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铣床指令详解

1.加工坐标系的建立指令

新闻摘要:

加工坐标系的建立指令FANUC-0MC1、G92--设置加工坐标系编程格式：

G92X～Y～Z～G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。

若程序格式为G92XaYbZc则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。

例：

G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-1

1、G92--设置加工坐标系

编程格式：

G92X～Y～Z～

G92指令

将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。

则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。

 例：

G92X20Y10Z10　

其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上,如图4.25所示。

2、G53--选择机床坐标系

   编程格式：

G53G90X～Y～Z～；

　　G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值。

   例：

G53G90X-100Y-100Z-20

则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图4.26所示。

图4.25　G92设置加工坐标系图4.26　G53选择机床坐标系

3、G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1～6号加工坐标系

图4.27　设置加工坐标系

些指令可以分别用来选择相应的加工坐标系。

编程格式：

G54G90G00（G01）X～Y～Z～（F～）；

该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。

1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。

   例：

在图4.27中，用CRT/MDI在

数设置方式下设置了两个加工坐标系：

   G54：

X-50　Y-50　Z-10

   G55：

X-100　Y-100　Z-20

   这时，建立了原点在O′的G54加工坐标系和原点在O″的G55加工坐标系。

若执行下述程序段：

   N10　G53　G90　X0　Y0　Z0

   N20　G54　G90　G01　X50　Y0　Z0　F100　　

   N30　G55　G90　G01　X100　Y0　Z0　F100

则刀尖点的运动轨迹如图4.27中OAB所示。

4、注意事项

（1）G54与G55～G59的区别

G54～G59设置加工坐标系的方法是一样的，但在实际情况下，机床厂家为了用户的不同需要，在使用中有以下区别：

利用G54设置机床原点的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示为G54的设定值，且符号均为正；利用G55～G59设置加工坐标系的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示零值。

（2）G92与G54～G59的区别

G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。

G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。

（3）G54～G59的修改

G54～G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI方式修改。

5、常见错误

当执行程序段“G92X10Y10”时，常会认为是刀具在运行程序后到达X10Y10点上。

其实，G92指令程序段只是设定加工坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的X10Y10点上。

G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，如G54G90G01X10Y10时，运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。

程序段运行后，无论刀具当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的X10Y10点上。

2.刀具半径补偿功能G40、G41、G42指令

刀具半径补偿功能G40、G41、G42FANUC-0MC数控机床在实际加工过程中是通过控制刀具中心轨迹来实现切削加工任务的。

在编程过程中，为了避免复杂的数值计算，一般按零件的实际轮廓来编写数控程序，但刀具具有一定的半径尺寸，如果不考虑刀具半径尺寸，那么加工出来的实际轮廓就会与图纸所要求的轮廓相差一个刀具半径值。

因此刀具半径补偿功能G40、G41、G42FANUC-0MC

数控机床在实际加工过程中

通过控制刀具中心轨迹来实现切削加工任务的。

在编程过程中，为了避免复杂的数值计算，一般按零件的实际轮廓来编写数控程序，但刀具具有一定的半径尺寸，如果不考虑刀具半径尺寸，那么加工出来的实际轮廓就会与图纸所要求的轮廓相差一个刀具半径值。

因此，采用刀具半径补偿功能来解决

一问题。

1、刀具半径补偿功能的定义及编程格式

   刀具半径补偿功能的定义及编程格式在本课程前面已讨论过，这里不详述。

在针对具体零件编程中，要注意正确选择G41、G42，以保证顺铣和逆铣的加工要求。

2、刀具半径补偿设置方法

（1）

数设置

在机床控制面板上，按OFFSET键，进入WEAR界面，在所指定的寄存器号内输入刀具半径值即可。

（2）宏指令

用宏指令设定。

以φ20的刀具为例，其设定程序为：

G65H01P#100Q10

G01G41/G42X～Y～H#100（D#100）F～

图4.28　零件图样

3、应用举例

使用半径为R5mm的刀具加工如图4.28所示的零件，加工深度为5mm，加工程序编制如下：

O100　　　　　　　　　

G55G90G01Z40F2000　//进入2号加工坐标系

M03S500　　　　　　　//主轴启动

G01X-50Y0　　　　　　//到达X，Y坐标起始点

G01Z-5F100 　　　　//到达Z坐标起始点

G01G42X-10Y0H01   //建立右偏刀具半径补偿

G01X60Y0　　　　　//切入轮廓

G03X80Y20R20　　　//切削轮廓

G03X40Y60R40　　 //切削轮廓

G01X0Y40　　　　　　//切削轮廓

G01X0Y-10　　　　　//切出轮廓

G01G40X0Y-40　　　//撤消刀具半径补偿

G01Z40F2000　　　　//Z坐标退刀

M05　　　　　　　　//主轴停　　

M30　　　　　　　　//程序停

设置G55：

X＝-400，Y＝-150，Z＝-50；H01＝5。

刀具半径补偿功能刀具半径补偿指令G40，G41，G42指令格式如下：

G17 G41（或G42）  G00（或G01）  X Y D

或G18 G41（或G42）  G00（或G01）  X Z D

或G19 G41（或G42）  G00（或G01）  Y Z D；

G40

图6.1刀具补偿方向

G41

相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补。

如图6.1a所示。

时相当于顺铣。

G42是相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补。

如图6.2b所示。

这时相当于逆铣。

从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言，顺铣效果较好，因此G41使用较多。

D是刀补号地址，是系统中记录刀具半径的存储器地址，后面跟的数值是刀具号，用来调用内存中刀具半径补偿的数值。

刀补号地址可以有D01-D99共100个地址。

其中的值可以用MDI方式预先输入在内存刀具表中相应的刀具号位置上。

进行刀具补偿时，要用G17/G18/G19选择刀补平面，缺省状态是XY平面。

G40是取消刀具半径补偿功能，所有平面上取消刀具半径补偿的指令均为G40。

G40，G41，G42是模态代码，它们可以互相注销。

使用刀具补偿功能的优越性在于：

·在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样所给尺寸进行编程，只要在实际加工时输入刀具的半径值即可。

·可以使粗加工的程序简化。

利用有意识的改变刀具半径补偿量，则可用同一刀具、同一程序、不同的切削余量完成加工。

下面结合图6.2来介绍刀补的运动。

图6.2刀补动作

按增量方式编程：

O0001

N10G54G91G17G00M03        G17指定刀补平面（XOY平面）

N20G41X20.0Y10.0D01         建立刀补（刀补号为01）

N30G01Y40.0 F200

N40X30.0

N50Y-30.0

N60X-40.0

N70G00G40X-10.0Y-20.0M05     解除刀补

N80M02

按绝对方式编程：

O0002

N10G54G90G17G00M03        G17指定刀补平面（XOY平面）

N20G41X20.0Y10.0D01          建立刀补（刀补号为01）

N30G01Y50.0 F200

N40X50.0

N50Y20.0

N60X10.0

N70G00G40X0Y0M05           解除刀补

N80M02

刀补动作为：

1、 启动阶段2、刀补状态 3、取消刀补 

这里特别提醒要注意的是，在启动阶段开始后的刀补状态中，如果存在有两段以上的没有移动指令或存在非指定平面轴的移动指令段，则可能产生进刀不足或进刀超差。

其原因是因为进入刀具状态后，只能读出连续的两段，这两段都没有进给，也就作不出矢量，确定不了前进的方向。

3.比例及镜向功能指令

比例及镜向功能指令FANUC-0MC图4。

32各轴按相同比例编程图4。

33各轴以不同比例编程图4。

34镜像功能比例及镜向功能可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大。

图4.32各轴按相同比例编程

图4.33各轴以不同比例编程

图4.34镜像功能

比例及镜向功能可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大；也可让图形按指定规律产生镜像变换。

   G51为比例编程指令；G50为撤消比例编程指令。

G50、G51均为模式G代码。

1、各轴按相同比例编程

   编程格式：

G51X～Y～Z～P～

             ……

             G50

式中：

X、Y、Z--比例中心坐标（绝对方式）；

P--比例系数，最小输入量为0.001，比例系数的范围为：

0.001～999.999。

该指令以后的移动指令，从比例中心点开始，实际移动量为原数值的P倍。

P值对偏移量无影响。

   例如，在图4.32中，P1～P4为原编程图形，P1'～P4'为比例编程后的图形，P0为比例中心。

2、各轴以不同比例编程

   各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为-1时，可获得镜像加工功能。

 编程格式：

G51X～Y～Z～I～J～K～

　　　　　   ……

　　　　　　  G50

式中：

X、Y、Z--比例中心坐标；

I、J、K―-对应X、Y、Z轴的比例系数，在±0.001～±9.999范围内。

本系统设定I、J、K不能带小数点，比例为1时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略。

比例系数与图形的关系见图4.33。

其中：

b/a：

X轴系数；d/c：

Y轴系数；O：

比例中心。

3、镜像功能

   再举一例来说明镜像功能的应用。

见图4.34，其中槽深为2mm，比例系数取为+1000或-1000。

设刀具起始点在O点，程序如下：

子程序：

O9000

N10G00X60Y60                //到三角形左顶点

N20G01Z-2F100               //切入工件

N30G01X100Y60               //切削三角形一边

N40X100Y100                  //切削三角形第二边

N50X60Y60                    //切削三角形第三边

N60G00Z4                     //向上抬刀

N70M99                        //子程序结束

主程序：

O100

N10G92X0Y0Z10              //建立加工坐标系

N20G90                        //选择绝对方式

N30M98P9000                  //调用9000号子程序切削1#三角形

N40G51X50Y50I-1000J1000   //以X50Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为+1开始镜向

N50M98P9000                  //调用9000号子程序切削2#三角形

N60G51X50Y50I-1000J-1000  //以X50Y50为比例中心，以X比例为-1、Y比例为-1开始镜向

N70M98P9000                  //调用9000号子程序切削3#三角形

N80G51X50Y50I1000J-1000  //以X50Y50为比例中心，以X比例为+1、Y比例为-1开始镜向

N90M98P9000                  //调用9000号子程序切削4#三角形

N100G50                       //取消镜向

N110M30                       //程序结束

4、设定比例方式

数

（1）在操作面板上选择MDI方式；

（2）按下PARAM　DGNOS　按钮，进入设置页面，其中：

PEV　X――为设定X轴镜像，当PEV　X置"1"时，X轴镜像有效；当PEV　X置“0"时，X轴镜像无效。

PEV　Y――为设定Y轴镜像，当PEV　Y置"1"时，Y轴镜像有效；当PEV　Y置"0"时，Y轴镜像无效。

缩放功能指令G50、G51——简化编程的指令

格式：

G51X  Y  Z  P

     M98P

G50

例：

如图6.7所示的三角形ABC，顶点为A（30，40），B（70，40），C（50，80），若D（50，50）为中心，放大2倍，则缩放程序为

G51X50Y50P2

图6.7缩放功能

执行该程序，将自动计算出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＇。

缩放不能用于补偿量，并且对A、B、C、U、V、W轴无效。

镜像功能指令G24，G25——简化编程的指令

格式：

G24X  Y  Z

     M98P 

     G25X Y Z

例：

如图6.6所示的镜像功能程序

图6.6镜像功能

％0003                       主程序

N10G91G17M03；

N20M98P100；             加工①

N30G24X0；               Y轴镜像，镜像位置为X=0

N40M98P100；             加工②

N50G24X0Y0；             X轴、Y轴镜像，镜像位置为（0，0）

N60M98P100；             加工③

N70G25X0；               取消Y轴镜像

N80G24Y0；               X轴镜像

N90M98P100；             加工④

N100G25Y0；              取消镜像

N110M05；

N120M30；

子程序（①的加工程序）：

％100

N200G41G00X10.0Y4.0D01；

N210Y1.0

N220Z-98.0；

N230G01Z-7.0F100；

N240Y25.0；

N250X10.0；

N260G03X10.0Y-10.0I10.0；

N270G01Y-10.0；

N280X-25.0；

N290G00Z105.0；

N300G40X-5.0Y-10.0；

N310M99；

4.子程序调用指令

编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的加工内容时，常用调子程序的方法进行编程。

调用子程序的程序叫做主程序。

子程序的编号与一般程序基本相同，只是程序结束字为M99表示子程序结束，并返回到调用子程序的主程序中。

调用子程序的编程格式M98P～。

调用子程序的编程格式 M98P～;

式中：

P――表示子程序调用情况。

P后共有8位数字，前四位为调用次数，省略时为调用一次；后四位为所调用的子程序号。

图4.31　零件图样

例：

如图4.31所示,在一块平板上加工6个边

为10mm的等边三角形，每边的槽深为-2mm，工件上表面为Z向零点。

其程序的编制就可以采用调用子程序的方式来实现（编程时不考虑刀具补偿）。

   主程序：

O10

N10G54G90G01Z40F2000  //进入工件加工坐标系

N20M03S800               //主轴启动

N30G00Z3                 //快进到工件表面上方

N40G01X0Y8.66          //到1#三角形上顶点

N50M98P20                //调20号切削子程序切削三角形

N60G90G01X30Y8.66      //到2#三角形上顶点

N70M98P20                //调20号切削子程序切削三角形

N80G90G01X60Y8.66      //到3#三角形上顶点

N90M98P20                //调20号切削子程序切削三角形

N100G90G01X0Y-21.34  //到4#三角形上顶点

N110M98P20               //调20号切削子程序切削三角形

N120G90G01X30Y-21.34  //到5#三角形上顶点

N130M98P20               //调20号切削子程序切削三角形

N140G90G01X60Y-21.34  //到6#三角形上顶点

N150M98P20               //调20号切削子程序切削三角形

N160G90G01Z40F2000     //抬刀

N170M05                   //主轴停

N180M30                   //程序结束

子程序：

O20

N10G91G01Z-2F100     //在三角形上顶点切入（深）2mm

N20G01X-5Y-8.66      //切削三角形

N30G01X10Y0         //切削三角形

N40G01X5Y8.66       //切削三角形

N50G01Z5F2000        //抬刀

N60M99                  //子程序结束

设置G54：

X＝-400，Y＝-100，Z＝-50。

5.坐标系旋转功能-G68、G69指令

坐标系旋转功能-G68、G69FANUC-0MC该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，G68表示开始坐标系旋转，G69用于撤消旋转功能。

G69式中：

X、Y――旋转中心的坐标值（可以是X、Y、Z中的任意两个，它们由当前平面选择指令G17、G18、G19中的一个确定）。

当X、Y省略时，G68指令认为当前的位置即为旋转中心。

1、基本编程方法

   编程格式：

G68X～Y～R～

　　　　　   ......

　　　　   　G69

X、Y――旋转中心的坐标值（可以

X、Y、Z中的任意两个，它们由当前平面选择指令G17、G18、G19中的一个确定）。

当X、Y省略时，G68指令认为当前的位置即为旋转中心。

R--旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。

当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。

如果

一程序段为增量方式移动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按G68给定的角度旋转坐标。

现以图4.29为例，应用旋转指令的程序为：

N10G92X-5Y-5         //建立图4.29所示的加工坐标系

N20G68G90X7Y3R60   //开始以点（7，3）为旋转中心，逆时针旋转60°的旋转

N30G90G01X0Y0F200  //按原加工坐标系描述运动，到达（0，0）点

（G91X5Y5）             //若按括号内程序段运行，将以（-5，-5）的当前点为旋转中心旋转60°

N40G91X10             //X向进给到（10，0）

N50G02Y10R10         //顺圆进给

N60G03X-10I-5J-5    //逆圆进给

N70G01Y-10            //回到（0，0）点

N80G69G90X-5Y-5     //撤消旋转功能，回到（-5，-5）点

M02                     //结束

2、坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系

　　旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。

以图4.30为例：

N10G92X0Y0                                  

图4.30　坐标旋转与刀具半径补偿

N20G68G90X10Y10R-30

N30G90G42G00X10Y10F100H01

N40G91X20

N50G03Y10I-10J5

N60G01X-20

N70Y-10

N80G40G90X0Y0

N90G69M30

当选用半径为R5的立铣刀时，设置：

H01=5。

3、与比例编程方式的关系

　　在比例模式时，再执行坐标旋转指令，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响，这时各指令的排列顺序如下：

G51……

G68……

G41/G42……

G40……

G69……

G50……

旋转变换指令G68，G69——简化编程的指令

G68为坐标旋转功能指令，G69为取消坐标旋转功能指令。

在XY平面：

格式：

G68XYP

G69；

例：

如图6.8所示的旋转变换功能程序。

图6.8旋转变换功能

%1                        主程序

N10G90G17M03；

N20M98P100；            加工

N30G6