數(shù)控程序分類

數(shù)控機床程序編制方法有手工編程和自動編程兩種。

手工編程是編程員直接通過人工完成零件圖工藝分析、工藝和數(shù)據(jù)處理、計算和編寫數(shù)控程序、輸入數(shù)控程序到程序驗證整個過程的方法。手工編程非常適合于幾何形狀不太復(fù)雜、程序計算量較少的零件的數(shù)控編程。相對而言，手工編程的數(shù)控程序較短，編制程序的工作量較少。因此，手工編程廣泛用于形狀簡單的點位加工和直線、圓弧組成的平面輪廓加工中。

自動編程是一種利用計算機輔助編程技術(shù)的方法，它是通過專用的計算機數(shù)控編程軟件來處理零件的幾何信息，實現(xiàn)數(shù)控加工刀位點的自動計算。對于復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線曲面的加工表面，或者零件的幾何形狀并不復(fù)雜，但是程序編制的工作量很大，或者是需要進行復(fù)雜的工藝及工序處理的零件，由于這些零件在編制程序和加工過程中，數(shù)值計算非常繁瑣，程序量很大，如果采用手工編程往往耗時多、效率低、出錯率高，甚至無法完成，這種情況下就必須采用自動編程。

現(xiàn)在廣泛使用的自動編程是CAD/CAM圖形交互自動編程，CAD/CAM圖形自動編程系統(tǒng)的特點利用CAD軟件的圖形編輯功能將零件的幾何圖形繪制到計算機上，在圖形交互方式下進行定義、顯示和編輯，得到零件的幾何模型；然后調(diào)用CAM數(shù)控編程模板，采用人機交互的方式定義幾何體、創(chuàng)建加工坐標(biāo)系、定義刀具，指定被加工部位，輸入相應(yīng)的加工參數(shù)，確定刀具相對于零件表面的運動方式，確定加工參數(shù)，生成進給軌跡，經(jīng)過后置處理生成數(shù)控加工程序。整個過程一般都是在計算機圖形交互環(huán)境下完成的，具有形象、直觀和高效的優(yōu)點。

為了滿足設(shè)計、制造、維修和普及的需要，在輸入代碼、坐標(biāo)系統(tǒng)，加工指令、輔助功能及程序格式等方面，國際上已經(jīng)形成了兩種通用的標(biāo)準(zhǔn)，即國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會(EIA)標(biāo)準(zhǔn)。我國機械工業(yè)部根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB3050-82《數(shù)字控制機床用七單位編碼字符》、 JB3051-1999《數(shù)字控制機床坐標(biāo)和運動方向的命名》、 JB3208-1999《數(shù)字控制機床穿孔帶程序段格式中的準(zhǔn)備功能G和輔助功能M代碼》。但由于各個數(shù)控機床生產(chǎn)廠家所用的標(biāo)準(zhǔn)尚未完全統(tǒng)一，其所用的代碼、指令及其含義不完全相同，因此在編制程序時必須按所用數(shù)控機床編程手冊中的規(guī)定進行。

數(shù)控編程人員必須掌握與數(shù)控加工相關(guān)內(nèi)容的知識，包括數(shù)控加工原理、數(shù)控機床及其原理、機床坐標(biāo)系，數(shù)控程序結(jié)構(gòu)和常用數(shù)控指令等。

數(shù)控加工工藝分析和規(guī)劃將影響數(shù)控加工的加工質(zhì)量和加工效率，因此，數(shù)控加工工藝分析和規(guī)劃是數(shù)控編程的核心內(nèi)容。主要包括有加工區(qū)域的劃分和規(guī)劃，刀軌形式與走刀方式的選擇，刀具及機械參數(shù)的設(shè)置和加工工藝參數(shù)的設(shè)置。

數(shù)控程序由程序編號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束段組成。例如：

程序編號： 001

程序內(nèi)容： N001 G92 X40.0 Y30.0 ;

N002 G90 G00 X28.0 T01 S800 M03 ;

N003 G01 X-8.0 Y8.0 F200 ;

N004 X0 Y0 ;

N005 X28.0 Y30.0 ;

N006 G00 X40.0 ;

程序結(jié)束段： N007 M02 ;

(1)程序編號

采用程序編號地址碼區(qū)分存儲器中的程序，不同數(shù)控系統(tǒng)程序編號地址碼不同，如日本FANUC6數(shù)控系統(tǒng)采用o作為程序編號地址碼；美國的AB8400數(shù)控系統(tǒng)采用P作為程序編號地址碼；德國的SMK8M數(shù)控系統(tǒng)采用%作為程序編號地址碼等。

(2)程序內(nèi)容

程序內(nèi)容部分是整個程序的核心，由若干個程序段組成，每個程序段由一個或多個指令字構(gòu)成，每個指令字由地址符和數(shù)字組成，它代表機床的一個位置或一個動作，每一程序段結(jié)束用“；”號。

(3)程序結(jié)束段

以程序結(jié)束指令M02或M30作為整個程序結(jié)束的符號。

程序段是:為了完成某一動作要求所需功能“字”的組合。每一個字是一個控制機床的具體指令，它由一個英文字母開頭，其后跟幾個數(shù)字構(gòu)成.是數(shù)控加工程序中的一條語句。

一個完整的數(shù)控加工程序是若l干個程序段組成的。程序段格式:指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。

字地址可變程序段格式:每個字長不固定，各個程序段中的長度和功能字的個數(shù)都是可變的。

地址可變程序段格式中，在上一程序段中寫明的、本程序段里又不變化的那些字仍然有效，可以不再重寫。這種功能字稱之為續(xù)效字。

一般格式為：

（1）程序開始符、結(jié)束符

程序開始符、結(jié)束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列一段。

（2）程序名

程序名有兩種形式：一種是英文字母O和1～4位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的。一般要求單列一段。

（3）程序主體

程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。

（4）程序結(jié)束指令

程序結(jié)束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。

加工程序的一般格式舉例：

% // 開始符

O1000 // 程序名

N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000

N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 // 程序主體

N30 X90

……

N300 M30 // 結(jié)束符

%

程序段格式舉例：

N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08

N40 X90（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）

在程序段中，必須明確以下幾點的對應(yīng)關(guān)系：

移動目標(biāo)：終點坐標(biāo)值；

沿怎樣的軌跡移動：準(zhǔn)備功能字；

進給速度：進給功能字F；

切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S；

使用刀具：刀具功能字T；

機床輔助動作：輔助功能字M。

分隔符固定順序程序段格式

這種程序段格式是在字與字之間用分隔符“HT”(在EIA代碼中用TAB)隔開，而且預(yù)先規(guī)定了代碼字的順序，因此，根據(jù)分隔符出現(xiàn)的順序，就可判定其功能。不需要的字以及本段程序內(nèi)與上一段程序內(nèi)的相同功能的字可省略，但其相應(yīng)的分隔符必須保留，如下列程序所示。由此可見，這一格式不直觀，編程不方便，現(xiàn)已基本上不采用。

00l HT 3162 HT 1630 HT2 HT6 HT1 LF

002 HT 12365 HT HT HT HT LF

003 HT 3162 HT 28621HT 1 HT 5 HT 0 LF

功能字也叫程序字或指令，是機床數(shù)字控制的專用術(shù)語。他的定義一組有規(guī)定次序的代碼符號，可以作為一個信息單元存貯、傳遞和操作。

1、坐標(biāo)字：用來設(shè)定機床各坐標(biāo)的位移量由坐標(biāo)地址符及數(shù)字組成，一般以X、Y、Z、U、V、W等字母開頭，后面緊跟“+”或“-”及一串?dāng)?shù)字。該數(shù)字一般以脈沖當(dāng)量為單位，不使用小數(shù)點，如果使用小數(shù)表示該數(shù)，則基本單位為mm。

2、準(zhǔn)備功能字（簡稱G功能）：指定機床的運動方式，為數(shù)控系統(tǒng)的插補運算作準(zhǔn)備，由準(zhǔn)備功能地址符“G”和兩位數(shù)字所組成，G功能的代號已標(biāo)準(zhǔn)化，一些多功能機床，已有數(shù)字大于100的指令。

常用G指令：坐標(biāo)定位與插補；坐標(biāo)平面選擇；固定循環(huán)加工；刀具補償；絕對坐標(biāo)及增量坐標(biāo)等。

3、進給功能字：指定刀具相對工件的運動速度，進給功能字以地址符“F”為首，后跟一串字代碼，單位mm/min，在進給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時，如進行車螺紋、攻絲或套扣等加工時，使用的單位還可為mm/r。

三位數(shù)代碼法：F后跟三位數(shù)字，第一位為進給速度的整數(shù)位數(shù)加“3”，后二位是進給速度的前二位有效數(shù)字。如1728mm/min指定為F717。

二位數(shù)代碼法：F后跟二位數(shù)字，規(guī)定了與00—99相對應(yīng)的速度表，除00與99外，數(shù)字代碼由01向98遞增時，速度按等比關(guān)系上升，公比為1.12。如F21速度11.2mm/min，F(xiàn)54速度500mm/min。

一位數(shù)代碼法：對速度檔較少的機床F后跟一位數(shù)字，即0—9來對應(yīng)十種預(yù)定的速度。

直接指定法：在F后按照預(yù)定的單位直接寫上要求的進給速度。

4、主軸速度功能字：指定主軸旋轉(zhuǎn)速度,以地址符S為首，后跟一串?dāng)?shù)字。 數(shù)字的意義、分檔方法及對照表與進給功能字通用，只是單位為：r/min。

5、刀具功能字：當(dāng)系統(tǒng)具有換刀功能時，刀具功能字用以選擇替換的刀具，以地址符T為首，其后一般跟二位數(shù)字，該數(shù)代表刀具的編號。

6、輔助功能字：用于機床加工操作時的工藝性指令，以地址符M為首，其后跟二位數(shù)字（M00—M99)，常用M指令：主軸的轉(zhuǎn)向與啟停；冷卻液的開與停；指定機械的夾緊與松開；指定工作臺等的固定直線與角位移；說明程序停止或紙帶結(jié)束等。

7、模態(tài)指令和非模態(tài)指令：G指令和M指令均有模態(tài)和非模態(tài)指令之分。

模態(tài)指令：也稱續(xù)效指令，按功能分為若干組，表2第2列中標(biāo)有相同字母的為同組。模態(tài)指令一經(jīng)程序段中指定，便一直有效，直到出現(xiàn)同組另一指令或被其他指令取消時才失效，與上一段相同的模態(tài)指令可省略不寫。

非模態(tài)指令：非續(xù)效指令，僅在出現(xiàn)的程序段中有效，下一段程序需要時必須重寫（如G04）。

例如：

N001 G91 G01 X10 Y10 Z-2 F150 M03 S1500；

N002 X15；

N003 G02 X20 Y20 I20 J0；

N004 G90 G00 X0 Y0 Z100 M02；

說明：

1)第一段出現(xiàn)三個模態(tài)指令G91、G01、M03，因他們不同組而均續(xù)效，其中G91功能延續(xù)到第四段出現(xiàn)G90時失效；G01功能在第二段中繼續(xù)有效，至第三段出現(xiàn)G02時被取消；M03功能直到第四段M02生效時才失效。

2)表2第(3)欄有“*”和表3第(5)欄有“*”者為非模態(tài)指令，其功能僅在出現(xiàn)的程序段中有效。

3)表3第(2)欄有“*”的M指令，其功能與同段其他指令的動作同時開始。表3第(3)欄有“*”的M指令，其功能與同段其他指令動作完成后才開始。

字與字的功能

1、字符與代碼

字符:用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號，如數(shù)字、字母、標(biāo)點符號、數(shù)學(xué)運算符等。數(shù)控系統(tǒng)只能接受二進制信息，用“0”和“1”組合的代碼來表達。國際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼：

（1） ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼

（2） EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)代碼

在現(xiàn)代大多數(shù)數(shù)控機床上這兩種代碼都可以使用。 數(shù)控機床的零件加工程序，可通過撥碼盤、鍵盤、穿孔紙帶、磁帶及磁盤等介質(zhì)輸入數(shù)控裝置中，

ISO代碼為補偶代碼。ISO代碼最多能表示的字符個數(shù)為2的7次方，等于128。

EL4代碼為補奇代碼。在EIA代碼中，每行代碼孔的個數(shù)為奇數(shù)；EIA代碼最多能表示的字符個數(shù)為2的6次方等于64。

從以上對兩種代碼的比較可知，ISO代碼具有信息量大、可靠性高等優(yōu)點，所以目前世界各國都采ISO代碼；但由于EIA代碼發(fā)展較早，已有的數(shù)控機床中，有一些采用的是EIA代碼，也有一些機床既可用ISO代碼又可用EIA代碼?，F(xiàn)在我國規(guī)定新產(chǎn)品一律采用BO代碼。

2、字

字:指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。由一個英文字母與隨后的若干位十進制數(shù)字組成。這個英文字母稱為地址符。

如：“X2500”是一個字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內(nèi)容。

3、字的功能

組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC-0M數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范為主來介紹的，實際工作中，請遵照機床數(shù)控系統(tǒng)說明書來使用各個功能字。

（1） 順序號字N

順序號字:又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成。順序號字N是地址符，后續(xù)數(shù)字一般1～4位正整數(shù)。順序號實際上是程序段的名稱。數(shù)控系統(tǒng)不是按順序號的次序來執(zhí)行程序，而是按照程序段編寫時的排列順序逐段執(zhí)行。

順序號的作用：

對程序的校對和檢索修改；

作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo)，即作為轉(zhuǎn)向目的程序段的名稱。

有順序號的程序段可以進行復(fù)歸操作，這是指加工可以從程序的中間開始，或回到程序中斷處開始。

一般使用方法：編程時將第一程序段冠以N10,以后以間隔10遞增的方法設(shè)置順序號，這樣，在調(diào)試程序時如果需要在N10和N20之間插入程序段時，就可以使用N11、N12。

（2）準(zhǔn)備功能字G

準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。后續(xù)數(shù)字一般1～3位正整數(shù)。

（3）尺寸字

尺寸字用于確定機床上刀具運動終點的坐標(biāo)位置。

第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于確定終點的直線坐標(biāo)尺寸；

第二組 A，B，C，D，E 用于確定終點的角度坐標(biāo)尺寸；

第三組 I，J，K 用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。

（4）進給功能字F

進給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。

（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S

主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。

（6）刀具功能字T

刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時所用刀具的編號。

（7）輔助功能字M

輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關(guān)動作。

１、機床坐標(biāo)系的確定

（1）機床相對運動的規(guī)定

工件相對靜止，而刀具運動。

在機床上，始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。

（2）機床坐標(biāo)系的規(guī)定

標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。

在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要通過坐標(biāo)系來實現(xiàn)，這個坐標(biāo)系被稱之為機床坐標(biāo)系。

例如銑床上，有機床的縱向運動、橫向運動以及垂向訩動。在數(shù)控加工中就應(yīng)該用機床坐標(biāo)系來描述。

2、標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定：

直角坐標(biāo)系

1)伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90度。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。

2)大拇指的指向為X坐標(biāo)的正方向，食指的指向為Y坐標(biāo)的正方向，中指的指向為Z坐標(biāo)的正方向。

3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標(biāo)中任意一軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。

（3）運動方向的規(guī)定

增大刀具與工件距離的方向即為各坐標(biāo)軸的正方向。

1、數(shù)控銑床（FANUC 0M）加工坐標(biāo)系的設(shè)定步驟

在選擇了被加工零件圖樣，并確定了編程原點位置后，可按以下方法進行加工坐標(biāo)系設(shè)定：

（1）準(zhǔn)備工作

機床回參考點，確認(rèn)機床坐標(biāo)系；

（2）裝夾工件毛坯

通過夾具使零件定位，并使工件定位基準(zhǔn)面與機床運動方向一致；

（3）對刀測量

用簡易對刀法測量，方法如下： X、Y向?qū)Φ斗椒?/p>

用直徑為φ10的標(biāo)準(zhǔn)測量棒、塞尺對刀，得到測量值為X ， Y ，Z值 。

（4）計算設(shè)定值

將前面已測得的各項數(shù)據(jù),按設(shè)定要求運算。

（5）設(shè)定加工坐標(biāo)系

將開關(guān)放在 MDI 方式下，進入加工坐標(biāo)系設(shè)定頁面。輸入數(shù)據(jù)為:

X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033

表示加工原點設(shè)置在機床坐標(biāo)系的X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 的位置上。

（6）校對設(shè)定值

對于初學(xué)者，在進行了加工原點的設(shè)定后，應(yīng)進一步校對設(shè)定值，以保證參數(shù)的正確性。

校對工作的具體過程如下：在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，再進行回機床參考點操作，其顯示值為

X +392.626

Y +246.460

Z +32.033

這說明在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，機床原點在加工坐標(biāo)系中的位置為：

X +392.626

Y +246.460

Z +32.033

這反過來也說明G54的設(shè)定值是正確的。

2、加工坐標(biāo)系設(shè)定的操作。

3、注意事項

（1）G54～G59設(shè)置加工坐標(biāo)系的方法是一樣的，但在實際情況下，機床廠家為了用戶的不同需要，在使用中有以下區(qū)別：利用G54設(shè)置機床原點的情況下，進行回參考點操作時機床坐標(biāo)值顯示為G54的設(shè)定值，且符號均為正；利用G55～G59設(shè)置加工坐標(biāo)系的情況下，進行回參考點操作時機床坐標(biāo)值顯示零值。

（2）G92指令與G54～G59指令都是用于設(shè)定工件加工坐標(biāo)系的，但在使用中是有區(qū)別的。G92指令是通過程序來設(shè)定、選用加工坐標(biāo)系的，它所設(shè)定的加工坐標(biāo)系原點與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān)，這一加工原點在機床坐標(biāo)系中的位置是隨當(dāng)前刀具位置的不同而改變的。

（3）G54～G59指令是通過MDI在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件加工坐標(biāo)系的，一旦設(shè)定，加工原點在機床坐標(biāo)系中的位置是不變的，它與刀具的當(dāng)前位置無關(guān)，除非再通過MDI 方式修改。

（4）本課程所例加工坐標(biāo)系的設(shè)置方法，僅是FANUC系統(tǒng)中常用的方法之一，其余不一一例舉。其它數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)置方法應(yīng)按隨機說明書執(zhí)行。

4、常見錯誤

當(dāng)執(zhí)行程序段G92 X 10 Y 10時，常會認(rèn)為是刀具在運行程序后到達X 10 Y 10 點上。其實， G92指令程序段只是設(shè)定加工坐標(biāo)系，并不產(chǎn)生任何動作，這時刀具已在加工坐標(biāo)系中的 X10 Y10點上。

G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令組合，如G54 G90 G01 X 10 Y10時，運動部件在選定的加工坐標(biāo)系中進行移動。 程序段運行后，無論刀具當(dāng)前點在哪里，它都會移動到加工坐標(biāo)系中的X 10 Y 10 點上。

編程坐標(biāo)系

編程坐標(biāo)系編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。

編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。

編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點。

編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致。

在加工程序中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達方法。

絕對尺寸指機床運動部件的坐標(biāo)尺寸值相對于坐標(biāo)原點給出。 增量尺寸指機床運動部件的坐標(biāo)尺寸值相對于前一位置給出。

1、用G功能字指定

G90指定尺寸值為絕對尺寸。

G91指定尺寸值為增量尺寸。

這種表達方式的特點是同一程序段中只能用一種，不能混用；同一坐標(biāo)軸方向的尺寸字的地址符是相同的。

2、用尺寸字的地址符指定

絕對尺寸的尺寸字的地址符用 X、Y、Z

增量尺寸的尺寸字的地址符用 U、V、W

這種表達方式的特點是同一條程序段中絕對尺寸和增量尺寸可以混用，這給編程帶來很大方便。

預(yù)置寄存指令是按照程序規(guī)定的尺寸字的值通過當(dāng)前刀具所在位置來設(shè)定加工坐標(biāo)系的原點，不產(chǎn)生機床運動。

編程格式 G92 X～Y～ Z～

X、Y、Z的值是當(dāng)前刀具位置相對于加工原點位置的值。

注意：這種方式設(shè)置的加工原點是隨刀具當(dāng)前位置（起始位置）的變化而變化的。

坐標(biāo)平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。

G17表示選擇 XY平面

G18表示選擇 ZX平面

G19表示選擇 YZ平面

一般，數(shù)控車床默認(rèn)在ZX平面內(nèi)加工，數(shù)控銑床默認(rèn)在XY平面內(nèi)加工。

快速點定位指令控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標(biāo)位置，其移動速度由參數(shù)來設(shè)定。指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個坐標(biāo)方向同時按參數(shù)設(shè)定的速度移動，最后減速到達終點。注意：在各坐標(biāo)方向上有可能不是同時到達終點。刀具移動軌跡是幾條線段的組合，不是一條直線。例如，在FANUC系統(tǒng)中，運動總是先沿45度角的直線移動，最后再在某一軸單向移動至目標(biāo)點位置。編程人員應(yīng)了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。

編程格式 G00 X～ Y～ Z～

X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標(biāo)值

例：從A點到B點快速移動的程序段為：

G90 G00 X20 Y30

直線插補指令用于產(chǎn)生按指定進給速度F實現(xiàn)的空間直線運動。

程序格式 G01 X～ Y～ Z～ F～

其中：X、Y、Z的值是直線插補的終點坐標(biāo)值。

G02為按指定進給速度的順時針圓弧插補。

G03為按指定進給速度的逆時針圓弧插補。

圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸，由正方向向負(fù)方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03。

程序格式為：

XY平面：

G17 G02 X～ Y～ I～ J～ (R～) F～

G17 G03 X～ Y～ I～ J～ (R～) F～

ZX平面：

G18 G02 X～ Z～ I～ K～ (R～) F～

G18 G03 X～ Z～ I～ K～ (R～) F～

YZ平面：

G19 G02 Z～ Y～ J～ K～ (R～) F～

G19 G03 Z～ Y～ J～ K～ (R～) F～

其中：X、Y、Z的值是指圓弧插補 的終點坐標(biāo)值；I、J、K是指圓弧起點到圓心的增量坐標(biāo)，與G90,G91無關(guān)；R為指定圓弧半徑，當(dāng)圓弧的圓心角≤180度時，R值為正，當(dāng)圓弧的圓心角＞180度時，R值為負(fù)。

在零件輪廓銑削加工時，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補償功能。

1、編程格式

G41為左偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側(cè)的刀具半徑補償。

G42為右偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側(cè)的刀具半徑補償。

G40 為補償撤消指令

程序格式為：

G00/G01 G41/G42 X～ Y～ H～ 建立補償程序段

…… 輪廓切削程序段

……

G00/G01 G40 X～ Y～ 補償撤消程序段

其中：

G41/G42程序段中的X、Y值是建立補償直線段的終點坐標(biāo)值；

G40程序段中的X、Y值是撤消補償直線段的終點坐標(biāo)；

H為刀具半徑補償代號地址字，后面一般用兩位數(shù)字表示代號，代號與刀具半徑值一一對應(yīng)。刀具半徑值可用CRT/MDI方式輸入，即在設(shè)置時，H～ = R。如果用H00也可取消刀具半徑補償。

2、工作過程

以下各圖表示的刀具半徑補償?shù)墓ぷ鬟^程。其中，實線表示編程軌跡；點劃線表示刀具中心軌跡；r等于刀具半徑，表示偏移向量。

（1）刀具半徑補償建立時，一般是直線且為空行程，以防過切。以G42為例，其刀具半徑補償建立見。

（2）刀具半徑補償一般只能平面補償，其補償運動情況。

（3）刀具半徑補償結(jié)束用G40撤銷，撤銷時同樣要防止過切。

應(yīng)注意的是：

建立補償程序段，必須是在補償平面內(nèi)不為零的直線移動。

建立補償程序段，一般應(yīng)在切入工件之前完成。

撤銷補償程序段，一般應(yīng)在切出工件之后完成。

3、刀具半徑補償量的改變

一般刀具半徑補償量的改變，是在補償撤銷的狀態(tài)下重新設(shè)定刀具半徑補償量。如果在已補償?shù)臓顟B(tài)下改變補償量，則程序段的終點是按該程序段所設(shè)定的補償量來計算的。

4.刀具半徑補償量的符號

一般刀具半徑補償量的符號為正，若取為負(fù)值時，會引起刀具半徑補償指令G41與G42的相互轉(zhuǎn)化。

5.過切

通常過切由以下兩種情況：

（1）刀具半徑大于所加工工件內(nèi)輪廓轉(zhuǎn)角時產(chǎn)生的過切。

（2）刀具直徑大于所加工溝槽時產(chǎn)生的過切。

6.刀具半徑補償?shù)钠渌鼞?yīng)用

應(yīng)用刀具半徑補償指令加工時，刀具的中心始終與工件輪廓相距一個刀具半徑距離。當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后，刀具半徑變小，只需在刀具補償值中輸入改變后的刀具半徑，而不必修改程序。在采用同一把半徑為R的刀具，并用同一個程序進行粗、精加工時，設(shè)精加工余量為△，則粗加工時設(shè)置的刀具半徑補償量為R+△，精加工時設(shè)置的刀具半徑補償量為R，就能在粗加工后留下精加工余量△，然后。在精加工時完成切削。

（八）、刀具長度補償指令

使用刀具長度補償指令，在編程時就不必考慮刀具的實際長度及各把刀具不同的長度尺寸。加工時，用MDI方式輸入刀具的長度尺寸，即可正確加工。當(dāng)由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時，只要修正刀具長度補償量，而不必調(diào)整程序或刀具。

G43 為正補償，即將Z坐標(biāo)尺寸字與H代碼中長度補償?shù)牧肯嗉?，按其結(jié)果進行Z軸運動。

G44 為負(fù)補償，即將Z坐標(biāo)尺寸字與H中長度補償?shù)牧肯鄿p，按其結(jié)果進行Z軸運動。

G49為撤消補償。

編程格式

G01 G43/G44 Z～H～// 建立補償程序段

…… // 切削加工程序段

……

G49 // 補償撤消程序段

例：G01 G43 Zs H～

或 G01 G44 Zs H～

其中：

S 為Z向程序指令點；

H～ 的值為長度補償量，即H～ =△。

H 刀具長度補償代號地址字，后面一般用兩位數(shù)字表示代號，代號與長度補償量一一對應(yīng)。刀具長度補償量可用CRT/MDI方式輸入。如果用H00則取消刀具長度補償。

一、車削對刀、車削循環(huán)程序的上機調(diào)試及應(yīng)用

（一）目的和要求

1、進一步熟悉數(shù)控車床的操作

通過試切對刀、簡單車削循環(huán)、復(fù)合車削循環(huán)的程序調(diào)試，進一步熟悉數(shù)控車床的操作

2、掌握數(shù)控車削加工的對刀操作方法及工件坐標(biāo)系的建立

掌握數(shù)控車削試切對刀的基本操作，用Ｇ９２、Ｇ５４～Ｇ５９、Txxxx指令建立工件坐標(biāo)系的幾種方法。

試切外圓作Ｘ向?qū)Φ?，試切端面作Ｚ向?qū)Φ叮?/p>

Ｇ９２是以當(dāng)前位置點作為參照點、Ｇ５４及Ｔ指令則是以機床零點作為參照點來建立坐標(biāo)系的。由于機床原點不會改變，故用Ｇ５４和Ｔ指令比用Ｇ９２方便。

有多把刀具時使用Ｔ指令則更方便。

3、掌握簡單車削循環(huán)程序的編寫規(guī)則及其應(yīng)用

簡單循環(huán)是指用一個程序行取代多個基本指令程序行功能的簡化編程手段，包括以車外圓方式為主的Ｇ８０和以車端面方式為主的Ｇ８１。了解掌握指令格式中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的算法及指令的應(yīng)用。

簡單循環(huán)編程僅用于一個臺肩的階梯軸的加工，從棒料到臺肩需要多個簡單循環(huán)程序行。

4、掌握復(fù)合車削循環(huán)的編程及其在車削加工中的應(yīng)用

復(fù)合循環(huán)則是指僅用一個程序行就能實現(xiàn)多個臺肩的階梯軸加工的更為方便的簡化編程手段，包括以車外圓方式為主的Ｇ７１、以車端面方式為主的Ｇ７２和走固定形狀路線的Ｇ７３。了解掌握它們的編程規(guī)則和應(yīng)用場合。

Ｇ７１適于車削長軸類，Ｇ７２適于加工盤類回轉(zhuǎn)零件，Ｇ７３為等余量粗切方式，適于鑄鍛半成型毛坯件的車削。

復(fù)合循環(huán)不是一個孤立的程序行，依賴于精車輪廓的程序數(shù)據(jù)。

（二）重點和難點

重點：數(shù)控車床的坐標(biāo)系建立方法、復(fù)合車削循環(huán)編程與應(yīng)用

難點：數(shù)控車床的對刀、簡單循環(huán)中切削起點坐標(biāo)的確定、復(fù)合循環(huán)程序編寫規(guī)則。

（三）方法和技巧

認(rèn)真聽講、及時上機練習(xí)以幫助消化。

探索各類循環(huán)指令編程格式的書寫規(guī)律，比較異同以增進記憶。

二、銑削對刀、刀補程序的調(diào)試

（一）目的和要求

1、掌握數(shù)控銑削加工的對刀方法

僅使用一把刀具的銑削對刀，就是通過刀具刀位點（銑刀底面中心）作為媒介建立工件坐標(biāo)系和機床坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。找到刀具在工件坐標(biāo)中的坐標(biāo)和同一位置處刀具在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即可推算出工件原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，這就是對刀的目的。

對刀的方法主要有尋邊、找中，既可用刀具直接對刀，也可借助于電子尋邊器對刀。尋邊時需要考慮刀具或?qū)み吰鞯陌霃酱笮?，找中時可不需考慮。

Ｚ向?qū)Φ侗仨毷褂玫毒咧苯訉Φ?，可借助固定高度的Ｚ軸設(shè)定器來對刀。

2、熟練掌握數(shù)控銑床的坐標(biāo)系建立及設(shè)置操作；

建立工件坐標(biāo)系可用Ｇ９２或Ｇ５４～Ｇ５９指令。

Ｇ９２是以當(dāng)前位置點位參照，對程序執(zhí)行時刀具的當(dāng)前位置有要求；

Ｇ５４等是以機床原點為參照點，通過對刀找到工件原點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，將該坐標(biāo)賦給Ｇ５４既可

3、掌握數(shù)控銑削加工中刀具半徑補償編程及應(yīng)用；

由于刀具刀位點（刀刃底面中心）和刀具切削刃行走的軌跡不重合，兩者相差一個刀具半徑大小，因而需要考慮刀具半徑補償。

刀徑補償有人工預(yù)補償和機床自動補償兩種方式。人工預(yù)刀補編程不具通用性，故可讓機床來自動進行刀補運算。

了解刀補的加載、卸載過程及Ｂ、Ｃ功能刀補算法對合理使用刀補很關(guān)鍵。

4、進一步了解數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)組成、加工控制原理；

5、 熟練掌握銑削程序的輸入調(diào)試過程；

（二)重點和難點

重點：銑削對刀操作、刀具半徑補償編程應(yīng)用

難點：坐標(biāo)系構(gòu)建、機床自動刀具半徑補償?shù)木幊桃?guī)則

(三)學(xué)習(xí)方法和技巧

重點掌握G54構(gòu)建工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)推算方法，則對刀就不難理解。

在工件外或廢料區(qū)下刀，刀補加、卸載設(shè)計在引入、引出直線段內(nèi)，其它的就直接按輪廓圖紙尺寸編程，是刀補編程的總原則。

數(shù)控切割機機載計算機使用的程序可分為:

系統(tǒng)程序是管理和控制整臺設(shè)備的操作程序、由機床制造廠商提供，一般不能修改。

工作程序是為完成一項具體工作(如切割零件)而編制的程序，它可以調(diào)用或反復(fù)調(diào)用宏程序。

宏程序是執(zhí)行某一特定任務(wù)的程序，供工作程序調(diào)用。使用宏程序可以減少工作程序的編制量和出錯幾率。

宏程序又分為:固定宏程序和可變宏程序。固定宏程序可執(zhí)行某一固定的任務(wù)，例如:切割半徑為100圓法蘭的固定宏程序，無論工作程序何時、怎樣調(diào)用它，都只能切割出半徑為100mm的圓法蘭來?？勺兒瓿绦騽t不然，它可以把半徑做為變量來處理，例如:切割半徑用變量R來代表的可變宏程序，工作程序在調(diào)用它的時候，通過給R以不同的具體值就可以切割出不同半徑的圓法蘭。

可變宏程序常常被用于編制形狀相同尺寸不同的零件，裝入計算器的全部可變宏程序可就稱為可變宏程序庫。

一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。程序段格式舉例:

N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08; N40 X90;(本程序段省略了續(xù)效字"G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08"，但它們的功能仍然有效)

在程序段中，必須明確組成程序段的各要素:

移動目標(biāo):終點坐標(biāo)值X、Y、Z;

沿怎樣的軌跡移動:準(zhǔn)備功能字G;

進給速度:進給功能字F;

切削速度:主軸轉(zhuǎn)速功能字S;

使用刀具:刀具功能字T;

機床輔助動作:輔助功能字M。

1)程序開始符、結(jié)束符

程序開始符、結(jié)束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列段。

2)程序名

程序名有兩種形式:一種是英文字母O(%或P)和1~4位正整數(shù)組成;另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字多字符混合組成的程序名(如TEST1 等)。一般要求單列一段。

3)程序主體

程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。

4)程序結(jié)束

程序結(jié)束可以用M02或M30指令。一般要求單列一段。

加工程序的一般格式舉例:

% // 開始符

O2000 //程序名

N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 //程序主體

N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08

N30 X80.0

……

N200 M30 //程序結(jié)束

% // 結(jié)束符