第3章数控编程基础课件

第二部分：数控编程内容提要第3章数控编程基础（掌握）第4章程序编制中的工艺分析处理（掌握）第5章数控车床的程序编制（掌握）第6章数控铣床及加工中心编程（掌握）第7章自动编程（了解）第3章数控编程基础3.1数控机床加工的特点3.2数控程序编制的基本概念3.3数控编程几何基础3.4程序编制中的基本指令

（1）能列举3种以上的数控加工的特点；（2）能区分适合于数控加工的零件；学习目标：数控加工的基本概念3.1数控机床加工

将加工过程所需要的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。一、数控加工的基本概念程序控制介质计算机数控装置伺服系统机床加工零件3.1数控机床加工形数形图形数字化的代码零件编程的过程加工的过程整个过程实现了：的转换过程

二、数控加工的特点与普通机床相比，数控机床的特点：1.自动化程度高；2.高效率：是普通机床效率的2～5倍；3.高柔性：适应70%以上多品种小批量零件自动加工；4.高可靠性：无故障时间迅速增加；5.生产准备周期短；6.具有加工复杂形状零件的能力；

目前加工主要应用于零件形状比较复杂、精度要求较高，以及产品更换频繁、生产周期要求短的场合。

下面类型零件适宜数控加工：

（1）形状复杂、加工精度高或复杂曲线、曲面轮廓；

（2）一致性高的零件：要求公差小，互换性高、要求精确复制的零件；

（3）价值高的零件；

（4）小批量生产的零件；

（5）钻、镗、铰、攻螺纹及铣削加工联合加工；

（6）工艺装备复杂及调整时间长的零件。三、数控加工技术的主要应用对象视频学习目标：能说明数控编程的定义、内容、步骤；3.2数控编程的基本概念

将加工零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移以及其他辅助动作（如换刀、冷却、夹紧）内容，按照运动顺序和数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单（相当于普通机床加工的工艺过程卡）上，再将程序单中的全部内容记录在控制介质上（如磁带，磁盘等），然后输给数控装置，从而指挥数控机床加工。这种从零件图纸到制成控制介质的过程称为数控编程。

3.2数控编程的基本概念

编程的内容和步骤：1.分析零件图纸阶段主要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工，或适宜在哪台数控机床上加工。有时还要确定合适的数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。

（适合？）3.2.1数控编程的内容与方法分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误修改机床加工2.确定工艺过程阶段与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺路线、工步顺序及切削用量等工艺参数等。（怎样？）编程的内容和步骤：分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误修改机床加工3.数值计算（数学处理）根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。（计算）编程的内容和步骤：分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误修改机床加工4.程序编制根据制定的加工路线、切削用量、刀号、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤是否正确。（编写）编程的内容和步骤：分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误修改机床加工5.制备控制介质将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。（介质）编程的内容和步骤：分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误修改机床加工6.程序校验和首件试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误的，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，并进行相应的修改。（校验）编程的内容和步骤：修改分析零件图纸数值计算确定工艺过程程序编制制备控制介质程序校验和首件试切错误机床加工常用的校验和试切方法：平面轮廓零件：可在机床上用笔代替刀具、坐标纸代替工件进行空运转空运行绘图。空间曲面零件：可用铝件、蜡块、塑料或木料或价格低的材料作工件进行试切，检查程序的正确性。

具有CRT屏幕图形显示功能的机床上：用静态显示（机床不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法更方便。

首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。3.2.1数控编程的内容与方法常用的程序编制方法有：手工编程和自动编程。

手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。自动编程适用于：形状复杂的零件;尽管零件形状不复杂，但编程工作量很大（如有数千个孔的零件）;尽管零件形状不复杂，但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）。据国外统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及时编制出来所造成的。

编程自动化是当今的趋势！但熟练掌握手工编程是学习掌握自动编程的基础。

3.2.2数控编程的结构与格式学习目标：（1）能列举数控程序组成结构；（2）熟记程序段的格式，并能解释各项的含义；3.2.2数控编程的结构与格式文章语句单词字程序程序段字字母+数字1.程序的结构（1）程序开始符、结束符

是同一个字符，ISO代码是%，EIA代码是EP。（2）程序名

两种形式：一种是英文字母O和1～4位正整数组成，如O0600；

一种是英文字母开头，字母数字混合组成，如zhuzhou1。（3）程序主体由若干个程序段组成的，一行程序段指挥机床一个动作。（4）程序结束指令

可以用M02或M30。程序的结构举例说明：SIEMENS系统的数控程序结构示意图起始符————程序名————程序主体————程序结束符————功能字程序段（1）固定程序段格式（2）用分隔符的程序段格式（3）字-地址程序段格式（wordaddressformat）

例如：N003G01X100.0Y50.0LF中，X、Y为地址，100.0、50.0为数字，Y50.0为“字”。每个字之前都标有地址码用以识别地址。每个程序字表示一个功能指令，因此又称为功能字。功能字由地址和随后的若干个数字组成。2.程序段格式：指程序段中的字、字符和数据的书写规则。

字地址程序段的一般格式准备功能字主轴功能字尺寸字进给功能字刀具功能字辅助功能字程序段结束符顺序号字字地址程序段的一般格式1.顺序号字N(Seguencenumber):在每个程序段开始，用以识别程序段的编号，可省。由N和后续1～4位正整数数字组成，但在同一个程序中，程序段号不能重复。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作为条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。一般使用方法：编程时将第一程序段冠以N10，以后以间隔10递增的方法设置顺序号。字地址程序段的一般格式2.准备功能字G（PreparatoryfunctionorG—function

）:是使数控机床作某种操作准备的指令，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，它紧跟在程序段序号的后面，用地址G和两位数字来表示，从G00~G99共100种。

如G01—直线插补，G02—顺时针圆弧插补，G41—刀具左补偿。（P106或P49）字地址程序段的一般格式3.尺寸字（Dimensionword）:

用于确定机床各坐标轴位移的方向和数据，它由各坐标轴的地址代码、“十”、“一”符号和绝对值（或增量值）的数字构成。尺寸字的地址代码：对于进给运动为：X、Y、Z、U、V、W、P、Q、L；对于回转运动为：A、B、C、D、E。此外，还有插补参数字（地址代码）：I，J，K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。例如：X20Y－40，坐标值字的“+”可省略。字地址程序段的一般格式4.进给功能字（FeedfunctionorF—function）

F+若干位数字：表示刀具中心运动时相对于工件的相对速度。数字的单位取决于每个数控系统所采用的进给速度的指定方法。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其他数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。当工作在G01、G02、G03方式下，编程的F一直有效，直到被新的F值所代替，而工作在G00（快速移动点定位）、G60（单方向定位）方式下，快速进给速度一般为各轴的最高速度，它通过参数设定，与所编F值无关。字地址程序段的一般格式5.主轴转速功能字S（SpindlespeedfunctionorS—function）用来指定主轴转速，单位为r/min。对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度。例如：S800表示主轴转速为800r/min。字地址程序段的一般格式6.刀具功能字T（ToolfunctionorT—function）

由地址码T和后面的若干位数字构成。用于更换刀具时指定刀具或显示待换刀号，有时也能指定刀具位置补偿。T后面用两位数字或四位数字，前两位数字表示选择刀具号，后两位数字表示刀具补偿寄存器号。T0302从02号刀补寄存器中取出事先存入的补偿数据进行刀具补偿刀库中的3号刀字地址程序段的一般格式7.辅助功能字M（MiscellaneousfunctionorM-function）

该功能表示一些机床辅助动作的指令，指定除G功能之外的种种“通断控制”功能。用地址码M和后面两位数字表示。从M00~M99共100种。(P108或P51)字地址程序段的一般格式8.程序段结束符（Endofblock）

写在每一程序段之后，加上程序段结束符表示程序结束。“*”是某种数控装置程序段结束。当用EIA标准代码时，结束符为“CR”。用ISO标准代码时为“NL”或“LF”。有的用符号“；”或“*”表示。一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。如：N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；移动目标：终点坐标值X、Y、Z；进给速度：进给功能字F；切削速度：主轴转速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；机床辅助动作：辅助功能字M。

编程时，当一个工件上有几处的几何形状相同，或顺次加工几个相同的工件时，为了简化程序的编制，常用调用子程序的方法进行编程。将这些重复的程序段单独抽出来编成子程序，其他的程序称为主程序。

子程序体是一个完整的加工程序，结构同主程序一样，有程序号、程序内容和程序结束。3.主程序和子程序子程序开始：FANUCO****SIMENS、华中数控%****子程序结束：FANUCM99SIMENS、华中数控M17如：O（%）****……M99（M17）注意：子程序中采用增量值编程。子程序

通常情况数控机床是按主程序指令一条条顺次加工，当程序中出现调用子程序指令“M98P程序名”时，数控机床就按子程序进行工作，遇到子程序中有返回主程序的指令时，返回主程序指令继续加工。调用子程序指令：M98P

L

P后是子程序名；L后的数字是重复调用子程序的次数，省略代表只调用一次。

主程序可以调用8重子程序，也可以重复调用子程序多次。学习目标：（1）记住数控编程标准中对“机床相对运动的2条规定”和对“机床坐标系的规定”；（2）能正确确定常见数控机床的坐标轴方向；（3）能正确区分和使用机床原点、机床零点（机床参考点）；（4）能正确区分和使用机床坐标系、工件坐标系、编程坐标系。（5）能说明什么是对刀点，能够在数控机床（车床和铣床）上正确对刀。3.3数控编程几何基础

3.3.1数控机床坐标系和运动方向

为了规范数控系统，统一数控机床坐标和运动方向的描述，简化编程，并使所编程序对同一类型机床具有互换性。目前国际标准化组织已经统一了标准坐标系，我国机械工业部也颁布了JB3051-82《数字控制机床坐标和运动方向的命名》标准，对数控机床的坐标和运动方向做了明文规定。

3.3数控编程几何基础

１、机床相对运动的规定（1）在实际加工时不论是工件运动还是刀具运动，为了根据图样确定机床的加工过程，在机床上始终认为工件静止，而刀具是运动的。（2）机床某一运动的正方向，是指增大工件和刀具之间距离的方向。即：刀具离开工件的方向。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。2、机床坐标系的规定

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称为机床坐标系。

在编程时，以该坐标系来规定运动的方向和距离。

例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。

标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：1)伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。3、坐标轴方向的确定

确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X和Y轴。主轴的方向为Z坐标，工作台两个运动方向分别为X、Y坐标。（1）Z坐标轴

a)Z轴的方向由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴。当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为主要的主轴，与该轴重合或平行的刀具运动坐标轴为Z轴，如图1-25图，1-26所示。

b)如果机床没有主轴，例如数控牛头刨床，则Z轴垂直于工件在机床工作台上的定位表面，如图1-27所示。

统一规定与机床主轴重合或平行的运动坐标为Z轴，远离工件的刀具运动方向为Z轴正方向（+Z）。3、坐标轴方向的确定

50立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z立式数控铣床的坐标系（1）Z坐标轴3、坐标轴方向的确定

51牛头刨床的坐标系（1）Z坐标轴（2）X坐标轴

是水平的,平行于工件装夹面，且垂直于Z轴。a)工件旋转的机床，x的方向在工件的半径方向上，且平行于横向滑座或其导轨，如数控车、数控磨床等，刀架上刀具或砂轮离开工件旋转中心的方向为坐标轴正方向(+X)。（2）X坐标轴

是水平的,平行于工件装夹面，且垂直于Z轴。b)刀具旋转的机床（如铣、钻等）要视z轴方向而定:①Z轴水平，沿刀具主轴向工件方向看，+X运动方向向右。

②z轴垂直，面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向向右。（3）Y坐标

在确定X、Z坐标的正方向后，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。课上练习题：试确定下图所示机床的X、Y、Z坐标轴及其正方向。4、机床原点的设置机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

数控车床的原点一般设主轴卡盘前端面或后端面的中心。数控铣床的原点位置，各生产厂家不一致，有的设在机床工作台中心，有的设在进给行程范围的终点。5、机床参考点（机床零点）

是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使机床各运动部件在各自的正向自动退至机床坐标系中的一个固定不变的极限点（由限位开关精密定位）。参考点相对机床原点来讲是一个已知固定值，也就是说，可以根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。

在机床接通电源后必须首先返回参考点，也就是一般讲的“回零”

操作，即利用CRT/MDI控制面板上的功能键和机床操作面板上的有关按钮，使刀具或工作台退离到机床参考点，这时显示器即显示出机床参考点在机床坐标系中的坐标值，表明机床坐标系已自动建立。数控车床开机及原点复位数控铣床开机及原点复位机床原点与机床坐标系

机床原点（是零点吗？）机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。3.3.2工件坐标系

工件坐标系是在编程和加工时用于确定工件几何图形上各几何要素(点、直线和圆弧)的形状、位置和刀具相对工件运动而建立的坐标系。

为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手直角笛卡尔坐标系。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。工件坐标系的原点即是工件原点。

机床坐标系与工件坐标系

编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。3.3.2工件坐标系

最好把工件原点放在工件图的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。数控车床加工工件时，工件原点一般设在主轴中心线上工件右端面（或左端面）。数控铣床加工工件时，工件原点一般设在进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称中心上，进刀深度方向的零点，大多取在工件表面。工件原点与工件坐标系工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行转换。

Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。3.3.3编程坐标系

是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。3.3数控编程几何基础

编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。图示，O2即为编程坐标系原点。

编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。

编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，下图所示为车削零件的编程原点。在对零件图形进行编程计算时，必须要建立用于编程的坐标系，其坐标原点即为程序原点。而要把程序应用到机床上，程序原点应该放在工件毛坯的什么位置，其在机床坐标系中的坐标是多少，这些都必须让机床的数控系统知道，这一操作就是对刀。编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系，坐标原点就称之为工件原点。3.3.4对刀点

对刀点是工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。这是刀具与工件相对位置的基准点，程序就是从这一点开始的，对刀点也可以叫做“程序起点”或“起刀点”。

3.3数控编程几何基础

3.3.4对刀点

对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但必须与工件坐标点有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置。对刀点最好能与工件坐标原点重合。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作为对刀点较为合适。3.3数控编程几何基础

3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

一、铣床对刀方法

铣加工对刀时一般以机床主轴轴线与刀具端面的交点(主轴中心)为刀位点，因此，无论采用哪种工具对刀，结果都是使机床主轴轴线与刀具端面的交点与对刀点重合。1．工件坐标系原点（对刀点）为圆柱孔（或圆柱面）的中心线（1）采用杠杆百分表（或千分表）对刀3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

这种操作方法比较麻烦，效率较低，但对刀精度较高，对被测孔的精度要求也较高，最好是经过铰或镗加工的孔，仅粗加工后的孔不宜采用。3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

（2）采用寻边器对刀寻边器的工作原理如图所示。光电式寻边器一般由柄部和触头组成，它们之间有一个固定的电位差。触头装在机床主轴上时，工作台上的工件（金属材料）与触头电位相同，当触头与工件表面接触时就形成回路电流，使内部电路产生光、电信号。这就是光电式寻边器的工作原理。3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

2．工件坐标系原点（对刀点）为两相互垂直直线的交点（1）采用碰刀（或试切）方式对刀如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以采用加工时所使用的刀具直接进行碰刀（或试切)对刀。3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

这种方法比较简单，但会在工件表面留下痕迹，且对刀精度不够高。为避免损伤工件表面，可以在刀具和工件之间加入塞尺进行对刀，这时应将塞尺的厚度减去。以此类推，还可以采用标准心轴和块规来对刀。3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

（2）标准心轴3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

（3）寻边器对刀3.3.5对刀方法3.3数控编程几何基础

二、车床对刀方法

试切方式对刀：

一对一讨论，代表发言（3分钟讨论，2分钟发言）。

3分钟看录像学习目标：

能够熟练应用常用编程指令编写程序。3.4程序编制的基本指令3.4.1准备功能指令——G指令

1.与坐标系有关的指令

（1）绝对尺寸编程指令——G90

增量尺寸编程指令——G91

（2）工件坐标系设定

通过刀具起始点来设定工件坐标系G92/G50

在机床坐标系中直接设定工件原点G53，G54~G59

（3）坐标平面选择指令——G17、G18、G192．与运动方式有关的指令

（1）快速点定位指令——G00

（2）直线插补指令——G01

（3）圆弧插补指令——G02、G03

（4）暂停指令——G043．与刀具补偿有关的指令

（1）刀具半径补偿指令——G40、G41、G42

（2）刀具长度补偿指令——G43、G44、G493.4.2辅助功能指令——M指令3.4程序编制的基本指令3.4.1准备功能指令——G指令

G指令是使数控机床准备好某种运动方式的指令。如快速定位、直线插补、圆弧插补、刀具补偿、固定循环等。

分类：模态指令和非模态指令3.4程序编制的基本指令3.4.1准备功能指令——G指令模态指令：在程序中一经被应用直到出现同组其它任一指令时才失效。（看书上）表中序号（2）中的a、b、d、e、h、k、i各字母所对应的Ｇ指令。它表示该指令在程序中一经被应用（如a组中的G01），直到出现同组（a组）其它任一G指令（如G02）时才失效。否则该指令继续有效，直到被同组指令取代为止，也称为续效指令。模态指令可以在其后的程序段语句中省略不写。3.4程序编制的基本指令3.4.1准备功能指令——G指令非模态指令：只在本程序段中有效，下一程序段需要是要重新指明，也称为非续效指令。如G04P1000（P后数字单位为毫秒）为暂停指令，只在本段有效。3.4程序编制的基本指令1．与坐标系有关的指令（1）绝对尺寸编程指令G90（absolutedimensionprogram）

增量尺寸编程指令G91（incrementaldimensionprogram）G90:程序段中的所有坐标值是在编程坐标系中的绝对坐标值，以编程原点为基准。G91:程序段中的所有坐标值均是相对于前一个位置而言的，该值等于沿轴向移动的距离。3.4程序编制的基本指令40.0100.0终点起点XY70.030.0绝对值编程G90G01X40.0Y70.0；增量值编程G91G01X－60.0Y40.0；注意：1）系统上电后，机床处于G90状态，在缺省的情况下（即程序不指定），则默认G90绝对坐标值编程；2）G90和G91都是模态G代码，可在不同的程序段中交替指定使用；3）编程时选择合适的编程方式可使程序简化，减少不必要的数学计算。主要依据图纸尺寸的标注方式来选择；当加工尺寸由一个固定基准给定时，采用G90编程较为方便当加工尺寸是以轮廓顶点之间的间距给出时，采用G91编程较为方便课堂练习：增量G91G01X-50Y30F80S8000X-50Y-30绝对G90G01X80Y70F80S8000X30Y40（2）工件坐标系设定及注销指令

格式：G53（或G54~G59）

说明：G53是选择机床坐标系指令，或注销工件坐标系；G54~G59是选择工件坐标系1~局部坐标系6的指令。使用该指令后，其后的编程尺寸都是相对于相应坐标系的。是续效指令。

只在绝对坐标下有意义（G90），在G91下无效。3.4程序编制的基本指令

工件装夹到数控机床上，开机后先“回零”建立机床坐标系，通过对刀找到工件原点相对于机床原点的偏移量，（假如把工件左上角作为工件原点，从控制面板上显示出X=-505，Y=-328，Z=-275）。

通过操作面板将开关放在MDI方式下，进入工件坐标系设定页面，在G54中输入X、Y、Z值。这样就设定了G54的工件坐标系。表示工件原点设置在机床坐标系的X=-505，Y=-328，Z=-275的位置上。

同时加工多个相同零件或较复杂的零件时，可设定不同的工件原点，简化编程。编程时可通过选择G54~G59来选择相应的坐标系。执行程序时只要在第一个程序段中加入G54~G59指令后，便将对应的零点设置值取出来参加计算，刀具将以工件原点为基准运动。当一个零点设置指令使用完毕，可以用G53将其注销，此时的坐标尺寸立即回到以机床原点为原点的坐标系中。

假设使用G54工件坐标系，并要求刀具快速运动到工件坐标系中x100，y100，z400的位置，程序：G90G54G00X100Y100Z400预置工件坐标系的设定视频（3）坐标平面选择指令用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面。

G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19选择YZ平面。X-Yplane，Z-Xplane，Y-Zplane。3.4程序编制的基本指令一般，数控车床默认在ZX平面内加工，数控铣床默认在XY平面内加工。2．与运动方式有关的指令（1）快速点定位指令——G00(rapidtraverse)控制刀具以点位控制方式从刀具当前所在位置以最快速度移动到下一个目标位置，此过程中对工件不进行加工。格式：G90（或G91）G00X___Y___Z___说明：X、Y、Z：快速点定位的终点坐标值。移动速度由机床参数指定。运动中有加减速过程。

3.4程序编制的基本指令AB10107030XY从A点到B点快速移动的程序段为：绝对值方式编程：（G90）G00X70Y30；增量值方式编程：G91G00X60Y20；

执行指令时，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不是一条直线。如FANUC系统中，运动总是先沿45°角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置。

编程人员应了解所使用的数控系统

的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可

能出现的与工件夹具的干涉。

建议不在G00指令后面同时指定三个

坐标轴，先移动Z轴，然后再移动X、Y轴。AB10107030XY2．与运动方式有关的指令（2）直线插补指令——G01(linearinterpolation)用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。格式：G01X___Y___Z___F___说明：X、Y、Z：直线插补的终点坐标值，由G90/G91决定；F为进给速度，G01和F都是模态指令。3.4程序编制的基本指令例：实现图从A到B的直线插补运动：绝对方式编程：G90G01X10Y10F100增量方式编程：G91G01X-10Y-20F1002．与运动方式有关的指令（3）圆弧插补指令(circularinterpolation)——G02、G03G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03。

3.4程序编制的基本指令格式：由指定圆弧中心的方式不同分为两种：②用圆弧半径R指定圆心位置①用I，J，K指定圆心位置1）X、Y、Z的值是指圆弧插补终点坐标值；F为进给速度；2）I、J、K是指圆心相对于圆弧起点的增量坐标；3）R为指定圆弧半径。说明：1）I、J、K是圆心坐标减去圆弧起点坐标，与G90/G91无关；2）R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角≤180度时，R值为正，

＞180度时，R值为负。3）用半径R指定圆心位置时，不能描述整圆。如果使用半径R指令进行整圆插补，则系统认为是0度圆弧，刀具将不做任何运动。进行整圆插补时，圆弧起点就是终点，编程时必须使用I、J、K指令来指定圆弧中心。例：图中当圆弧的起点为P1，终点为P2，圆弧插补程序段为：G02X321.65Y280.I40.J140.F50或：G02X321.65Y280.R-145.6F50当圆弧的起点为P2，终点为P1时，圆弧插补程序段为：G03X160.Y60.I-121.65J-80.F50或：G03X160.Y60.R-145.6F50圆弧插补示例一，如图所示加工a、b两段圆弧，编写加工程序。圆弧a：G91G02X30.Y30.I30.J0.F300；G91G02X30.Y30.R30F300；G90G02X0.Y30.I30.J0.F300；G90G02X0.Y30.R30F300；课堂练习：圆弧b：G91G02X30.Y30.I0.J30.F300；G91G02X30.Y30.R-30F300；G90G02X0.Y30.I0.J30.F300；G90G02X0.Y30.R-30F300；例2：如图所示：从A点开始顺时针整圆切削：G90G02X30.Y0.I-30.J0.F100；G91G02X0.Y0.I-30.J0.F100；课上练习：从B点开始逆时针整圆切削：

G90G03X0.Y-30.I0.J30.F100；

G91G03X0.Y0.I0.J30.F100；若将上程序段中I、J改为R30.时，那么刀具将不做任何切削运动。课后作业：顺时针圆弧加工的刀位点轨迹如图所示，

计算刀位点（刀具中心）坐标A、B并编写轮廓加工程序。2．与运动方式有关的指令（4）暂停指令——G04(dwell)可使刀具做短暂的无进给光整加工，暂停时间一到，继续执行下一段程序。格式：G04X（P）__说明：1）地址码X或P为暂停时间。X后可用带小数点的数，单位为秒，如G04X5，表示前面程序执行完后，经过5s的暂停，下面的程序才执行；地址P后面的数不允许用小数点，单位为毫秒，如G04P1000表示暂停1s。2）G04非模态指令，且在G04的程序段里不能有其他指令；

3.4程序编制的基本指令

该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车削沟槽或钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。如车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆，例如欲空转2.5s时其程序段为：G04X2.5

或G04P2500；①镗孔完毕后要退刀时，一般应使主轴停转动，并暂停l~3s，待主轴完全停转后再退出镗刀；②对锪不通孔作深度控制时，最好用暂停指令停止进刀1~2s，待主轴转一转以上后退刀，以使孔底平整；③横向车削时，用暂停指令使主轴至少转过一转后再退刀；④在车床上倒角或打顶尖孔，为使倒角表面和顶尖孔锥面平整；⑤在棱角加工时，为了保证棱角尖锐；⑥丝锥攻丝时，如果刀具夹头本身带有自动正、反转机构，则用暂停指令，以暂停时间代替指定的进给距离，待攻丝完毕丝锥退出工件后，再恢复机床的动作指令。暂停指令用在下述情况：3．与刀具补偿有关的指令（1）刀具半径补偿指令——G40(cuttercompensation-cancel)

G41(cuttercompensation-left)

G42(cuttercompensation-right)

3.4程序编制的基本指令

在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能。程序格式:G00/G01G41/G42X～Y～D～

//建立补偿程序段……

//轮廓切削程序G00/G01G40X～Y～

//补偿撤消1）G41—左偏刀具半径补偿，简称左补偿。定义为假设工件不动，沿着刀具运动方向看，刀具始终在工件左侧；2）G42—右补偿。

定义为假设工件不动，沿着刀具运动方向看，刀具始终在工件右侧；3）G40—刀具半径补偿撤销指令；4）D偏置值寄存器选用指令。注意：G40、G41和G42令均为模态G代码，缺省值是G40；G40必须与G41或G42成对使用，假如前面程序段中有G41指令，要想转换为G42，应先指定G40取消前面的左补偿。程序结束时，必须清除刀补。建立或取消刀具补偿程序段中，必须有G00或G01指令，即在移动过程中建立或取消刀补。如图所示，如果对刀点设在O点，

建立刀补：G01G41X15Y10F100

取消刀补：G01G40X0Y0即使把对刀点放在A点，也必须先把刀退出一定距离，建立刀补后再切入，以免发生干涉、过切或者残留。例：利用刀具半径补偿功能，编写如图所示零件的加工程序。

工件坐标系Z0设置在零件的上表面，X0，Y0设在零件的几何对称中心上。程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0N110G01X-60.0Y30.0N120G40G00X-60.0Y60.0M09N130Z20.0N140X0Y0N150M30程序O0051N010G54程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03下刀点程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0

程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0N110G01X-60.0Y30.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0N110G01X-60.0Y30.0N120G40G00X-60.0Y60.0M09程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0N110G01X-60.0Y30.0N120G40G00X-60.0Y60.0M09N130Z20.0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500M03N030Z-24.0M08N040G41G01X-60.0Y-30.0D01F120N050Y0N060G02X-30.0Y30.0R30.0N070G01X30.0Y30.0N080G02X30.0Y-30.0R30.0N090G01X-30.0Y-30.0N100G02X-60.0Y0R30.0N110G01X-60.0Y30.0N120G40G00X-60.0Y60.0M09N130Z20.0N140X0Y0程序O0051N010G54N020G90G00X-60.0Y-60.0S500