数控铣加工中心编程讲义.docx
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数控铣加工中心编程讲义
数控铣、加工中心编程讲义
一、数控机床编程基本知识
二、数控铣床编程基本指令
三、数控铣床编程实例
四、数控铣床编程基本指令
五、数控铣床编程实例
六、用户宏程序
1、机床坐标轴阿里巧巧
2、机床原点、参考点、机床坐标系
3、工件原点和工件坐标
4、绝对、增量编程
5、直径、半径编程阿里巧巧
6、程序格式
1、坐标系统
1）基本坐标轴
数控机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X，Y，Z表示，常称基本坐标轴。
b5E2RGbCAP
2）旋转轴
阿里巧巧
围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。
p1EanqFDPw
基本轴与旋转轴的方向：
阿里巧巧
+X=-X′,+Y=-Y′,+Z=-Z′，
+A=-A′,+B=-B′,+C=-C′
同样两者运动的负方向也彼此相反。
3）附加坐标轴：
在基本的线性坐标轴X，Y，Z之外的附加线性坐标轴指定为U，V，W和P，Q，R。
这些附加坐标轴的运动方向，可按决定基本坐标轴运动方向的方法来决定。
ZJK-7532立式铣床轴的定义
2、机床参考点、机床零点、机床坐标系
机床参考点：
为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个固定的机械的机床参考点<测量起点），<该点系统不能确定其位置）DXDiTa9E3d
机床零点：
通过已知参考点<已知点）、系统设置的参考点与机床零点的关系可确定一固定的机床零点，也称为机床坐标系的原点。
<该点系统能确定其位置）。
RTCrpUDGiT
机床坐标系：
以机床原点为原点，机床坐标轴为轴，建立的坐标系即机床坐标系。
<该坐标系是机床位置控制的参照系）5PCzVD7HxA
3、工件坐标系、程序原点
定义：
工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一点为原点<也称程序原点），建立一个坐标系，称为工件坐标系。
工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。
jLBHrnAILg
5-1、M指令（或辅助功能>
5-2、G指令（准备功能>
五、数控铣床常用编程指令
一、有关坐标和坐标系的指令
1、绝对值编程G90与相对值编程G91
格式：
G90G X Y Z
G91G X Y Z
G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原
点的。
G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位
置而言的，该值等于沿轴移动的距离。
aliqq
G90、G91为模态功能，G90为缺省值。
aliqq
区别:
图8中给出了刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时两种不同指令的区别。
2、坐标系设定G92
格式：
G92 X_Y_Z_A_
其中，X、Y、Z、A为坐标原点<程序原点）到刀具起点<对刀点）的有向距离。
建立：
G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原
点的位置建立坐标系。
此坐标系一旦建立起来，
后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐
标值。
X、Z取值原则：
1、方便数学计算和简化编程；2、容易找正对刀；3、便于加工检查；4、引起的加工误差小；5、不要与机床、工件发生碰撞；6、方便拆卸工件；7、空行程不要太长；xHAQX74J0X
注意
1、执行此段程序只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置，刀具并不产生运动。
aliqq
2、执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起点<对刀点）符合。
3、G92指令必须单独一个程序段指定，并放在程序的首段。
3、工件坐标系选择G54-G59阿里巧巧
格式：
注意事项：
G92指令需后续坐标值指定刀具起点在当前工件坐标系中的坐标值，因此须用单独一个程序段指定，该程序段中尽管有位置指令值，但并不产生运动，在使用G92指令前，必须保证刀具回到加工起始点即对刀点。
使用G54～G59建立工件坐标系时，该指令可单独指定LDAYtRyKfE
aliqq
（如上例中的N02句>，也可与其他指令同段指定（如上例中的N01句>。
使用该指令前，先用MDI方式输入该坐标系坐标原点在机床坐标系中的坐标值，使用G54指令在开机前，必须回过一次参考点阿里巧巧Zzz6ZB2Ltk
4、直接机床坐标系编程G53
格式：
G53
在含有G53指令的程序段中，用绝对值编程（G90>的移
动指令位置就是在机床坐标系中（相对于机床原点>的
坐标值。
G53指令仅在其被规定的程序段中有效。
5、坐标平面选择G17，G18，G19
格式：
G17
G18
G19
aliqq
该指令选择一个平面，在此平面中进行圆弧插补和刀
具半径补偿。
G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19选择YZ平面。
阿里巧巧
移动指令与平面选择无关。
例如在规定了G17 Z_时，
阿里巧巧
Z轴照样会移动。
G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省
值。
二、有关单位的设定
1、尺寸单位选择G20，G21，G22
格式：
G20
G21
G22
本系统采用3种尺寸输入制式：
英制由G20指定，公制
由G21指定，脉冲当量由G22指定，缺省时采用公制。
3种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位如表4所示。
2、进给速度单位的设定G94、G95
格式：
G94[F_]
G95[F_]
G94为每分钟进给，F的单位依G20/G21/G22的设定而分别为mm/min，in/min或脉冲当量/min。
此外，G94F_可以指定旋转轴的速度，旋转轴的速度单位为度/min或脉冲当量/min。
dvzfvkwMI1
阿里巧巧
G95为每转进给，在F之后，直接指定刀具在主轴转一转的进给量，单位依G20/G21/G22的设定而分别为mm/r，in/r或脉冲当量/r。
这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用。
rqyn14ZNXI
G94、G95为模态功能，可相互注销，G94为缺省值。
三、进给控制指令aliqq
1、快速定位指令G00阿里巧巧
格式：
G00 X_Y_Z_A_
阿里巧巧
其中，X、Y、Z、A为快速定位终点，
G90时为终点在工件坐标系中的坐标；
G91时为终点相对于起点的位移量。
阿里巧巧
G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。
2、单方向定位指令G60
格式：
G60 X_Y_Z_A_
其中，X、Y、Z、A、为定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。
EmxvxOtOco
在单向定位时，每一轴的定位方向是由机床参数确定
的。
在G60中，先以G00速度快速定位到一中间点，然
后以一固定速度移动到定位终点。
中间点与定位终点
的距离<偏移值）是一常量，由机床参数设定，且从
中间点到定位终点的方向即为定位方向。
aliqq
G60指令仅在其被规定的程序段中有效。
3、线性进给指令G01
格式：
G01 X_Y_Z_A_F_
其中，X、Y、Z、A、为终点，
G90时为终点在工件坐标系中的坐标；
G91时为终点相对于起点的位移量。
G01和F都是模态代码，G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。
4、圆弧进给指令G02，G03
圆弧进给
阿里巧巧
格式：
其中用G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17，
aliqq
但当在ZX 园弧插补注意事项：
1、当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，aliqq
2、当圆弧圆心角大于180°时,R为负值，
3、整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K；
4、F为编程的两个轴的合成进给速度。
aliqq
例.见下图所示，用Φ8的刀具，沿双点画线加工距离工件上表面3mm深凹槽
例.图27所示的螺旋线程序
G91时：
G91G03X-30.0Y30.0R30.0Z10F100
G90时：
G90G03X0Y30.0R30.0Z10F100
G91时:
G91G19G02Y30Z-30R30X10F100
阿里巧巧
G90时：
G90G19G02Y30Z0.0R30.0X10F100
例.图27所示的螺旋线程序
%0027aliqq
G92X30Y-50Z30
G01Y0F200
G03X0Y30R30Z10
G00Z30
aliqq
X30Y-50
M30
例.下图所示用直径10mm的键槽刀加工直径50的孔，工件高10mm
%0027
N1G92X0Y0Z30 N10G03I-20Z3
N2G01Z11X20F200 N11G03I-20Z2
N3G03I-20Z10 N12G03I-20Z1aliqq
N4G03I-20Z9 N13G03I-20Z0
N5G03I-20Z8 N14G03I-20
N6G03I-20Z7 N15G01X0
N7G03I-20Z6 N16G00Z30
N8G03I-20Z5 N17X30Y-50
N9G03I-20Z4 N18M30
6、虚轴指令G07及正弦线插补
aliqq
格式：
阿里巧巧
虚轴规定如下：
G07 取0时：
指定轴为虚轴
G07 取1时：
指定轴为实轴
7、正弦线插补<虚轴加螺旋线插补）
1、在G07指定{X、Y、Z}0指令之后，{X、Y、Z}轴就为虚轴，
2、虚轴只参加计算，不运动。
aliqq
3、G07仅在其被规定的程度段中有效。
4、虚轴仅对自动操作有效，手动操作无效。
阿里巧巧
例.图28所示，关于Y–Z平面上的单周期正弦曲线插补，X轴为虚轴。
aliqq
X×X+Y×Y=R×R 圆弧半径）
Y=RSIN<2π×Z/L） 单周期Z轴移动量）
阿里巧巧
程序如下：
%0001
N01 G92X0Y0Z0
N02 G07X0G90G03X0Y.0I0J5.0Z20.0F100
阿里巧巧
N04 G07X1
N05 M30
阿里巧巧
例.图28所示，关于x–y平面上的单周期正弦曲线插补，X轴为虚轴。
Z×Z+Y×Y=R×R 圆弧半径）
Y=RSIN<2π×X/L） 单周期Z轴移动量）阿里巧巧
程序如下：
%0001
N01 G92X0Y0Z0
N02 G07Z0G19G90G03Y.0Z0J5K0X20.0F100
aliqq
N04 G07Z1
N05 M30
四、回参考点控制指令
阿里巧巧
1、自动返回到参考点G28
格式：
G28X_Y_Z_A_
其中，X、Y、Z、A、为指令的终点位置
该指令的终点称之为“中间点”，而非参考点。
在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终阿里巧巧
点相对于起点的位移量。
由该指令指定的轴能够自动地定位到参考点上。
阿里巧巧
2、自动从参考点返回G29
格式：
G29X_Y_Z_A_
其中，X、Y、Z、A、为指令的定位终点，
aliqq
在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终
点相对于中间点的位移量。
阿里巧巧
由此功能可使刀具从参考点经由一个中间点而定位于阿里巧巧
指定点。
通常该指令紧跟在一个G28指令之后。
aliqq
用G29的程序段的动作，可使所有被指令的轴以快速进
给经由以前用G28指令定义的中间点，然后再到达指定
点。
G29指令仅在其被规定的程序段中有效。
五、刀具补偿功能指令
1、刀具半径补偿G40，G41，G42
格式：
其中刀补号地址D后跟的数值是刀具号，它用来调用内aliqq
存中刀具半径补偿的数值。
在进行刀具半径补偿前，必须用G17或G18、G19指定补偿是在哪个平面上进行。
a，b必须与指定平面中的轴相对应。
在多轴联动控制中，投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿，平面选择的切换必须在补偿取消方式下进行，若在补偿方式进行，则报警。
SixE2yXPq5
G40是取消刀具半径补偿功能。
G41是在相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀
阿里巧巧
补，如图31阿里巧巧
G42是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀
补，如图31 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
阿里巧巧
例.见图32所示的刀具半径补偿程序。
设加工开始时刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm.
按增量方式编程阿里巧巧
N10G92X0.0Y0.0Z50
N20G91G17G00 由G17指定刀补平面
阿里巧巧
N30G41X20.0Y10.0D01由刀补号码D01指定刀补—刀补启动
N35Z-48M03S500
N38G01Z-12F200
N40G01 Y40.0F100 进入刀补状态
阿里巧巧
N50X30.0
N60Y-30.0
N70X-40.0
N80G00Z60M05
N85G40X-10.0Y-20.0 解除刀补
N90M30
aliqq
按绝对方式编程aliqq
N10G92X0.0Y0.0Z50
N20G90G17G00 由G17指定刀补平面
N30G41X20.0Y10.0D01 启动刀补6ewMyirQFL
N35Z2M03S500
阿里巧巧
N38G01Z-10F200
N40G01Y50.0F100 刀补状态
aliqq
N50X50.0
N60Y20.0
aliqq
N70X10.0
N80G00Z50M05
N85G40X0Y0 解除刀补
阿里巧巧
N90M30
例.见下图所示，用Φ8的刀具，加工距离工件上表面3mm深的凸模
2、刀具长度补偿G43，G44，G49
格式：
其中，a?
{X，Y，Z，U，V，W}，为补偿轴的终点坐标，
H为长度补偿偏置号。
阿里巧巧
假定的理想刀具长度与实际使用的刀具长度之差作为
偏置设定在偏置存储器中，该指令不改变程序就可实
现对a轴运动指令的终点位置进行正向或负向补偿。
阿里巧巧
用G43（正向偏置>，G44（负向偏置>指令偏置的方向。
H指令设定在偏置存储器中的偏置量。
阿里巧巧
无论是绝对指令还是增量指令，由H代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时加，在G44时则是从a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。
kavU42VRUs
偏置号可用H00-H99来指定。
偏置值与偏置号对应，可通过MDI/CRT先设置在偏置存储器中。
对应偏置号00即H00的偏置值通常为0，因此对应于H00的偏置量不设定。
y6v3ALoS89
要取消刀具长度补偿时用指令G49或H00。
G43、G44、G49都是模态代码，可相互注销。
例.图33所示的刀具长度补偿程序。
H01=?
4.0 （偏置值>
N01G91G00X120.0Y80.0M03S500
N02G43Z?
32.0H01
N03G01Z?
21.0F1000
N04G04P2000
N05G00Z21.0
N06X30.0Y-50.0
N07G01Z?
41.0
N08G00Z41.0
N09X50.0Y30.0
N10G01Z?
25.0
N11G04 P2000
N12G00 Z57.0H00 （G49>
aliqq
N13X?
200.0Y?
60.0
N14M05
N15M30
由于偏置号的改变而造成偏置值的改变时，新的偏置值并不加到旧偏置值上。
例如，H01的偏置值为20.0，H02的偏置值为30.0时M2ub6vSTnP
G90 G43 Z100.0 H01 Z将达到120.0
阿里巧巧
G90 G43 Z100.0 H02 Z将达到130.0
刀具长度补偿同时只能加在一个轴上，因此下列指令将出现报警。
要进行刀具长度补偿轴的切换，必须取消一次刀具长度补偿。
0YujCfmUCw
阿里巧巧
G43Z_H_阿里巧巧
G43X_H_ 报警
五、简化编程指令
1、镜像功能G24，G25
格式：
G24X__Y__Z__A__
M98P_
G25X__Y__Z__A__
阿里巧巧
G24建立镜像，由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置<对称轴、线、点），
G25指令用于取消镜像。
阿里巧巧
G24、G25为模态指令，可相互注销，G25为缺省值。
注：
有刀补时，先镜像，然后进行刀具长度补偿、半径补偿。
aliqq
五、简化编程指令
2、缩放功能G50，G51
格式：
G51X_Y_Z_P_
M98P_
G50
其中，G51中的X、Y、Z给出缩放中心的坐标值，P后跟
缩放倍数。
G51既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。
用G51指定缩放开，G50指定缩放关。
在G51后，运动指
令的坐标值以阿里巧巧
放比例进行计算。
使用G51指令可用一个程序加工出形
aliqq
状相同，尺寸不同的工件。
G51、G50为模态指令，可
相互注销，G50为缺省值。
注：
有刀补时，先缩放，然后进行刀具长度补偿、半径补偿。
五、简化编程指令
例如在图35所示的三角形ABC中，顶点为A（30,40>，B（70,40>，C（50,80>，若缩放中心为D（50,50>，则缩放程序为G51X50Y50P2eUts8ZQVRd
执行该程序，将自动计算A?
，B?
，C?
三点坐标数据为A?
（10，30>，B?
（90，30>，C?
（50，110>，从而获得放大一倍的△A?
B?
C?
。
sQsAEJkW5T
五、简化编程指令
3、旋转变换G68，G69
格式：
G68 α__β__P__
G69
其中，<α、β）是由G17，G18或G19定义的旋转中心的坐标值，P为旋转角度，单位是<°），0≤P≤360.000°GMsIasNXkA
G68为坐标旋转功能，G69为取消坐标旋转功能。
注：
在有刀具补偿的情况下，先进行坐标旋转，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。
在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。
五、简化编程指令
4、固定循环
数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。
例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。
这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。
TIrRGchYzg
五、简化编程指令阿里巧巧
孔加工固定循环指令有G73，G74，G76，G80～G89，通常由下述6个动作构成（见图37>：
①X、Y轴定位
②快速运动到R点（参考点>aliqq
③孔加工
④在孔底的动作
阿里巧巧
⑤退回到R点（参考点>
⑥快速返回到初始点。
aliqq
五、简化编程指令aliqq
五、简化编程指令
固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。
数据形式（G90或G91>在程序开始时就已指定，因此，在固定循环程序格式中可不注出。
固定循环的程序格式如下：
7EqZcWLZNX
G98 式中第一个G代码
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