确定刀位点的位置。要正确设计启刀路切线来确定刀位点的位置。要正确设计启刀路线，避免干涉。线，避免干涉。 指令坐标X，Y走刀方向指令坐标X，Y走刀方向(b)右补偿刀补启动(a)左补偿刀补启动刀具中心实际轨迹刀具中心实际轨迹刀补启动时刀具运动轨迹示意图刀补启动时刀具运动轨迹示意图 （2 2）执行刀补）执行刀补刀具中心按照要求偏离编程轨迹一个刀具刀具中心按照要求偏离编程轨迹一个刀具半径，即沿编程轨迹的等距线做切削运动。半径，即沿编程轨迹的等距线做切削运动。在编程中注意不要使用非插补运动功能程在编程中注意不要使用非插补运动功能

30、程序段。若某一程序段中无轨迹运动功能，序段。若某一程序段中无轨迹运动功能，有些数控系统就会引起运行错误。有些数控系统就会引起运行错误。 （3 3）撤销刀补）撤销刀补G00G00（G01G01） G40 X- Y- G40 X- Y- （F-F-）；）；设计退刀轨迹时，也要避免干涉。设计退刀轨迹时，也要避免干涉。 指令坐标X，Y走刀方向指令坐标X，Y走刀方向(b)左补偿刀补撤销(a)右补偿刀补撤销刀具中心轨迹G00或G01G00或G01刀具中心轨迹撤销刀补时刀具中心轨迹示意图撤销刀补时刀具中心轨迹示意图 2.2.刀具半径补偿功能的应用刀具半径补偿功能的应用（1 1）当刀具半径改变时，可通过修改补

31、偿值来避）当刀具半径改变时，可通过修改补偿值来避免修改程序。免修改程序。（2 2）用同一程序，同一尺寸的刀具，利用刀具半）用同一程序，同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗、精加工。径补偿，可进行粗、精加工。 x(a)刀具半径不同时的刀心位置1yr2r12P0rrP1P2(b)同一刀具实现粗加工与精加工3.3.拐角处理拐角处理拐角可以分为直线与直线、直线与圆弧、圆拐角可以分为直线与直线、直线与圆弧、圆弧与直线、圆弧与圆弧四种形式。弧与直线、圆弧与圆弧四种形式。当指定当指定G62G62时，在拐角处自动执行进给倍率时，在拐角处自动执行进给倍率功能。功能。 根据交点处工件两侧轮廓线段的夹角根据交

32、点处工件两侧轮廓线段的夹角可分可分为下列三种类型：为下列三种类型：（1 1）缩短型）缩短型当当360360180180时，刀具时，刀具中心轨迹比编中心轨迹比编程轨迹短，并程轨迹短，并且在尖角处有且在尖角处有切不到的地方。切不到的地方。 180 360r90 1800 90(a) 缩短型转接(b) 伸长型转接(c) 插入型转接（2 2）伸长型）伸长型当当18090时，刀具时，刀具中心轨迹比编中心轨迹比编程轨迹长。程轨迹长。180 360r90 1800 90(a) 缩短型转接(b) 伸长型转接(c) 插入型转接（3 3）插入型）插入型当当900时，刀具中时，刀具中心轨迹不但比编心轨迹不但比编程轨

33、迹长，而且程轨迹长，而且又附加了一段直又附加了一段直线。线。180 360r90 1800 90(a) 缩短型转接(b) 伸长型转接(c) 插入型转接二、刀具长度补偿二、刀具长度补偿当刀具的实际长度尺寸与编程设定长度尺寸当刀具的实际长度尺寸与编程设定长度尺寸不一致时，刀具沿轴向的位移量就应增加或不一致时，刀具沿轴向的位移量就应增加或减少一定量。减少一定量。L2L3L1EEEPPP刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43G43、G44G44、G49G49G43G43轴向正补偿指令轴向正补偿指令刀具在刀具在+Z+Z方向进行补偿，即输入的补方向进行补偿，即输入的补偿量与程序的给定值相加。偿量与程序的给

34、定值相加。G44G44轴向负补偿指令轴向负补偿指令刀具在刀具在-Z-Z方向进行补偿，即输入的补方向进行补偿，即输入的补偿量与程序的给定值相减。偿量与程序的给定值相减。G49G49刀具长度补偿注销指令刀具长度补偿注销指令 （使（使G43G43或或G44G44无效）无效）刀具长度补偿执行过程也分为建立刀补、执行刀刀具长度补偿执行过程也分为建立刀补、执行刀补和撤销刀补三个步骤。补和撤销刀补三个步骤。 （1 1）建立长度补偿）建立长度补偿G00G00（G01G01） G43G43（G44G44） H- Z- H- Z- （F-F-）；）；（2 2）执行长度补偿）执行长度补偿Z Z坐标值即为刀位点坐标值

35、。坐标值即为刀位点坐标值。（3 3）撤销长度补偿）撤销长度补偿G00G00（G01G01） G49 Z- G49 Z- （F-F-） ； 例例2.2.已知机床为已知机床为FANUC 6MFANUC 6M系统，加工位置如图。加系统，加工位置如图。加工步骤如下：工步骤如下：（1 1）机床主轴端面在）机床主轴端面在A A点，点，主轴内没有刀具；主轴内没有刀具；（2 2）由）由A A上升到上升到B B换刀（刀换刀（刀号号1111，刀具长，刀具长200200，寄存器，寄存器H11H11）；）；（3 3）刀尖快速下降到）刀尖快速下降到A A点。点。（4 4）主轴启动，正转，转）主轴启动，正转，转速速300

36、300转转/min/min； （5 5）刀尖快速下降至）刀尖快速下降至R R平面。平面。（6 6）钻孔到孔深（送进量）钻孔到孔深（送进量120mm/min120mm/min），孔底暂停），孔底暂停2 2秒；秒；（7 7）刀尖快退到）刀尖快退到A A点，主轴点，主轴停转。停转。（8 8）主轴端面上升到）主轴端面上升到B B点，点，换刀取下刀具；换刀取下刀具；（9 9）主轴端面返回到）主轴端面返回到A A点，点，停机。停机。试编写试编写NCNC程序。程序。N10 G92 X0 Y0 Z0;N10 G92 X0 Y0 Z0;N15 G90 G00 Z250 T11 M06;N15 G90 G00 Z

37、250 T11 M06;N20 G43 Z0 H11;N20 G43 Z0 H11;N25 M03 S300;N25 M03 S300;N30 Z-97;N30 Z-97;N35 G01 Z-153 F120;N35 G01 Z-153 F120;N40 G04 X2;N40 G04 X2;N45 G00 Z0 M05;N45 G00 Z0 M05;N50 G49 Z250 T00 M06;N50 G49 Z250 T00 M06;N55 Z0; N55 Z0; N60 M02;N60 M02;N10 G92 X0 Y0 Z0;N10 G92 X0 Y0 Z0;N15 G91 G00 Z250

38、 T11 M06;N15 G91 G00 Z250 T11 M06;N20 G43 Z-250 H11;N20 G43 Z-250 H11;N25 M03 S300;N25 M03 S300;N30 Z-97;N30 Z-97;N35 G01 Z-56 F120;N35 G01 Z-56 F120;N40 G04 X2.0;N40 G04 X2.0;N45 G00 Z153 M05;N45 G00 Z153 M05;N50 G49 Z250 T00 M06;N50 G49 Z250 T00 M06;N55 Z-250; N55 Z-250; N60 M02;N60 M02;6-4 固定循环和子

39、程序固定循环和子程序 在数控加工中，有些操作的工艺顺序是不变在数控加工中，有些操作的工艺顺序是不变的，变化的只是一些加工参数。将这些操作的，变化的只是一些加工参数。将这些操作编写成固定循环和子程序的形式，能简化编编写成固定循环和子程序的形式，能简化编程工作，缩短程序，节省存储器，又能提高程工作，缩短程序，节省存储器，又能提高编程质量。编程质量。一、孔加工固定循环一、孔加工固定循环1.1.孔加工一般包括下列五个动作：孔加工一般包括下列五个动作：（1 1）X X轴和轴和Y Y轴的定位轴的定位（G00G00）；）；（2 2）快速移动到）快速移动到R R点点（G00G00）；）；（3 3）孔加工（）孔

40、加工（G01G01）；）；（4 4）孔底动作（）孔底动作（G04G04）；）；（5 5）返回到）返回到R R点或初始点点或初始点（G00G00或或G01G01到到R R）。）。动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点Z点Z=0RZR点Z点Z=0RZR点（a）孔加工动作（b）绝对坐标（c）相对坐标动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（d）G98回初始平面动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（e）G99回R平面2.2.命令格式说明命令格式说明G90G90（G91G91） G98G98（G99G99）GxxGxx X- Y- Z- R- Q- P- F- K- X- Y- Z- R- Q-

41、P- F- K-；其中其中X- Y- X- Y- 为孔位数据；为孔位数据；在绝对坐标编程在绝对坐标编程（G90G90）情况下，）情况下，Z- R-Z- R-为为Z Z点与点与R R点的绝点的绝对坐标值对坐标值动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点Z点Z=0RZR点Z点Z=0RZR点（a）孔加工动作（b）绝对坐标（c）相对坐标动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（d）G98回初始平面动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（e）G99回R平面在相对坐标编程在相对坐标编程（G91G91）情况下，）情况下，Z- R-Z- R-为为Z Z点对点对R R点的相点的相对坐标值、对坐标值、R R点对点

42、对初始点的相对坐初始点的相对坐标值标值 动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点Z点Z=0RZR点Z点Z=0RZR点（a）孔加工动作（b）绝对坐标（c）相对坐标动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（d）G98回初始平面动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（e）G99回R平面Q-Q-间歇进给时每次加工深度（增量值）。间歇进给时每次加工深度（增量值）。K-K-孔加工重复次数。孔加工重复次数。G98G98为循环中动作为循环中动作5 5快速回到初始点快速回到初始点G99G99为循环中动作为循环中动作5 5快速回快速回R R点点P-P-孔底停止进给时间，单位为孔底停止进给时间，单位为0.0010

43、.001秒。秒。F-F-切削进给（动作切削进给（动作3 3）速度。）速度。 动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点Z点Z=0RZR点Z点Z=0RZR点（a）孔加工动作（b）绝对坐标（c）相对坐标动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（d）G98回初始平面动作1动作2动作3动作4动作5R点初始点（e）G99回R平面G98G98回到初始点回到初始点G99G99回到回到R R点点孔的固定循环加工指令很多，如孔的固定循环加工指令很多，如8181G89G89等，使用等，使用G80G80或或G G指令（指令（G00G00，G01G01）可）可以取消固定循环。以取消固定循环。当在固定循环中指定刀具长度补

44、偿（当在固定循环中指定刀具长度补偿（G43G43，G44G44或或G49G49）时，在定位到）时，在定位到R R点的同时加偏置。点的同时加偏置。固定循环举例：固定循环举例：% O003N01 G92 X0 Y0 Z30.0;N02 S300 M03;N03 G91 G00 X10.0 Y10.0;N04 G99 G81 Z-18.0 R-27.0 F60;N05 X40.0; N06 X-40.0 Y20.0; N07 X20.0 K2 N08 G00 X-50 Y-30 Z27.0 M05;N09 M30; 1015xzOxyO10202030304040501012345二、子程序及其应用

45、二、子程序及其应用1.1.子程序的概念子程序的概念 若一组程序段在一个程序段中出现多次；或若一组程序段在一个程序段中出现多次；或在几个程序中都要使用它，为了缩短程序，在几个程序中都要使用它，为了缩短程序，可以把这段程序段抽出来，按一定的格式写可以把这段程序段抽出来，按一定的格式写成一个新的程序单独存储，以供另外的程序成一个新的程序单独存储，以供另外的程序调用。这个供另外的程序调用的程序，就是调用。这个供另外的程序调用的程序，就是子程序。子程序。 2.2.子程序的构成与调用子程序的构成与调用 调用调用指令格式指令格式： M98 P- L- M98 P- L- ；P-P-子程序号，子程序号，L-L

46、-调用次数，缺省为调用次数，缺省为1 1；子程序要以子程序要以M99M99结尾，回调用处。结尾，回调用处。子程序可以嵌套，可以嵌套的级数由系子程序可以嵌套，可以嵌套的级数由系统决定。统决定。 子程序结构示意图子程序结构示意图O0001M98 P0002；M98 P0004；M02；O0002M98 P0003；M99；O0004M99；O0003M99；主程序一级子程序二级子程序固定循环及子程序功能固定循环及子程序功能综合举例：综合举例：% O0004% O0004N1 G92 G90 X-175.0 N1 G92 G90 X-175.0 Y120.0 Z300.0;Y120.0 Z300.0

47、;N5 G00 X0.0 Y50.0 N5 G00 X0.0 Y50.0 S1000 M03;S1000 M03;N10 G43 Z128.0 H01 M08;N10 G43 Z128.0 H01 M08;N15 G81 Z98.0 R126.0 N15 G81 Z98.0 R126.0 F225;F225;N20 P0005 M98;N20 P0005 M98;N25 G80;N25 G80; . .6-5 编程中的工艺处理编程中的工艺处理 一、一、NCNC程序编制的内容和阶段程序编制的内容和阶段1.1.什么是什么是NCNC加工程序编制加工程序编制简单地说，从分析零件图纸到获得简单地说，从分

48、析零件图纸到获得NCNC机床机床所需的控制介质的全过程，叫做程序编制。所需的控制介质的全过程，叫做程序编制。具体地说，就是对零件进行工艺分析，制具体地说，就是对零件进行工艺分析，制订零件机械加工工艺规程，编制零件订零件机械加工工艺规程，编制零件NCNC加加工程序单，再将程序单上的全部内容记录工程序单，再将程序单上的全部内容记录在控制介质上，然后输送给在控制介质上，然后输送给NCNC装置，从而装置，从而指挥机床进行加工。指挥机床进行加工。2.2.程序编制的内容和阶段程序编制的内容和阶段概括起来，程序编制应包括以下几方面内容。概括起来，程序编制应包括以下几方面内容。工艺处理阶段：工艺处理阶段：a.

49、a.分析被加工零件图分析被加工零件图b.b.零件零件NCNC加工工艺过程设计加工工艺过程设计c.NCc.NC加工工序设计加工工序设计数学处理阶段：数学处理阶段：d.d.计算计算CNCCNC装置所需的输入数据装置所需的输入数据程序制定阶段：程序制定阶段：e.e.编写零件加工程序单编写零件加工程序单f.f.制备控制介质制备控制介质g.g.校对、检查控制介质校对、检查控制介质h.h.首件试加工首件试加工二、数控工艺特点二、数控工艺特点1.1.工艺详细工艺详细数控机床加工工艺制订的步骤和内容与普通机床数控机床加工工艺制订的步骤和内容与普通机床加工工艺大致相同，但工艺内容十分具体、完整。加工工艺大致相同

50、，但工艺内容十分具体、完整。2.2.工序集中工序集中 在零件一次装夹中完成多种加工方法和由粗到精在零件一次装夹中完成多种加工方法和由粗到精的过程，甚至可加工几个相同或相似的工件。的过程，甚至可加工几个相同或相似的工件。3.3.加工方法的特点加工方法的特点用多坐标联动自动控制刀具运动轨迹，其加工质用多坐标联动自动控制刀具运动轨迹，其加工质量与生产效率是传统方法无法相比的。量与生产效率是传统方法无法相比的。 三、工序划分与机床选用三、工序划分与机床选用1.1.工序集中的原则工序集中的原则根据零件加工表面形状与所用数控机床的功根据零件加工表面形状与所用数控机床的功能，在一次装夹中尽可能集中完成多种加

51、工能，在一次装夹中尽可能集中完成多种加工内容，以减少工序。内容，以减少工序。对于大型零件更应尽可能在一次装夹中完成对于大型零件更应尽可能在一次装夹中完成全部或主要表面的加工，以减少工序间的储全部或主要表面的加工，以减少工序间的储存与运输。存与运输。2.2.零件数控加工与普通加工工序的划分零件数控加工与普通加工工序的划分下列情况应考虑插入普通机床加工工序：下列情况应考虑插入普通机床加工工序：（1 1）铸、锻件毛坯的预加工。）铸、锻件毛坯的预加工。 （2 2）粗定位基准的预加工。）粗定位基准的预加工。 （3 3）数控加工难以完成的个别或次要部位。）数控加工难以完成的个别或次要部位。 （4 4）大型

52、、复杂零件中的简单表面。）大型、复杂零件中的简单表面。 3.3.数控加工的工序划分数控加工的工序划分下列情况可考虑将数控加工划分为几个工序：下列情况可考虑将数控加工划分为几个工序： （1 1）现有数控机床的功能不能满足一个零件）现有数控机床的功能不能满足一个零件的全部加工要求。的全部加工要求。（2 2）当粗加工会影响零件加工精度时，必须）当粗加工会影响零件加工精度时，必须将粗、精加工分开。将粗、精加工分开。（3 3）如加工程序过长，应按刀具或加工表面）如加工程序过长，应按刀具或加工表面划分工序。划分工序。 4.4.机床的选用机床的选用根据零件的表面加工方法、精度与粗糙度、工根据零件的表面加工方

53、法、精度与粗糙度、工件形状与尺寸、需要机床的坐标轴数等要求，件形状与尺寸、需要机床的坐标轴数等要求，并考虑现有数控机床条件与负荷、加工成本等并考虑现有数控机床条件与负荷、加工成本等因素正确选用机床。因素正确选用机床。 5.5.曲面加工与坐标轴数的选用曲面加工与坐标轴数的选用（1 1）两坐标联动的三坐标行切法加工两坐标联动的三坐标行切法加工 XyzyXyz切削点轨迹刀位点轨迹ABCDefghPxzo1o2ab曲面行切法曲面行切法 2.52.5坐标（二轴半）加工坐标（二轴半）加工 （2 2）三坐标联动加工（三轴加工）三坐标联动加工（三轴加工） Xyz切削点轨迹刀位点轨迹Pxzo1o2ab三坐标（三

54、轴）加工三坐标（三轴）加工 （3 3）四坐标加工）四坐标加工 Xyzo1o2A四坐标加工四坐标加工 （4 4）五坐标加工）五坐标加工 XYZ工件铣刀刀轴方向走刀轨迹刀位点残留高度五坐标加工五坐标加工 四、工序设计四、工序设计数控加工的工序设计是指一个工件在一次装数控加工的工序设计是指一个工件在一次装夹中连续自动加工直至加工结束那部分的工夹中连续自动加工直至加工结束那部分的工艺内容。艺内容。它包括工件的装夹方法与夹具选用、刀具选它包括工件的装夹方法与夹具选用、刀具选择与工步划分、工件原点选择及走刀路线的择与工步划分、工件原点选择及走刀路线的确定、切削用量选择等内容。确定、切削用量选择等内容。 1

55、.1.工件的装夹与夹具工件的装夹与夹具（1 1）工件在夹具上的定位基准应与零件的设计）工件在夹具上的定位基准应与零件的设计基准或工序基准一致。基准或工序基准一致。 （2 2）夹具结构应具有足够的刚性，避免振动与）夹具结构应具有足够的刚性，避免振动与夹压变形，还应能方便排屑。夹压变形，还应能方便排屑。 （3 3）确保刀具的运动空间，避免刀具组件与夹）确保刀具的运动空间，避免刀具组件与夹具碰撞。具碰撞。 （4 4）尽可能采用组合夹具与可调夹具，以满足）尽可能采用组合夹具与可调夹具，以满足准备周期短、成本低的要求。准备周期短、成本低的要求。（5 5）对批量较大的中、小零件，也可在夹具上）对批量较大的

56、中、小零件，也可在夹具上装夹几个相同的工件或相似的工件加工。装夹几个相同的工件或相似的工件加工。 2.2.刀具的选用刀具的选用在数控加工过程中，通常采用大的切削用量，在数控加工过程中，通常采用大的切削用量，对刀具要求主要有以下几方面：对刀具要求主要有以下几方面：（1 1）足够的强度与刚度；）足够的强度与刚度；（2 2）高的刀具耐用度）高的刀具耐用度 ；（3 3）高的可靠性）高的可靠性 ；（4 4）较高的精度）较高的精度 ；（5 5）可靠的断屑）可靠的断屑 。 刀位点刀位点P P（或称指令点）由刀具结构和对刀方法（或称指令点）由刀具结构和对刀方法决定，是径向基准和轴向基准的相交点，加工决定，是径

57、向基准和轴向基准的相交点，加工过程中指令的坐标值就是指刀位点的坐标值。过程中指令的坐标值就是指刀位点的坐标值。PPPP立铣刀球头铣刀钻头 车刀各种刀具刀位点示意图各种刀具刀位点示意图 3.3.确定程序零点、对刀点和换刀点确定程序零点、对刀点和换刀点（1 1）程序零点）程序零点程序零点即是工件坐标系的原点，由它确程序零点即是工件坐标系的原点，由它确定工作坐标在机床坐标系中的位置。定工作坐标在机床坐标系中的位置。程序中所给出的坐标值是指刀位点在工件程序中所给出的坐标值是指刀位点在工件坐标系中的数值。坐标系中的数值。程序零点尽量与设计基准重合，便于数值程序零点尽量与设计基准重合，便于数值计算。计算。（2 2）对刀点）对刀点对刀的目的是确对刀的目的是确定程序零点在机定程序零点在机床坐标系上的位床坐标系上的位置。对刀时，让置。对刀时，让刀位点与对刀点刀位点与对刀点重合。对刀点可重合。对刀点可以选在零件上，以选在零件上，也可以选择在夹也可以选择在夹具上。具上。工件零点XYx1 对刀点x0 换刀点机床零点y0y1对刀点与换刀点示意对刀点与换刀点示意 （3 3）换刀点）换刀点换刀点的位置应换刀点的位置应根据换刀时刀具根据换刀时刀具不碰伤工件、夹不碰伤工件、夹具和机床的原则具和机床的原则而定。一般换刀而定。一般换刀点应设在工件或点应