第2章数控编程课件

2023/7/221数控技术第2章数控加工的程序编制2.1概述2.2数控编程的基础2.3数控标准2.4数控系统的指令代码2.5手工编程2.6自动编程2.7数控编程中的数学处理.2023/7/222

第2章数控加工的程序编制2.1概述.2023/7/223一、数控编程的概念和方法：1、概念

数控加工程序：就是根据被加工零件的图纸及其技术要求，工艺要求等切削加工的必要信息（包括工艺过程、零件尺寸、工艺参数等），按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列。

数控编程：制备数控加工程序的过程。2.1概述.2023/7/2242、编程的方法（1）手工编程：是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析，工艺决策，确定加工路线和工艺参数，计算刀位轨迹坐标数据，编写零件的加工程序单，直至程序的检验，均由人工来完成。

特点：数值计算繁琐，工作量大，易出错。2.1概述.2023/7/225（2）自动编程：

利用计算机技术协助人们来完成加工程序的编制。按照编程信息的输入和计算机对信息的处理方式不同分为：

A)以自动编程语言为基础的自动编程方法

B)以计算机辅助设计为基础的图形交互式自动编程方法2.1概述.2023/7/226二、数控编程的内容和步骤：主要内容有：分析零件图样，确定加工工艺路线，数值计算（得到刀位数据），编写零件加工程序，制作控制介质，校对程序及首件试切加工等。数控程序的编制过程步骤如图2.2所示。2.1概述.2023/7/2271、分析零件图，确定工艺过程。2、计算加工轨迹和加工尺寸——刀位轨迹的数值计算或几何计算。按要求在设定的坐标系中计算出数控机床所需输入的数据，诸如轮廓相邻几何元素的交点或切点（称基点），当轮廓曲线复杂时，用直线一段段的逼近曲线时，两相邻小直线段的交点（称做节点），刀心轨迹等。2.1概述.2023/7/2283、编写加工程序单根据已计算出的加工路线数据和已确定的工艺参数，刀位数据，按机床数控系统使用的代码及程序格式要求，编写零件加工程序清单。4、程序输入5、程序校验和试切（1）空运转检验（2）用木料工件试切（3）动态模拟以上仅检查了运动轨迹和动作的准确性，对于加工误差的检查必须经过首件试切。2.1概述.2023/7/229

第2章数控加工的程序编制2.2数控编程的基础.2023/7/2210一、编程的几何基础——数控机床的坐标系统1、机床坐标系:

是机床上固有的坐标系，是用来确定被加工零件在机床中的坐标，机床运动部件的位置和运动范围的坐标系。2.2数控编程的基础.2023/7/2211ISO标准规定：（1）机床的直线运动采用右手直角笛卡儿坐标系，如右图2.1，其坐标轴命名为x，y，z，使用右手定则判定方向，绕x，y，z各轴的回转运动及其正方向+A，+B，+C分别用螺旋法则判定。x，y，z三轴的正方向是使工件尺寸增加的方向。2.2数控编程的基础.2023/7/2212（2）以平行主轴的轴线为z轴（即z坐标的运动由传递切削力的主轴所规定），若机床上有几个主轴或无主轴（如刨床），则取垂直于工件装夹面的轴为z轴；

x轴是水平方向的，并且平行于工件装卡面，对无旋转刀具（或工件）的机床，X轴平行于主要的切削方向，且以该方向为正方向，对于工件旋转的机床，X轴是在工件的径向且平行于横滑座，对于刀具旋转的机床，若Z轴是水平的，沿刀具主轴向工件看时，正X的方向指向右方；

y轴用右手直角笛卡儿坐标系确定。2.2数控编程的基础.2023/7/2213（3）编程时，一律看作是刀具相对于静止的工件运动，并将刀具远离工件的方向定为坐标轴的正向。标准坐标系的原点和A、B、C运动的0°位置是可任选的，对某一机床必须确定，一旦确定原点，则标准坐标系就成为机床坐标系。2.2数控编程的基础.2023/7/22142、机床原点与参考点

机床的原点：就是机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定，又称机床零点(M点）或机械原点,它是其它所有坐标系的基准点。

数控车的机床零点一般设在主轴前端面的中心，即在主轴法兰盘接触面的中心，主轴与z轴平行，x轴水平与z轴垂直。

数控铣的机床零点因生产厂家而异。有的设在左前上方，有的设在工作台中心。2.2数控编程的基础.2023/7/22152.2数控编程的基础

机床坐标系的正确建立是通过操作刀具或工件返回机床零点M而建立，但在大多数情况下，当已装好刀具和工件时，机床的零点已不可能返回，故需设置参考点R

。

参考点的位置是由每个运动轴上的挡铁和限位开关精确地预先确定好，参考点多位于加工区域的边缘，参考点R和机床零点M的坐标位置关系是固定的，其位置参数存在数控系统中。在增量行程测量的控制系统中，用参考点来确定起始位置。

参考点是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的增量测量系统进行标定和控制的点。.2023/7/22163、工件坐标系工件坐标系是以工件设计尺寸为依据建立的坐标系。编程尺寸均按工件坐标系中的尺寸确定，工件随夹具安装在机床上，这时测得的工件原点与机床原点之间的距离称作工件原点偏置。该偏置在加工前预存到系统中。

车削工件零点一般放在工件得右端面或左端面且与主轴中心线重合。铣削工件零点一般设在工件外轮廓的某一角上。2.2数控编程的基础.2023/7/22174、绝对尺寸与增量尺寸

绝对尺寸：是从工件坐标的原点进行标注的零件尺寸（即坐标值）。

增量尺寸：是相对于前一点的位置增量进行标注的某点零件尺寸。即零件的后一点的位置是以前一点为零点进行标注的。2.2数控编程的基础.2023/7/2218二、编程的工艺基础数控加工工艺涉及的内容很多，有些与普通加工机床相似。但数控加工又有其特点：（1）数控加工的工序内容相对复杂,十分具体。（2）数控加工的程序编制比普通机床的工艺规程的编制要复杂，工艺处理相当严密。如需考虑工序内对刀点、换刀点及走刀路线等。2.2数控编程的基础.2023/7/22191、加工工件的选择

数控车适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内形腔。

数控立式镗铣床和立式加工中心适于箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内外型腔等。

数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。

多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。2.2数控编程的基础.2023/7/22202、加工工序的划分在数控机床上加工零件的工序划分方法有：（1）刀具集中分序法（2）粗、精加工分序法（3）按加工部位分序法2.2数控编程的基础.2023/7/22213、工件的装夹方式对零件的定位、夹紧方式要注意以下问题：（1）尽量采用组合夹具。当工件批量大，工件精度要求高时，可设计专用夹具。（2）零件定位、夹紧部位的选取应考虑到便于工件加工、换刀、测量，不会发生干涉现象等。（3）夹紧力应力求通过（或靠近）主要支承点或在支承点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。（4）零件的装夹、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。2.2数控编程的基础.2023/7/22224、加工路线的确定

加工路线是指数控机床加工过程中刀具运动的轨迹和方向。确定加工路线时应考虑以下几点：（1）选择最短走刀路线，尽量减少进退刀时间和其它辅助时间。（2）在铣削加工零件轮廓时，要恰当考虑顺铣或逆铣的加工方式，以提高零件的表面粗糙度和加工精度，最终轮廓应最后一次连续加工出来。（3）选择合适的进退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿，进退刀位置应该选在不重要的位置。（4）一般先加工外轮廓，再加工内轮廓。（5）要选择工件在加工后变形较小的路线。2.2数控编程的基础.2023/7/22235、切削用量的选择切削用量的确定原则：（1）在机床、工件、刀具刚度允许情况下，背吃刀量等于加工余量。（2）切削速度的选择主要取决于刀具耐用度。（3）进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。6、确定对刀点与换刀点对刀点是刀具相对工件运动的起点。2.2数控编程的基础.2023/7/2224

第2章数控加工的程序编制2.3数控标准.2023/7/2225一、ISO、EIA代码代码是表示信息的符号体系。数控用的信息，如字母、数字和符号等，用二进制数编码表示，也可用纸带上的一行孔来表示，有孔表示二进制的“1”，无孔表示“0”。国际上数控机床常用的代码有ISO和EIA两种代码。

ISO码是国际标准化组织制定的代码；

EIA码是美国电子工业协会制定的代码。

ISO代码由七位二进制数及偶校验位组成，其第八位用作补偶位。

EIA代码由六位二进制数及奇校验位组成，其第五位用作补奇位。2.3数控标准.2023/7/2226ISO的优点：1）ISO码信息量大。2）ISO比EIA的规律性强，易识别，为数控装置的逻辑设计带来方便。3）ISO与ASCII码相同，使其易于与计算机配合。

实际编程时，由于只是用字符和数字编写，不直接涉及数控系统内部代码，故用那种代码影响不大，若用纸带作控制介质，应注意。系统中有两种标准格式的系统参数供设置。2.3数控标准.2023/7/2227二、程序结构与程序段格式

1、数控程序的组成零件的加工程序由主程序和子程序组成，子程序有多级套嵌。一个完整的程序由若干个程序段组成，一个程序段又由若干个字组成。

字的定义是：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、传递和操作。常规加工程序中的字都由一个英文字符和随后的若干位10进制数字组成。这个英文字符称为地址符，其含义见表2.1。字是表示某功能的代码符号，也称为指令代码。2.3数控标准.2023/7/22282、程序段格式程序段的格式是程序段中的字、字符和数据的安排形式。

（1）固定程序段格式规定了输入时所有可能出现的各个字的顺序和各个字的位数，即使与上一段相比某些字没有改变，也要重写而不能略去。

（2）分隔符顺序格式预先规定输入时所有可能出现的字顺序，但所有字的地址均用分隔符“HT”表示，不需要的或上一程序段继续有效的字可略，不过必须补出分隔符。如：001HT01HT1500HT2000HT15HT30HT11HT06HTLFNGXZFSTMLF又如：BXBYBJGZ

坐标坐标记数长度计算方向加工指令2.3数控标准.2023/7/2229（3）字——地址程序格式是一种可变程序段格式，每个程序段由若干个字组成，每个字由英文字母开头，其后紧随数字构成的，字的排列顺序没有严格的要求，不需要的字及与上段相同的字可不写。它代表系统的一个具体指令，其格式为：

N4G2X±5.3Y±5.3Z±5.3F4.3S4T2M2LF

优点：程序中所含信息的可读性强，便于人工编辑修改。数控系统解释便捷。2.3数控标准.2023/7/22303、程序段中“功能字”的含义（1）程序段号字表示程序执行的顺序，由N和其后的1---4位数字组成。（2）准备功能字（也称G功能或G代码）

定义：建立机床或控制系统工作方式的一种命令。由G和其后的两位数字组成.

标准对G代码进行了分组,在一个程序段中可以指定不同组别的G指令。G指令分为模态和非模态，即续效和非续效两种状态。模态指令，只要指定一次，在它被同组的其他G指令取代或被注销以前，其功能一直有效。非模态G指令，其功能只在出现的程序段中起作用，因此，每次使用前都必须指定。2.3数控标准.2023/7/2231（3）坐标字——尺寸字尺寸字在程序段中主要用来指令机床刀具运动到达的坐标位置。坐标字地址代码：X，Y，Z；U，V，W；P，Q，R；A，B，C；D，E；I，J，K。数值带小数点时，小数点前一位单位为毫米；不使用小数点时，以系统分辨率（或脉冲当量）为单位。2.3数控标准.2023/7/2232（4）进给功能字----F功能表示刀具相对于工件的运动速度。指定方法有：

1）直接指定法：用F后的数字直接指定进给速度mm/min。在螺纹切削程序段中，F指令导程mm/r。

2）时间倒数法：F后面的数字是刀具以一定的进给速度走完编程轨迹所用时间的倒数，1/min。2.3数控标准.2023/7/2233（5）主轴速度功能字——S功能字主要用来指定主轴转速或速度。r/min,mm/min。可用S后的数字直接指定转速。也有采用S后两位代码数来表示的。（6）刀具功能字——T功能字

T功能字采用T及随后的代码化数字表示，主要用来选择刀具号，也可用来选择刀具偏置和补偿。T后数字表示刀号，刀具补偿，刀具型式，不同系统有不同的指定和含义。如T12，T1214

西门子840D系统采用TXDX的形式，如T1D1表示选择1号刀，执行1号刀补。2.3数控标准.2023/7/2234（7）辅助功能字——M功能字由地址符M和随后1到3位数字组成，它用来指定机床主轴的启停，冷却液的通断等规定的辅助功能。各种系统中M代码的含义差别比较大，但M00到M06，M30的含义是一致的（可参见教科书的106页）。

M代码也有续效和非续效之分，应注意的是M代码指定的动作和工作状态的开始时间，有些代码是与程序段指令运动同时开始，而有些代码则是在程序段所有的指令均完成后才开始动作。2.3数控标准.2023/7/2235（8）程序段结束符

ISO标准为“LF”，EIA标准为“CR”，有的系统为“*”，“；”。在程序的开头加上程序号，FANUC系统采用字母O和其后的几位数字表示，SIMENS系统采用字符%和其后的几位数字或文字表示。2.3数控标准.2023/7/2236

第2章数控加工的程序编制2.4数控系统的指令代码2.4.1、与坐标系有关的G代码2.4.2、坐标值尺寸G代码2.4.3、关于参考点的G代码2.4.4、插补功能G代码2.4.5、进给功能G代码2.4.6、切削速度控制G代码2.4.7、补偿功能G代码2.4.8、固定循环指令2.4.9、辅助功能M代码.2023/7/2237一、G功能代码1、与坐标系有关的G代码在增量测量的系统中，机床坐标系用开机后手动返回参考点来设定，参考点的坐标值预先由参数设定。（1）选择机床坐标系指令（G53）功能：通过重新设置参考点坐标值的方法，在已设定的机床坐标系基础上改变机床坐标系。作用：使刀具快速返回到所设定的参考点。如图。格式：（G90）G53XαYβ；注意：为非模态指令，执行指令时应取消刀补，且须手动返回参考点或G28后才使用。2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/2238（2）工件坐标系设定指令G92

功能：通过确定对刀点距工件坐标系原点的距离，即刀具在工件坐标系的坐标值而设定了工件坐标系。

作用：程序从对刀点开始，以后的绝对指令值均是此工件坐标系中的坐标值。该指令不产生运动，只是设定工件坐标系。

格式：NXXG92XZ；或NXXG92XY；

2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/2239（3）选择工件坐标系指令（G54～G59）

这六个坐标系是在机床坐标系设定后，通过CRT/MDI控制面板用参数设定每个工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移量，而预先在机床坐标系中建立起的工件坐标系。编程时，可任选一个。

格式：G90G55G00XY；2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/2240

可用改变外部工件原点偏移量（EXOFS）和工件原点偏移量（ZOFS1～ZOFS6）来改变已设定好的工件坐标系G54～G59。2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/22411）用G10指令改变偏移量

G10指令可分别改变每个工件坐标系偏移量。

格式：G10L2PpIP；其中：L2——表示G10用于改变工件坐标系。

PP——p=0时，指定外部工件原点偏移量。P=1～6时，指定1～6工件坐标系。

IP——用G90指定时，表示各轴的工件原点偏移量,用G91指定时，表示该值附加到原已设定的工件原点的偏移量上，形成新的工件原点偏移量。2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/22422）用G92指令改变偏移量

格式：G92IP；

功能：使用G54～G59选择的工件坐标系原点移到新建工件坐标系原点。即原工件坐标系（G54～G59）的原点进行了偏移，从而放弃了旧的工件坐标系建立了新的工件坐标系。用G92产生的坐标原点偏移量加到原来所有的工件坐标系上，它们的原点均移动相同的量。（图2.7）2.4.1与坐标系有关的G代码

外部工件原点偏移量对此无影响。.2023/7/2243（4）附加工件坐标系选择指令G54.1

功能：可选择除G54～G59外的附加工件坐标系48个。

格式：G54.1Pn；其中；Pn——附加工件坐标系的代码，n=1～48。附加工件坐标系工件原点偏移量的设置指令格式为：

G10L20PnIP；其中：Pn——设置工件坐标系原点偏移量的代码，n=1～48。

IP——轴地址和工件坐标系原点偏移量的坐标值。2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/2244（5）设定局部坐标系指令（G52）

功能：在工件坐标系中设定子工件坐标系，即局部坐标系。图2.9

格式：G52IP

；设定局部坐标系

G52IP0；取消局部坐标系其中：IP

——局部坐标系原点偏移量，可用其坐标值表示。用“G52IP

；”可设定了全部工件坐标系（G54～G59）中的局部坐标系，每个局部坐标系的原点均是由工件坐标系中的IP

值设置的，设定了局部坐标系后，在G90下，程序指定的坐标值是局部坐标系中的绝对值。2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/2245（6）坐标平面设定指令G17、G18、G19

功能：用G17，G18，G19指令分别设定XY平面，ZX平面，YZ平面。图2.10。

作用：用于选择插补平面、刀补平面、钻削指令等。

格式：G17XP

YP

；XP为第一轴

G18ZP

XP

；ZP为第一轴

G19YP

ZP

；YP为第一轴

注意:1)在G17、G18或G19程序段中，基本的三个坐标轴地址可省。

2)运动指令坐标与平面选择无关.2.4.1与坐标系有关的G代码.2023/7/22462坐标值尺寸G代码（1）绝对值和增量值编程指令（G90、G91）图2.11

格式：G90IP

；绝对指令

G91IP

；增量指令2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2247（2）极坐标尺寸指令（G15、G16）

功能：用极坐标表示刀具运动所到达点的坐标值。极坐标平面用G17、G18、G19选择，其第一轴指令半径，第二轴指令角度。角度的方向以所选平面的第一轴的正方向为基准，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负。

G16为极坐标指令，G15为取消极坐标指令。格式：G□□G○○G16；建立极坐标指令方式

GXXIP

；极坐标指令

……；

G15；取消极坐标指令其中：G□□---选择极坐标平面；G○○——G90或G91；GXX--指令代码。

IP

指定所选极坐标平面的轴地址，第一轴指令半径，第二轴指令角度。2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2248

用G90时，工件坐标系的原点是极坐标系的原点，并以此度量半径；

用G91时，现在的位置作为极坐标的原点，并以此度量半径。2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2249

在这两种情况下，极坐标角度编程可以用绝对值指令或增量值指令。2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2250例：图2.14，加工圆周上三个孔，已知角度分别为300、1500、2700

，半径R=100mm

绝对指令编程增量指令编程

N1G17G90G16；N1G17G90G16；

N2G99G81X100.0Y30.0Z-20.0N2G99G81X100.0Y30.0Z-20.0R5.0F200.0；R5.0F200.0；

N3Y150.0；N3G91Y120.0N4Y270.0；N4Y120.0N5G15G80；N5G15G80；2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2251（3）公/英制转换指令（G20、G21）

该指令在程序的开始，坐标系设置之前，用单独的程序段来设定公、英制输入功能。

格式：G20；英制输入

G21；公制输入该指令设定之后，在增量系统，以最小增量单位输入数据。长度最小0.001mm、0.0001in。公/英制的角度都用度来测量，最小单位0.0010。2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/2252（4）小数点编程

数控系统在尺寸字中允许用小数点或不带小数点的数编程，有的允许混合使用。小数点的标识方法由参数设定选择，一般用标准型的小数点记数法编程，有小数点时，小数点前一位单位是毫米，没有时，编程数值单位是最小增量单位。计算器型小数点记数时，编程数值被认作由毫米、英寸、度设定的无小数点的数。

注意：1）一个数值中，小于最小增量输入单位的小数部分被截去。

2）当数据位数超过规定的八位时，产生报警。（5）直径与半径值指定

由参数选择，一般用于车削类数控机床。2.4.2坐标值尺寸G代码.2023/7/22533、关于参考点的G代码参考点一般作为换刀点和坐标系测量零点等使用。可通过手动和自动返回参考点两种方法使刀具移到参考点。最多可设置四个参考点。（1）自动返回参考点指令G28

功能：该指令使刀具经过中间点按指令的坐标轴自动返回到参考点。

格式：G28IP

；其中：IP

是返回到参考点前的中间点坐标。这个程序段中指定的中间点坐标将被储存在数控系统的存储器中，对于其它的轴应预先设定中间点。在执行这个指令前，取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。2.4.3关于参考点的G代码.2023/7/2254（2）返回到第二、第三或第四参考点指令G30

功能：与G28相似。

格式：G30P2IP

；或G30P3IP

；或G30P4IP

；在增量值系统中，没有绝对值编码器，故采用返回到第二、第三或第四参考点指令功能。该指令只能在自动返回第一参考点G28或手动返回参考点以后使用。换刀点与第一参考点不相同时，G30指令被用于运动到自动换刀点。2.4.3关于参考点的G代码.2023/7/2255（3）自动从参考点返回指令G29

功能：使刀具从参考点经中间点按指令的坐标轴以各轴的快速运动速度自动地返回到设定点。

格式：G29IP

；其中：IP

为指令设定的目的点坐标。2.4.3关于参考点的G代码.2023/7/2256

用增量值编程时，指令值是目的点相对于中间点的增量值；用绝对值编程时，指令值是目的点相对于工件坐标系原点的坐标值。如图2.15，程序如下：

G28G90X1000.0Y700.0；返回参考点（A→B→R），程序运动从A→B；

T1111；在参考点换刀；

G29X1500.0Y200.0；从参考点返回（R→B→C），程序运动从B到C。2.4.3关于参考点的G代码.2023/7/2257（1）快速定位指令G00

功能：使刀具在工件坐标系中快速定位到指令指定的位置。

格式：G00IP-； 其中：IP-，对于绝对编程表示终点坐标，对于增量编程，表示刀具移动的距离。G00指令中的快进速度由机床的参数对各轴分别设定，不能用程序规定。刀具运动轨迹用参数选择为非插补定位轨迹（联动直线轴的合成轨迹不总是直线）和直线插补定位轨迹两者之一。运动过程中无切削，有升降速控制。如图2.16。注意：为了防止刀具碰撞工件，常使用非插补定位方法。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2258（2）直线插补指令G01

功能：使刀具沿直线运动。可使刀具沿单轴运动，平面直线运动，空间直线运动。

格式：G01IP-F-；

G01在运动的过程中进行切削加工，G01、F均为模态指令，速度F沿刀具轨迹方向度量，若无F指令，则被视作0速度。在直线轴α和旋转轴β进行线性插补时，进给速度是在α轴和β轴的笛卡儿坐标系中运动轨迹的切线方向的速度，用F（mm/min）指令，这时旋转轴β用度/分为单位来表示。其计算方法是假想旋转轴指令的是直线位移量。按与直线轴相同的方法计算，公式为：2.4.4插补功能G代码.2023/7/2259应用举例：图2.18（a），（b）。程序如下：

直线轴插补G91G01X200.0Y100.0F200.0；旋转轴插补G91G01C-90.0F300.0；2.4.4插补功能G代码.2023/7/2260（3）圆弧插补指令G02G03

功能：使机床在各坐标平面内执行圆弧运动并切削出圆弧轮廓。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令，判断顺逆圆弧方向的方法是：从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正向往负向看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02.如图2.19所示。

格式：2.4.4插补功能G代码.2023/7/2261其中：1）X，Y，Z指定圆弧的终点

2）I，J，K指令圆心相对于起点的坐标增量值。如图2.20。即为起点指向圆心的矢量在X，Y，Z坐标的分矢量。增量为零时可省。2.4.4插补功能G代码.2023/7/22623）当X，Y或Z省略（起点和终点重合）且圆心用I，J，K指令时，表示整圆。4）R指令圆弧半径。若圆心角≤180度，R为正值。当圆心角大于180度时R值为负，如图2.21。小圆弧:G90G02X60.0Y20.0R50.0F300.0;大圆弧:G90G02X60.0Y20.0R-50.0F300.0；若X，Y，Z均被省略,只用R，则表示0度的圆弧。例G02R-；(刀不动）用R参数时，不描述整圆。2.4.4插补功能G代码注意：1）当同时指令I，J，K和R时，则用R指令的圆弧优先。

2）当圆弧的中心角接近180时，计算圆心坐标将产生误差，这时圆心用I，J，K指令。.2023/7/2263例：图2.22，程序如下：

G92X200.0Y40.0Z0;G90G03X140.0Y100.0I-60.0F300.0；

G02X120.0Y60.0I-50.0；2.4.4插补功能G代码.2023/7/2264(4)螺旋线插补指令（G02G03）

通过圆弧插补和其它一个（或两个）轴与其同步运动实现。

功能：指令使刀具沿螺旋线轨迹运动。如图2.23。格式：2.4.4插补功能G代码

其中：α、β为不参加圆弧插补的任一轴，最多到两个轴可以被指定。F代码规定为刀具沿圆弧的进给速度。直线轴的进给速度=F*直线长度/圆弧的弧长注意：刀具偏移、刀具的长度补偿不能在螺旋线插补程序中使用。.2023/7/2265（5）圆柱插补指令（G07.1或G107）

功能：将圆柱外表面展开，然后进行编程。将旋转轴所转过的角度值在系统内转换成直线轴沿外表面的直线距离，用其它轴实现插补计算，计算之后，再重新转换成旋转轴的转动角度。

格式：G07.1IPr；圆柱插补方式开始（允许圆柱插补）

……

……

；圆柱插补指令

G07.1IP0；圆柱插补方式取消其中：IP为旋转轴的地址；r为圆柱的半径。开始和取消指令必须在单独的程序段。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2266

圆柱插补的平面选择，首先用参数指定平行于X，Y或Z轴的旋转轴（A，B或C），然后确定插补平面G代码。用指定的旋转轴代替插补平面中与其平行的直线轴，构成圆柱插补平面。其中旋转轴被看作线性轴指定。圆弧插补指令只能设定一个旋转轴。在圆柱插补方式中，允许用旋转轴和一个直线轴进行圆弧插补，指令中可以使用半径R，单不能用地址I，J和K，R的单位不用角度，而是毫米或英寸，（公制或英制输入）。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2267例：指定C轴平行于X轴，G18为插补平面（ZX→ZC），见图2.24程序为：O0001

N01G00G90Z100.0C-10.0；

N02G01G91G18Z0C10.0；

N03G07.1C57296；（360/2*3.1415=57.2957）

N04G90G01G42Z120.0D01F250.0；

N05C30.0；2.4.4插补功能G代码.2023/7/2268

N06G03Z90.0C60.0R30.0；N07G01Z70.0；

N08G02Z60.0C70.0R10.0；N09G01C150.0；

N10G02Z70.0C190.0R75.0；N11G01Z110.0C230.0；

N12G03Z120.0C270.0R75.0；N13G01C360.0；

N14G40Z100.0；N15G07.1C0；

N16M30；2.4.4插补功能G代码.2023/7/2269动画2.4.4插补功能G代码.2023/7/2270

圆弧插补方式中，刀具偏移的开始和结束均在圆柱插补方式中进行。注意：1）建立圆柱插补方式前，应取消任一种正在执行的刀补。

2）在圆柱插补方式中，不能指定快速循环定位的操作和与选择设定工件坐标系有关的指令。

3）圆柱插补方式不能嵌套。必须先取消，再重新设置。

4）当使用分度工作台分度功能时，不能指令圆柱插补。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2271（6）切削螺纹指令（G33）

功能：用于加工固定导程的直螺纹。

格式：G33IP-F-；其中：IP-——螺纹终点位置，F-——

长轴方向导程（或螺距）一般切削螺纹在粗加工和精加工时，刀具轨迹一样，切深在增加。

由于伺服系统滞后等原因，在螺纹切削的起点和终点会产生一小段不规则螺距，采用比指定的切削长度稍微长一点的办法来解决。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2272注意：1）主轴速度过高会因系统响应跟不上而使螺纹破牙，故规定

1≤主轴转速n（r/min）≤最大进给速度（mm/min）/螺纹螺距（mm）

2）螺纹加工中，进给速度倍率应固定在100%。

3）螺纹加工时，“进给保持”功能无效。此时按下进给保持按扭，使机床在螺纹加工后的下一个程序段终点停止。有的系统采用等导程螺纹切削指令：G32IP-F-；变导程螺纹切削指令：G34IP-F-K-；其中：K-为主轴每转导程的增减量。

4）螺纹切削指令中，不指定进给速度，主轴转速通过位置编码器检测，刀具的每分进给速度（mm/min）由主轴转速换算得来。f=n*t。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2273多头螺纹切削:用地址Q指定主轴一转信号与螺纹切削起点的偏移角度,可切出多头螺纹。指令格式：（等螺距多头螺纹）

G32IP—F—Q—；

G32IP—Q—；IP-：终点；F-：长轴方向螺距；Q-：螺纹起始角起始角不是模态值，每次使用都必须指定，如不指定，就认为是0。起始角增量值是0.001度，不能指定小数点。起始角范围0到360000之间。2.4.4插补功能G代码.2023/7/2274例：加工双头螺纹程序（起始角度为0和180度）G00X40.0；G32W-38.0F4.0Q0；G00X72.0；W38.0；X40.0；G32W-38.0F4.0Q180000；G00X72.0；W38.0；2.4.4插补功能G代码.2023/7/22755、进给功能G代码进给功能是控制刀具的进给速度。有快速进给，G00速度由参数设定；切削进给，由编程指定。可用控制面板上的开关来调节。切削/快速进给速度的每个轴的速度上限都是用参数设定的。切削进给速度有四种指定方法：（1）每分钟进给量指令G94

用F代码和其后的每分钟的进给量表示。

格式：G94；为模态代码

F-；可用倍率开关来调节（2）每转进给量指令G95

用F代码和其后的主轴每转进给量来表示。

格式：G95；为模态代码，

F-；（mm/r）可用倍率开关来调节2.4.5进给功能G代码.2023/7/2276（3）时间倒数进给速度指令G93

功能：用F后面指令的时间倒数（进给速率数FRN=加工长度/速度，再倒数）间接的表示进给速度。

格式：G93；

F-；（min-1）（4）一位进给速度F代码指令

功能：由F和其后的一位数值组成。

格式：Fn；n——1-9的数字由数字号表示的进给速度用参数设定。F0指令快速进给速度。2.4.5进给功能G代码.2023/7/22776、切削速度控制G代码（1）暂停指令G04

功能：G04可使刀具做短时间的无进给的运动。用于车削环槽，锪平面，钻孔等加工，可提高加工表面质量。

格式：G04X-；或G04P-；其中：X-指定暂停时间或主轴转速（允许带小数点）。

P-指定暂停时间或主轴转速（不允许带小数点）。用参数可将X、P后面的数值设定为每转进给速度方式（G95）中的转速，暂停时间为秒（s）或转数（r），最小值是0.001s，或0.001r。2.4.6切削速度控制G代码.2023/7/2278

7、补偿功能G代码（1）刀具长度补偿指令（G43、G44、G49），也称做刀具长度偏移。

功能：该指令具有补偿刀具长度差额的作用，可使刀具轴向的实际位移量大于或小于程序给定值，即：实际位移量=程序给定值±偏置值

G43为刀具长度正补偿指令，作用是对刀具编程终点坐标作加上一个刀偏量计算；G44为刀具长度负补偿指令，作用是对刀具编程终点坐标作减去一个刀偏量计算；G49为取消刀具长度补偿指令。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2279

通用的格式：G43/G44α

H

；其中：α∈|X，Y，Z，U，V，W|，为补偿轴的终点坐标。

H指定刀具长度偏移值的地址，即指定偏移号H00～H99。偏移值存储在偏置号指定的偏置存储器中。通常H00的偏置量为0，因此可用H00作取消刀具补偿的指令。无论是绝对指令还是增量指令，由代码指定的已存储在偏置存储器中的偏置值在G43时加，在G44时，从α轴运动指令的终点坐标值中减去，计算后的坐标值成为终点。当实际刀长短于编程时的刀长时，偏置量ε为负值，反之为正。根据补偿轴的不同，刀具长度补偿分为A，B和C三类。A是沿z轴的补偿，B是沿X，Y或Z的补偿，C是沿指定的轴补偿。A，B或C的选择由参数设定。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2280

注意：

1）若刀长偏移正在使用，同时长度偏移号也作为刀具半径补偿号，则用H代码表示刀长偏移，用D代码表示刀具半径补偿。

2）B类刀长偏移可沿多轴方向进行，这是通过在多个程序段中设置偏移轴的方法来实现的。用G17、G18、G19设置偏移轴。

3）在刀长补偿方式下执行G53，G28，G30指令时，刀长偏移矢量被取消。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2281程序如下：N01G91G00X120.0Y80.0；N02G43Z-32.0H01；N03G01Z-21.0S200.0F100.0M03；N04G04P2000；N05G00Z21.0；N06X30.0Y-50.0；N07G01Z-41.0；N08G00Z41.0；N09X50.0Y30.0；N10G01Z-25.0；N11G04P2000；N12G00Z57.0H00；N13X-200.0Y-60.0；N14M02；2.4.7补偿功能G代码例：加工图2.33的工件上的A，B，C三孔，刀长偏移H=-4.0。.2023/7/2282（2）刀具位置偏移指令G45~G48功能：可使刀具移动距离增加或减少一个刀具偏移量、或二倍的刀具偏移量。格式：G45IP—D--；

G46IP—D--；

G47IP—D--；

G48IP—D--；2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2283例：N1G46G00X-Y-D-;N2G45G01Y-F-;N3G45G03X-Y-I-J-;N4G01X-;2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2284例：N1G91G46G00X35.0Y20.0D01;N2G47G01X50.0F120.0;N3Y40.0;N4G48X40.0;N5Y-40.0;N6G45X30.0;N7G45G03X30.0Y30.0J30.0;N8G45G01Y20.0;N9G46X0;N10G46G02X-30.0Y30.0J30.0;N11G45G01Y0;N12G47X-120.0;N13G47Y-80.0;N14G46G00X-35.0Y-20.02.4.7补偿功能G代码.2023/7/2285（2）刀具半径补偿G指令（G40，G41，G42）

功能：具有自动计算刀具中心运动轨迹的功能。具有刀具半径补偿功能的数控系统能使刀具中心自动地从工件实际轮廓上偏离一个指定的刀具半径值，并使刀具中心在补偿后的轨迹上运动。刀具半径补偿包括刀具半径偏移和尖角过渡两项工作。根据对尖角过渡的处理方法分：

B功能：在尖角处须人为地增加过渡圆弧或用G39指令指定拐角圆弧插补。

C功能：在尖角处采用折线过度，由系统自动计算转接点，并修正程序。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2286

刀具半径补偿执行过程分:建立刀补，执行刀补和取消刀补三步。在刀补建立阶段，首先要建立刀具偏移矢量。其大小放在内存中，由D代码（或H代码）指定。

格式：其中：G41为左刀补，G42为右刀补，

D-表示刀具半径补偿值的代码（即刀偏号），

IP-指令坐标轴的运动值。

G40为取消刀补。刀补前必须指定刀补平面，而在指定的刀补平面外的坐标轴不受偏移的影响。三轴联动时，刀具轨迹投影到偏移平面上，偏移量按此平面指定和计算。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/22872.4.7补偿功能G代码.2023/7/2288注意：

1）当G41，G42被指令时，CNC用G00或G01直线运动建立刀补，从而进入刀具半径偏移方式。

2）在偏移方式中，通过G00，G01，G02，G03指令执行刀补。若有多个程序段无运动，将产生过切或少切。

3）在刀具半径偏移方式中，指令G40或使用D0代码，并且在G00或G01直线运动中，CNC取消刀补。

4）当更换刀具需要改变刀具半径补偿时，一般在偏移取消方式中进行。若在偏移方式中改变刀补，那么程序段终点的偏移量被计算出，作为新的刀补值如图2.43。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2289

5）若刀具半径偏移量为负值，则程序中用G41，G42指令的全部程序段均相互替换。进行图形重新分配，如图2.44。通常用偏移量的正值编程。

6）刀具半径补偿值由刀具偏移号表示，D地址后的数字为1到3位数。D0表示刀具偏移量为零。D代码为模态指令。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2290N1G92X0Y0Z0；N2G90G17G00G41D07X250.0Y550.0；N3G01Y900.0F150.0；N4X450.0；N5G03X500.0Y1150.0R650.0；N6G02X900.0Y1150.0R-250.0；N7G03X950.0Y900.0R650.0；N8G01X1150.0；N9Y550.0；N10X700.0Y650.0；N11X250.0Y550.0；N12G00G40X0Y0；N13M30；2.4.7补偿功能G代码例：加工如图2.45零件的轮廓，刀具偏移号为D07，其程序如下：.2023/7/22912.4.7补偿功能G代码例：加工如图2.45零件的轮廓，刀具偏移号为D07，其程序如下：.2023/7/2292（3）拐角圆弧插补指令G39

功能：在刀具半径补偿B功能的偏移方式中指定，实现拐角加工的圆弧过渡，拐角圆弧插补的半径等于补偿值。

格式：G39；或G39注意：1）G39插补的方向由前面已指定的G41，G42代码决定，G39是非摸态代码。2）用无I，J，K的G39格式编程时，拐角圆弧终点的矢量垂直于下一个程序起点；用有I，J，K的G39格式编程时，所形成拐角圆弧终点的矢量垂直于由I，J或K值确定的矢量。3）G39程序段之后，必须是运动程序段。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2293例：图2.46a图2.46bN1G01Y10.0F-；N1G01Y10.0F-；N2G39；N2G39I-1.0J2.0；N3X-10.0；N3X-10.0Y20.0；2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2294（4）刀尖R补偿指令（G40、G41、G42）数控车编程时，常将刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖是有圆角的，因此以车刀刀尖点编出的程序在端面、外圆、内孔等与轴线平行的表面加工时不产生误差，但在进行圆弧、圆锥面及倒角切削时，就会产生少切或过切等加工误差。如图2.50。为此须用刀尖R补偿指令，可自动地控制刀尖运动。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/2295

工件与刀具的相对位置可用G41，G42，G40指令确定，G41，G42分别为左偏和右偏补偿指令，G40为取消指令。使用G41，G42指令时，需要有一个起始程序段，因为刀具是在起始程序段中完成圆弧半径补偿运动的，起始程序段结束后，刀尖中心即停留在程序轨迹起点的垂直位置上。刀尖半径R，车刀形状和刀尖圆弧位置可预先输入参数表。刀尖圆弧位置的方位见图2.50c。2.4.7补偿功能G代码.2023/7/22968、固定循环指令(1)钻镗类固定循环指令(G73、G74、G76、G80-G89)

功能：相当于用多个程序段指令组合而成的加工操作，也就是用一个固定循环G指令程序段代替多个加工操作的程序段。从而使加工程序及编程过程得以简化，缩短程序,节省内存。2.4.8固定循环指令.2023/7/2297

每一种循环都由多个简单动作组合而成的。如图所示，一个固定循环最多时由下列六个动作顺序组成：动作1X、Y轴定位(增量或绝对值)；动作2快速进给到R点平面；动作3孔加工；动作4孔底的动作；动作5退回到R点平面；动作6快速退回到初始平面。2.4.8固定循环指令.2023/7/2298

固定循环中的定位平面由G17，C18或G19指定，其定位轴为组成该平面的坐标轴或平行于定位平面的轴。钻孔轴(固定循环中孔加工轴：钻、镗和攻螺纹轴)为基本轴X、Y和Z(或平行于基本轴的U、V和W轴等)，这些轴不构成定位平面，但垂直于定位平面。刀具到孔底后，根据G98、G99的不同，可以使刀具相应地返回到初始点平面(G98)和R点平面或叫参考平面(G99)。

取消固定循环用G80和01组的G代码（G00、G01、G02、G03、G60)。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/2299格式：固定循环指令包含孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据。

以在XY平面上的孔为例：

G□□X—Y—Z-R-Q-P-F-K-；

孔加工方式孔位置数据孔加工数据循环次数其中：孔加工方式指令分别为G73、G74、G76、G81-G89。孔位置数据(X、Y)用增量坐标或绝对坐标指定，刀具各点之间的运动轨迹和进给速度与G00的定位情况相同。

Z-：增量编程时(G91)指从R点到孔底的增量值。绝对编程时(G90)指孔底的坐标值。

R-：增量编程时(G91)指从初始平面(调用固定循环时，刀具所定位的平面)到R点的增量值。绝对编程时(G90)指R点的坐标值。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22100Q-：G73、G83方式时指每次进刀量；G76、G87方式时指刀具让刀的位移量(任何状态均以增量值给定）。

P-：孔底的暂停时间。

K-：加工相同距离的多个孔时，可以指定循环次数K(最大为9999)。K只在指定的程序段有效，第一个孔的位置要用增量值(G91)表示，如用G90，则在同一位置加工。指定K0只存储数据，不加工。加工一个孔时，K可省略。注意：固定循环指令允许把相关数据存储在数控系统中，固定循环指令及其数据为模态量。在固定循环中，如果复位，则孔加工方式及孔加工数据保持不变，孔位置数据被取消。因此在固定循环中按了复位按钮，孔加工方式不被取消，在遇到运动指令时仍会自动调用固定循环。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/221011)高速深孔钻削循环(G73)

功能：该指令执行高速深孔钻削循环，它以间歇进给、重复运动的方式进行加工。

格式：G73X—Y—Z—R—Q—F—K—；其中：Q为每次切削进给的深度，值为q。循环动作见图2，52。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/221022.4.8（1）钻镗类固定循环指令

G73指令特点是每次间歇进给后的退回量d(其值由参数指定)很小，这样保证了深孔钻削的高效率。指令G73代码前，需用辅助功能M代码指令主轴旋转。当在同一程序段指定G73和M代码时，M代码在钻削循环第一次定位(定位平面内)时执行，然后处理下一个操作。刀具长度补偿(G43、G44或G49)可以在固定循环中使用，但只适用于定位到R点之间的补偿。注意：①若想改变钻孔轴，必须取消固定循环；②在固定循环程序段中指定Q和R值才能进行钻孔循环。如果已指定Q和R但不加工，那是因为没有存储模态数据；③在固定循环中刀具偏移(G45-G48)被忽略。.2023/7/221032)深孔加工循环(G83)

功能：该固定循环指令以间歇进给方式完成深孔加工。其动作与G73相似，主要区别是每次间歇进给后退回到R平面。而且下一次切削进给前留有预留量d(用参数指定)，这样每次进给加工的切屑清除彻底，使刀具处于较好的工况下。但是加工效率受到一定影响。

格式：G83X—Y—Z—R—Q—F—K；其中：Q为用增量表示的每次切削进给深度。循环动作见图2．57。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22104

G83指令还可用于小孔的深孔钻削循环。

功能：在固定循环钻削中，当刀具轴上的转矩超过规定值时(发出检测信号)，主轴转数和切削速度改变，刀具缩回，然后钻削重新开始，而且这些操作在循环中重复进行。小孔深孔钻削循环方式是用参数设定的M代码选择，在G83方式中指定后开始循环加工。小孔深孔钻削循环方式的取消用G80指令或重新设置来实现。

格式：G83X—Y—Z—R—Q—F—I—K—P—

；其中：I为刀具前进或回退的速度(指令形式与F代码相同)，如果省略则用参数指定的值作为缺省值；K为回退操作的次数(根据需要)；P为孔底的暂停时间，如果省略则P0作为缺省值。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22105

循环动作见图2.58。图中，Δ：初始间隙。刀具回到R点的起始位置或第二次(或后续)钻削开始位置与孔底的距离。

q：每次切削深度。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22106

小孔深孔钻削循环的操作(动作)组成如下：①沿X轴和Y轴定位。②沿Z轴负方向在R点定位。③在Z轴负方向钻孔。第一次钻削深度为q，用增量值表示。④回退(从孔底到小间隙Δ位置，用增量值表示)。回退(从小间隙Δ位置到R点)。推进(从R点到小间隙的高点)。钻削(第二次或后续的钻孔，钻削深度为q+Δ，用增量值表示)。⑤暂停(达到要求的孔深时)。⑥在Z轴正方向返回到R点或初始平面，循环结束。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22107

小孔深孔钻削循环应用的例子如下：N01M03S—

；指定主轴正向旋转和主轴速度；N02M□□；指定M代码(该代码由参数设定)建立G83的小孔深孔钻削循环方式；N03G83X-Y-Z-R-Q-F-I-K-P-；指令小孔深孔钻削循环，钻削数据

(除K和P外)存储，钻削开始；N04X-Y-；钻削下一个小孔。孔深方向的位置数据同N3程序段；……N10G80；取消小孔深孔钻削循环，在N2中指定的M代码也被取消。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/221083)左旋螺纹攻螺纹循环(G74)

功能：在左螺纹攻螺纹固定循环中，主轴反时针旋转，刀具按每转进给量进给。刀具到达孔底时，程序暂停，主轴转向变为右旋(顺时针)，以反向进给速度退回。刀具到达R点平面后进给暂停，主轴转向变为逆时针。然后进行下一个孔的攻螺纹或返回到初始平面。

格式：G74X—Y—Z—R—P—F—K—

；其中：P为暂停时间。循环动作见图2．53。

注意：攻螺纹循环中进给倍率无效，必需用浮动夹头。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/221094)攻右旋螺纹循环(G84)

功能：该固定循环指令能完成正螺纹(右旋)的加工。在攻螺纹循环中，主轴正转，刀具进给。当刀具到达孔底时，进给暂停，主轴反转，刀具以进给速度返回。刀具到达R点后，进给暂停，主轴变为正转。

格式：G84X—Y—Z—R—P—F—K—；其中：F为主轴一转刀具的进给量(按导程或螺距选取)。循环动作如图2．59所示。

注意：①在攻螺纹时倍率无效，加工不能停止，直到返回操作完成。②指定G84前，用M代码使主轴正向转动。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/221105)精密镗孔循环(G76)

功能：G76固定循环指令能够完成精密镗孔加工工作。在该循环中刀具定位后，主轴正转，接着进行快进和切削进给(镗孔)。刀尖到达孔底时，进给暂停、主轴定向停、刀具离开工件加工面(横向让刀，离开距离为q)，然后快速返回，刀具沿横向移动加工位置，准备下一次加工。

循环动作见图2.54。图中0SS为主轴定向停符号。2.4.8（1）钻镗类固定循环指令.2023/7/22111

格式：G76X-Y-Z-R-Q-P-F-K-；其中：Q为孔底让刀指令代码，位移量为q，Q地址后面的数值必须是正值