1、数控铣床及加工中心编程与操作,罗定职业技术学院 模具教研室,一、数控机床编程基本知识二、数控铣床基本编程指令三、数控铣床常用编程指令四、简化编程指令五、数控铣床编程实例六、半径补偿专题,数控机床编程基础,1、机床坐标轴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、程序格式,一、数控编程基本知识,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）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
2、能确定其位置）。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）,一、数控编程基本知识,2、机床参考点、机床零点、机床坐标系,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。,一、数控编程基本知识,2-1、G指令(准备功能),二、数控铣床基本编程指令,2-2、M指令(或辅助功能),二、数控铣床基本编程指令,二、数控铣床基本编程指令,一、有关坐标和坐标系的指令 1、绝对值编程G90与
3、相对值编程G91 格式：G90 G X Y Z G91 G 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。,G90、G91为模态功能，G90为缺省值。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。,图8 两种指令方式,二、数控铣床基本编程指令,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
4、的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。,二、数控铣床基本编程指令,二、数控铣床基本编程指令,X、Y、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；,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。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。,二、数控铣床基本编程指令,3、工件坐标系选择G54-G59 格式：,二、数控铣床基本编程指令,3、工件坐标系选择
5、G54-G59 格式：,二、数控铣床基本编程指令,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。,二、数控铣床基本编程指令,5、坐标平面选择G17，G18，G19 格式：G17 G18 G19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。移动指令与平面选择无关。例如在规定了G17 Z_时，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、数控铣床
6、基本编程指令,二、有关单位的设定(本课件以FANUC系统为例）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。,二、数控铣床基本编程指令,表4 尺寸输入制式及其单位,这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令。G20，G21，G22不能在程序的中途切换。,二、数控铣床基本编程指令,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
7、别为mm/min，in/min或脉冲当量/min。此外，G94 F_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。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。G94、G95为模态功能，可相互注销，G94为缺省值。,二、数控铣床基本编程指令,三、进给控制指令 1、快速定位指令G00格式：G00 X_Y_Z_A_ 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。G00为模态功能，可由G
8、01、G02、G03或G33功能注销。,二、数控铣床基本编程指令,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。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。G60指令仅在其被规定的程序段中有效。,二、数控铣床基本编程指令,3、线性进给指令G01 格式：G01 X _Y_Z_A_F_ 其中，X、Y、
9、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。,二、数控铣床基本编程指令,4、圆弧进给指令G02，G03 圆弧进给 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，但当在ZX（G18）和YZ（G19）平面上编程时，平面指定代码不能省略。,二、数控铣床基本编程指令,F_,二、数控铣床基本编程指令,起点,I、J、K分别表示X（U），Y（V），Z（W）轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图21所示,二、数控铣床基本编程指令,F_,圆弧插补注意事项：1、当圆弧圆心角小于1
10、80时，R为正值，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。,二、数控铣床基本编程指令,二、数控铣床基本编程指令,5.其他暂停G04指令G04 X_；X、为停顿时间段间过渡方式G09、G61、G64指令1）准停检查G09指令（非模态，用于清角）2）精确停止检验G61指令（模态，与G64同组）3）连续切削方式G64指令（模态，缺省值，与G61同组；用于小线段连续加工）,1.螺旋线进给 格式：螺旋线插补的进给速度F为合成运动速度。,三、数控铣床常用编程指令,例.如图所示的螺旋线程序G91时：G91 G03 X-30.0
11、 Y30.0 R30.0 Z10 F100G90时：G90 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G91时:G91 G19 G02 Y30 Z-30 R30 X10 F100G90时：G90 G19 G02 Y30 Z0.0 R30.0 X10 F100,三、数控铣床常用编程指令,例.如图所示的螺旋线程序%0027G92 X30 Y-50 Z30G01 Y0 F200G03 X0 Y30 R30 Z10G00 Z30X30Y-50M30,三、数控铣床常用编程指令,2、回参考点控制指令 1）、自动返回到参考点G28格式：G28 X _Y_ Z_ A_其中，X、Y、Z、A、为指令的
12、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。,三、数控铣床常用编程指令,2）、自动从参考点返回G29格式：G29 X _Y_Z_A_其中，X、Y、Z、A、为指令的定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于中间点的位移量。由此功能可使刀具从参考点经由一个中间点而定位于指定点。通常该指令紧跟在一个G28指令之后。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
13、。,三、数控铣床常用编程指令,3、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，它用来调用内存中刀具半径补偿的数值。,G40,三、数控铣床常用编程指令,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。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，称为左刀补，如图31（a）所示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3
14、1（b）所示。G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。,三、数控铣床常用编程指令,三、数控铣床常用编程指令,例.见图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.,三、数控铣床常用编程指令,按增量方式编程N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50N20 G91 G17 由G17指定刀补平面N30 G41 G00 X20.0 Y10.0 D01 由刀补号码D01指定刀补刀补启动N35 Z-48 M03 S500N38 G01 Z-12 F200N40 G01 Y40.0 F100 进入刀补状态N50 X30.0 N60 Y-30.0N70 X-40.0
15、 N80 G00 Z60 M05N85 G40 X-10.0 Y-20.0解除刀补N90 M30,三、数控铣床常用编程指令,按绝对方式编程N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50N20 G90 G17 G00由G17指定刀补平面N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 启动刀补N35 Z2 M03 S500N38 G01 Z-10 F200N40 G01 Y50.0 F100 刀补状态N50 X50.0N60 Y20.0N70 X10.0N80 G00 Z50 M05N85 G40 X0 Y0 解除刀补N90 M30,三、数控铣床常用编程指令,2、刀具长度补偿G43，G44，G49 格
16、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。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。,_H_,G49,三、数控铣床常用编程指令,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。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。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
17、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。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。,三、数控铣床常用编程指令,三、数控铣床常用编程指令,例.如图所示的刀具长度补偿程序。,H01=4.0(偏置值)N01 G91 G00 X120.0 Y80.0 M03 S500N02 G43 Z32.0 H01N03 G01 Z21.0 F1000N04 G04 P2000N05 G00 Z21.0N06 X30.0 Y-50.0N07 G01 Z41.0N08 G00 Z41.0N09 X50.0 Y30.0,三、数控铣床常用编程指
18、令,N10 G01 Z25.0N11 G04P2000N12 G00Z57.0 H00(G49)N13 X200.0 Y60.0 N14 M05N15 M30 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G90 G43 Z100.0 H01 Z将达到120.0G90 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。G43 Z_H_G43 X_H_报警,三、数控铣床常用编程指令,四、简化编程指令,1、固
19、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。,四、简化编程指令,孔加工固定循环指令有G73，G74，G76，G80G89，通常由下述6个动作构成(见图37)：X、Y轴定位快速运动到R点(参考点)孔加工在孔底的动作退回到R点(参考点)快速返回到初始点。,四、简化编程指令,四、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
20、。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：G98（G99）G_X_Y_Z_R_Q_P_F_K_ 式中第一个G代码（G98或者G99）为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面 第二个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73，G74，G76和G81 G89中的任一个,四、简化编程指令,X、Y为孔位数据，指被加工孔的位置Z为R点到孔底的距离(G91时)或孔底坐标(G90时)R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)Q指定每次进给深度(G73或G83时)，是增量值,Q0P指定刀具在孔底的暂停时间
21、F为切削进给速度K指定固定循环的次数。G80、G01G03等代码可以取消固定循环。,G,81,快速钻孔,一次加工到孔底,四、简化编程指令,（1）G81：钻孔循环(定点钻)G98（G99）G81X_Y_Z_R_F_K_,（一）钻孔循环,四、简化编程指令,（一）钻孔循环,（1）G81：钻孔循环(定点钻)G98（G99）G81X_Y_Z_R_F_K_,功能：图42为G81指令的动作循环，包括X，Y坐标定位、快进、工进和快速返 回等动作。说明：X、Y：螺纹孔的位置。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与
22、初始B点的增量值F：钻孔进给速度K：指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1。,四、简化编程指令,（2）G82：带停顿的钻孔循环 G98（G99）G82X_Y_Z_R_P_F_K_,（一）钻孔循环,四、简化编程指令,功能：此指令主要用于加工沉孔、盲孔，以提高孔深精度。该指令除了要在孔底暂停外，其他动作与G81相同说明：X、Y：螺纹孔的位置。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量值。P：孔底暂停时间。F：钻孔进给速度。K：指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1。,（一）钻孔循环,（2）
23、G82：带停顿的钻孔循环 G98（G99）G82X_Y_Z_R_P_F_K_,四、简化编程指令,（3）高速深孔加工循环G73 G98（G99）G73X_Y_Z_R_Q_F_K_,（一）钻孔循环,四、简化编程指令,功能：该固定循环用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容易排屑，减少退刀量，可以进行高效率的加工。说明：X、Y：孔的位置。Q：为每次向下的钻孔深度（增量值，取负）。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。F：钻孔进给速度R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量值 K：指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1,（一）钻孔循环
24、,（3）高速深孔加工循环G73 G98（G99）G73X_Y_Z_R_Q_F_K_,四、简化编程指令,（4）G83：深孔加工循环 G98（G99）G83X_Y_Z_R_Q_F_K_,（一）钻孔循环,四、简化编程指令,功能：该固定循环用于Z轴的间歇进给，每向下钻一次孔后，快速退到参照R点，然后快进到距已加工孔底上方为K的位置，再工进钻孔。使深孔加工时更利于排屑、冷却。说明：X、Y：孔的位置。Q：为每次向下的钻孔深度（增量值，取负）。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。K:指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1 F：钻孔进给速度R：绝对编程时是参照R点的坐
25、标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量,（一）钻孔循环,（4）G83：深孔加工循环 G98（G99）G83X_Y_Z_R_Q_F_K_,例.见下图所示，用20的刀具加工周边轮廓，用16的刀具加工凹台，用8的钻头加工孔，,四、简化编程指令,(1）G84：攻丝循环 G98（G99）G84X_Y_Z_R_P_F_K_,（二）攻螺纹循环（G84、G74）,四、简化编程指令,（1）G84：攻丝循环 G98（G99）G84X_Y_Z_R_P_F_K_功能：攻正螺纹，主轴正转攻丝，到孔底时主轴停止旋转，主轴反转退回。攻丝时速度倍率不起作用。使用进给保持时，在全部动作结束前也不停止。说明：X、Y：螺纹
26、孔的位置。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量值P：为孔底停顿时间。F：螺纹导程指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1例.%0074 N10 G92 X0 Y0 Z80 F200 N20 G98 G74 G91 X100 G90 R40 P10 G90 Z0 F1 N30 G0 X0 Y0 Z80 N40 M30 注意：如果Z的移动量为零时。该指令不执行。,四、简化编程指令,(2)反攻丝循环G74 G98（G99）G74X_Y_Z_R_P_F_K_,（二）攻螺纹循环（G84、G7
27、4）,四、简化编程指令,G98（G99）G74X_Y_Z_R_P_F_K_功能：攻反螺纹时主轴反转攻丝，到孔底时主轴停止旋转，主轴正转退回。攻丝时速度倍率不起 作用。使用进给保持时，在全部动作结束前也不停止。说明：X、Y：螺纹孔的位置。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量值P：为孔底停顿时间。F：螺纹导程K：指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1 例.O0074 N10 G92 X0 Y0 Z80 F200 N20 G98 G74 G91 X100 G90 R40 P10 G90
28、 Z0 F1 N30 G0 X0 Y0 Z80 N40 M30 注意：如果Z的移动量为零时。该指令不执行。,2）反攻丝循环G74,四、简化编程指令,（1）G85：粗镗循环 G98（G99）G85X_Y_Z_R_F_K_,镗刀,孔底Z点,初始B点,参照R点,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）,四、简化编程指令,（1）G85：镗孔循环 G98（G99）G85X_Y_Z_R_F_K_功能：该指令主要用于精度要求不太高的镗孔加工，其动作为：F速工进镗孔、孔底延时、F速工退，全过程主轴旋转。例.O0076N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G85
29、 G91 X100 G91 R-40 G91 Z-40 F200N30 G00 X0 Y0 Z80N40 M30注意：如果Z移动量为零，该指令不执行。,五、简化编程指令,（2）G89：锪镗循环、镗阶梯孔循环 G98（G99）G89X_Y_Z_R_P_F_K_,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）,五、简化编程指令,此指令与G86指令相同，但在孔底有暂停。（孔底延时、停主轴）例.O0089N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G89 G90 X100 Y100 G90 R40 Q-10 K5 P2 G90 Z0 F200N30 G90 G00
30、 X0 Y0 Z80N40 M30注意：如果Z的移动量为零，该指令不执行。,（2）G89：锪镗循环、镗阶梯孔循环 G98（G99）G89X_Y_Z_R_P_F_K_,四、简化编程指令,(3)G86：半精镗循环，快速返回 G98（G99）G86X_Y_Z_R_F_K_,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）,四、简化编程指令,此指令与G81相同，但在孔底时主轴停止，然后快速退回。例.O0086N10G92 X0 Y0 Z80N15G00N20G98 G86 G90 X100 G90 R40 Q-10 K5 P2 G90 Z0 F200N30G90 G00 X0 Y0 Z
31、80N40M30注意：如果Z的移动位置为零，该指令不执行。,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）,(3)G86：镗孔循环 G98（G99）G86X_Y_Z_R_F_K_,五、简化编程指令,（4）G88：镗孔循环（手镗：手动退回）G98（G99）G88X_Y_Z_R_P_F_K_,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）,五、简化编程指令,图中给出了该指令的循环动作次序。工进镗孔到孔底，延时P秒后主轴停止旋转，机床停止进给，将工作方式置为手动，并将刀具从孔中手动退出。到初始平面或参照平面上方后，主轴正转，再将工作方式置为自动，按“循环启动”键，
32、刀具返回B点或R点，运行下面的程序。该指令不需主轴准停例.O0088N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00 F200N20 G98 G88 G90 X100 Y100 G90 R40 P2 G90 Z0N30 G90 G00 X0 Y0 Z80 M05N40 M30注意：如果Z的移动量为零，该指令不执行。,（4）G88：镗孔循环（手镗）G98（G99）G88X_Y_Z_R_P_F_K_,四、简化编程指令,（5）G76：精镗循环 G98（G99）G76X_Y_Z_Q_F_K_,G7,6,精镗孔,孔底准停定向、反向让刀，快退。,（三）镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G8
33、7）,四、简化编程指令,功能：精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀。说明：X、Y：螺纹孔的位置。Z：绝对编程时是孔底Z点的坐标值；增量编程时是孔底Z点相对与参照R点的增量值。R：绝对编程时是参照R点的坐标值；增量编程时是参照R点相对与初始B点的增量值Q：孔底动作位移量，Q值必须是正值。F：镗孔进给速度K：指定加工孔的循环次数，不写，默认为K1例.O0076N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G76 G91 X100 G91 R-40 P2 I-20 G91 Z-40 I2 F200N30 G00 X0 Y0 Z80N40 M30注意：如果Z移动量为零，该指令不执行。Q值是模态值，Q值也作为G73和G83指令的切削深度，因此在指令Q是应该特别注意。,（5）G76：精镗循环 G98（G99）G76X_Y_Z_Q_F_K_,五、简化编程指令,(
