数控机床编程与操作数控机床编程与操作第二章第二章 数控机床的编程规则数控机床的编程规则2.1 2.1 数控机床的坐标系数控机床的坐标系* * 2.2 2.2 数控机床编程基础数控机床编程基础* * 2.3 2.3 思考与练习题思考与练习题* *本章知识本章知识 数控机床的坐标系及其运动方向数控机床的坐标系及其运动方向 数控机床程序编制的内容及步骤数控机床程序编制的内容及步骤 数控机床程序组成及程序段格式数控机床程序组成及程序段格式 数控机床程序编制常用的程序字数控机床程序编制常用的程序字 数数控控装装置置所所用用的的计计算算机机属属于于专专用用计计算算机机，它它使使用用的的自自动动控控制制语语言言与与通通用用计计算算机机使使用用的的BASICBASIC、FOTRANFOTRAN等等高高级级语语言言属属于于不不同同的的范范畴畴。尽尽管管这这种种自自动动控控制制语语言言也也像像高高级级语语言言那那样样有有严严格格的的规规则则和和格格式式，但但它它没没有有类类似似高高级级语语言言那那样样的的语法。语法。数数控控系系统统的的种种类类繁繁多多（SIEMENSSIEMENS、FANUCFANUC、KNDKND、DMGDMG、华华中中等等），它它们们使使用用的的数数控控语语言言规规则则和和格格式式也也不不尽尽相相同同，编编制制数数控控加加工工程程序序时时，应应严严格格按按照照机机床床编编程程手手册册中中的的规规定定进进行行程程序序的的编制。编制。 1.1.标准坐标系及其运动方向标准坐标系及其运动方向 为了保证数控机床的正确运动，避免为了保证数控机床的正确运动，避免工作时的不一致性，我国根据工作时的不一致性，我国根据ISO841ISO841国际国际标准制定的标准制定的JB305182JB305182数控标准，统一规数控标准，统一规定了数控机床坐标轴的代码及其运动的正、定了数控机床坐标轴的代码及其运动的正、负方向，这给数控系统和机床的设计、使负方向，这给数控系统和机床的设计、使用和维修带来了极大的方便。用和维修带来了极大的方便。 2.1 2.1 数控机床的坐标系数控机床的坐标系（1 1）规定原则）规定原则右手直角坐标系右手直角坐标系标准的坐标系为标准的坐标系为右手直角坐标系右手直角坐标系，如图，如图2.12.1所示。所示。* *它规定了它规定了X X、Y Y、Z Z三坐标轴的关三坐标轴的关系：用右手的拇指、食指和中指分别代表系：用右手的拇指、食指和中指分别代表X X、Y Y、Z Z三轴，三轴，3 3个手指互相垂直，所指方向分个手指互相垂直，所指方向分别为别为X X、Y Y、Z Z轴的正方向。围绕轴的正方向。围绕X X、Y Y、Z Z各轴各轴的回转运动分别用的回转运动分别用A A、B B、C C表示，其正向用表示，其正向用右手螺旋定则右手螺旋定则确定。与确定。与+X+X、+Y+Y、+Z+Z、，+C+C相反的方向相反的方向用带用带“”“”的的+X+X、+Y+Y、+Z+Z、，+C+C表示。表示。 图图2.1 右手直角坐标系右手直角坐标系刀具运动坐标系与工件运动坐标系刀具运动坐标系与工件运动坐标系数控机床的坐标系是机床运动部件进给数控机床的坐标系是机床运动部件进给运动的坐标系。由于进给运动可以是刀具相运动的坐标系。由于进给运动可以是刀具相对工件的运动（车床），也可以是工件相对对工件的运动（车床），也可以是工件相对刀具的运动（铣床）。刀具的运动（铣床）。所以所以统一规定：统一规定：用字母不带用字母不带“”“”的坐的坐标表示刀具相对标表示刀具相对“静止静止”工件而运动的刀具工件而运动的刀具运动坐标；带运动坐标；带“”“”的坐标表示工件相对的坐标表示工件相对“静止静止”刀具而运动的工件运动坐标。刀具而运动的工件运动坐标。运动的正方向运动的正方向是使刀具与工件之间距离增大的方向。是使刀具与工件之间距离增大的方向。 （2 2）坐标轴确定的方法及步骤）坐标轴确定的方法及步骤Z Z轴轴一般取产生切削力的主轴轴线为一般取产生切削力的主轴轴线为Z Z轴，刀轴，刀具远离工件方向为正向，图具远离工件方向为正向，图2.22.2所示为车床所示为车床坐标轴，图坐标轴，图2.32.3所示为铣床坐标轴。所示为铣床坐标轴。 图图2.2 2.2 车床坐标轴车床坐标轴图图2.3 2.3 铣床坐标轴铣床坐标轴 a) a)立式立式 b) b)卧式卧式X X轴轴一一般般位位于于平平行行工工件件装装卡卡面面的的水水平平面面内内。对对工工件件作作回回转转切切削削运运动动的的机机床床（车车床床、磨磨床床），在在水水平平面面内内取取垂垂直直工工件件回回转转轴轴线线（Z Z轴轴）的的方方向向为为X X轴轴，刀刀具具远远离离工工件件方方向向为为正正向向，如图如图2.22.2所示。所示。* *对刀具作回转切削运动的机床（铣床、对刀具作回转切削运动的机床（铣床、镗床），当镗床），当Z Z轴竖直（立式）时，人面对主轴竖直（立式）时，人面对主轴，向右为正轴，向右为正X X方向，如图方向，如图2.3a2.3a所示；当所示；当Z Z轴轴水平（卧式）时，则向左为正水平（卧式）时，则向左为正X X方向，如图方向，如图2.3b2.3b所示。所示。* * Y Y轴轴根据已确定的根据已确定的X X、Z Z轴，按右手直角坐标轴，按右手直角坐标系确定。系确定。A A、B B、C C轴轴 此三轴为回转进给运动坐标。根据已确此三轴为回转进给运动坐标。根据已确定的定的X X、Y Y、Z Z轴，用右手螺旋法则来确定。轴，用右手螺旋法则来确定。附加坐标附加坐标若若机机床床除除有有X X、Y Y、Z Z（第第一一组组）主主要要直直线线运运动动外外，还还有有平平行行于于它它们们的的坐坐标标运运动动，则则分分别命名为别命名为U U、V V、W W。 2.2.数控机床两种坐标系数控机床两种坐标系（1 1）机床坐标系）机床坐标系机机床床坐坐标标系系又又称称机机械械坐坐标标系系，是是机机床床运运动动部部件件的的进进给给运运动动坐坐标标系系，其其坐坐标标轴轴及及方方向向按按标标准准规规定定，其其坐坐标标原原点点的的位位置置则则由由各各机机床床生产厂设定。生产厂设定。数控车床的机床坐标系（数控车床的机床坐标系（XOZXOZ）的原点）的原点O O一般位于卡盘端面，如图一般位于卡盘端面，如图2.42.4所示。所示。* *数控铣床的机床坐标系（数控铣床的机床坐标系（XYZOXYZO）的原点）的原点O O一般位于机床零点，即机床移动部件沿其一般位于机床零点，即机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置，如图坐标轴正向的极限位置，如图2.52.5所示。所示。* * 图图2.4 2.4 车床的两种坐标系车床的两种坐标系图图2.5 2.5 铣床的两种坐标系铣床的两种坐标系 1 1工件工件 2 2工作台工作台（2 2）工件坐标系）工件坐标系工工作作坐坐标标系系又又称称编编程程坐坐标标系系，供供编编程程使使用用。规规定定工工件件坐坐标标系系是是刀刀具具相相对对工工件件而而运运动动的的刀刀具具运运动动坐坐标标系系。如如图图2.42.4中中的的XpOpZpXpOpZp及图及图2.52.5中中XpYpZpOpXpYpZpOp。* *工件坐标系的原点工件坐标系的原点OpOp，也称工件零点，也称工件零点或编程零点，其位置由编程者设定，一般或编程零点，其位置由编程者设定，一般设在工件的设计、工艺基准处，便于尺寸设在工件的设计、工艺基准处，便于尺寸计算。计算。 1.1.数控机床编程概述数控机床编程概述（1 1）程序编制的内容及一般步骤）程序编制的内容及一般步骤确定工艺过程及工艺路线确定工艺过程及工艺路线既要按照一般的工艺原则确定加工方法，既要按照一般的工艺原则确定加工方法，划分加工阶段，选择机床、夹紧定位方法、划分加工阶段，选择机床、夹紧定位方法、加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）刀具、切削用量等工艺参数（如进给速度、刀具、切削用量等工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削宽度和切削深度等），又要主轴转速、切削宽度和切削深度等），又要根据数控机床加工特点，做到工序集中、换根据数控机床加工特点，做到工序集中、换刀次数少、空行程路线短等。刀次数少、空行程路线短等。 2.2 2.2 数控机床的编程基础数控机床的编程基础计算刀具轨迹的坐标值计算刀具轨迹的坐标值根据零件的形状、尺寸、走刀路线，根据零件的形状、尺寸、走刀路线，计算出零件轮廓线上各几何元素的起点、计算出零件轮廓线上各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标。终点、圆弧的圆心坐标。若数控系统无刀具补偿功能，则应计若数控系统无刀具补偿功能，则应计算刀心位置。当用直线、圆弧来逼近非圆算刀心位置。当用直线、圆弧来逼近非圆曲线时，应计算曲线上各节点的坐标值。曲线时，应计算曲线上各节点的坐标值。 编写零件加工程序编写零件加工程序根据所计算出的刀具运动轨迹坐标值根据所计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的切削用量以及辅助动作，结合和已确定的切削用量以及辅助动作，结合数控系统规定使用的指令及程序格式，编数控系统规定使用的指令及程序格式，编写零件加工程序。写零件加工程序。程序输入数控系统程序输入数控系统程序编写好之后，可通过键盘直接将程序编写好之后，可通过键盘直接将程序输入数控系统，也可制作成控制介质程序输入数控系统，也可制作成控制介质（穿孔纸带、磁盘、磁带等），再将控制（穿孔纸带、磁盘、磁带等），再将控制介质上的程序输入数控系统。介质上的程序输入数控系统。 程序检验和零件试切程序检验和零件试切编制好的程序必须经过检验和试切才能编制好的程序必须经过检验和试切才能正式使用。正式使用。检验的方法是直接将控制介质上的信息检验的方法是直接将控制介质上的信息输入到数控系统中，检查刀具的运动轨迹是输入到数控系统中，检查刀具的运动轨迹是否正确。但否正确。但验不出对刀误差和某些计算误差验不出对刀误差和某些计算误差引起的加工误差以及加工精度。引起的加工误差以及加工精度。首件试切可用铝、塑料、石腊等易切材首件试切可用铝、塑料、石腊等易切材料。若发现零件不符合要求，则应对程序作料。若发现零件不符合要求，则应对程序作修改，以及采用误差补偿方法，直到加工出修改，以及采用误差补偿方法，直到加工出合格的零件为止。合格的零件为止。 （2 2）数控程序的编制方法）数控程序的编制方法手工编程手工编程从零件图分析、工艺处理、轨迹计算、从零件图分析、工艺处理、轨迹计算、编写程序、制作控制介质直到程序检验等编写程序、制作控制介质直到程序检验等各个阶段均由人工完成的编程方法，称为各个阶段均由人工完成的编程方法，称为手工编程。手工编程。对于几何形状不太复杂的零件，轨迹对于几何形状不太复杂的零件，轨迹计算较为简单，所需的程序段不多，程序计算较为简单，所需的程序段不多，程序编制容易实现，比较适于手工编程。因此，编制容易实现，比较适于手工编程。因此，手工编程被广泛用于点位加工和形状简单手工编程被广泛用于点位加工和形状简单的轮廓加工中。的轮廓加工中。 以下情况不适合用手工编程：以下情况不适合用手工编程：形形状状较较复复杂杂的的零零件件，特特别别是是由由非非圆圆曲曲线线、空空间间曲曲线线等等几几何何元元素素组组成成的的零零件件。几几何何元元素素并并不不复复杂杂但但程程序序量量很很大大的的零件。零件。当当铣铣削削轮轮廓廓时时，数数控控系系统统不不具具备备刀刀具具半半径径补补偿偿功功能能，而而且且只只能能以以刀刀具具中中心心的的运动轨迹进行编程的情况。运动轨迹进行编程的情况。 自动编程自动编程由计算机完成程序编制中的大部分或由计算机完成程序编制中的大部分或全部工作的编程方法，称为自动编程。全部工作的编程方法，称为自动编程。其软件有美国的其软件有美国的MASTERCAMMASTERCAM、Pro/EPro/E、 UGUG和中国的和中国的CAXICAXI等。等。 自动编程可以大大减轻编程人员的劳自动编程可以大大减轻编程人员的劳动强度，将编程效率提高几十倍甚至上百动强度，将编程效率提高几十倍甚至上百倍。同时解决了手工编程无法解决的复杂倍。同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难度。零件的编程难度。2.2.程序代码程序代码 数控加工程序是根据数控机床规定的数控加工程序是根据数控机床规定的语言规则及程序格式来编制的。语言规则及程序格式来编制的。目前，国际上有两种通用的数控标准，目前，国际上有两种通用的数控标准，即国际标准化组织的即国际标准化组织的ISOISO标准和美国电子工标准和美国电子工业协会的业协会的EIAEIA标准。我国根据标准。我国根据ISOISO标准制定标准制定了了JB320883JB320883标准。这些标准是数控加工标准。这些标准是数控加工编程的基本准则。编程的基本准则。 3.3.程序格式程序格式（1 1）程序组成）程序组成一个完整的数控加工程序由一个完整的数控加工程序由程序名（号）程序名（号）、程序内容程序内容和和程序结束指令程序结束指令3 3部分组成。例如：部分组成。例如：程序号：程序号： O0001 O0001 N10 G00 X0 Y0 Z2 T01 S1500 M03N10 G00 X0 Y0 Z2 T01 S1500 M03 N20 G01 Z-2 F200N20 G01 Z-2 F200程序内容：程序内容： N30 G91 X20 Y20N30 G91 X20 Y20 N100 G00 Z100N100 G00 Z100程序结束指令：程序结束指令：N110 M02N110 M02 上述例子表示一个完整的加工程序，上述例子表示一个完整的加工程序，由由1111个程序段组成。程序号位于程序主体个程序段组成。程序号位于程序主体之前，是程序的开始部分，一般独占一行。之前，是程序的开始部分，一般独占一行。程序号一般由规定的字母程序号一般由规定的字母O O打头，后面紧跟打头，后面紧跟若干位数字组成。常用若干位数字组成。常用2 2位或位或4 4位两种，前位两种，前零可省略。零可省略。程序内容是程序的核心程序内容是程序的核心，它由若干个，它由若干个程序段组成。在书写时，一个程序段一般程序段组成。在书写时，一个程序段一般占一行。程序段是数控加工程序中的一句，占一行。程序段是数控加工程序中的一句，用来指令机床执行某一个动作或一组动作。用来指令机床执行某一个动作或一组动作。每个程序段由若干个程序字组成。每个程序段由若干个程序字组成。 程序字简称字，字则由地址字（字母）程序字简称字，字则由地址字（字母）和数值字（数字及符号）组成。如上述程和数值字（数字及符号）组成。如上述程序的第一个程序段，由序的第一个程序段，由8 8个字组成，其中个字组成，其中N N、G G、X X、Y Y、Z Z、T T、S S、M M为地址字符，后面跟为地址字符，后面跟相应的数值字。相应的数值字。字的功能类别由它的地址决定字的功能类别由它的地址决定。根据。根据功能的不同，程序字可分为顺序号字、准功能的不同，程序字可分为顺序号字、准备功能字符、辅助功能字、尺寸字、进给备功能字符、辅助功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字和刀具功能字。功能字、主轴转速功能字和刀具功能字。常用程序字的含义如表常用程序字的含义如表2.12.1所示。所示。 表表2.1 2.1 常用程序字常用程序字程序结束指令位于程序内容的后面，用程序结束指令位于程序内容的后面，用M02M02（程序结束）或（程序结束）或M30M30（纸带结束，光标返（纸带结束，光标返回）。回）。在使用中，用在使用中，用M02M02结束程序时，自动运结束程序时，自动运行结束后光标停在程序结束处；而用行结束后光标停在程序结束处；而用M30M30来来结束程序时，自动运行结束后光标和屏幕显结束程序时，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动按钮示能自动返回到程序开头处，一按启动按钮就可以再一次运行程序。就可以再一次运行程序。 （2 2）程序段格式）程序段格式程序段的格式是指一个程序段中程序段的格式是指一个程序段中“字字”的排列方式和顺序，以及每个的排列方式和顺序，以及每个“字字”和和整个段的长度规定。不同数控系统的格式整个段的长度规定。不同数控系统的格式各异，须按说明书编程，否则会报警出错。各异，须按说明书编程，否则会报警出错。 目前使用的程序段格式称为字地址程目前使用的程序段格式称为字地址程序段。序段。 字地址程序段格式的主要特点如下：字地址程序段格式的主要特点如下：程序字的排列顺序不严格要求；程序字的排列顺序不严格要求；程序段的长度可变；程序段的长度可变；具体的数控系统对各类字的允许字具体的数控系统对各类字的允许字长都有规定，格式表达为：长都有规定，格式表达为： N4 G2 X5.3 Y5.3 Z5.3 F4.3 S4 T4 M2N4 G2 X5.3 Y5.3 Z5.3 F4.3 S4 T4 M2 该格式的含义为该格式的含义为N N字最多能用不含小数点字最多能用不含小数点的的4 4位数，位数，X X字最多能用小数点前字最多能用小数点前5 5位、小数位、小数点后点后3 3位的数字，而且可带正负号，其余类位的数字，而且可带正负号，其余类推。数字前的零和正号可省略。推。数字前的零和正号可省略。 4.4.常用的程序字常用的程序字（1 1）顺序号字）顺序号字顺序号字又称程序段号。其位于程序段顺序号字又称程序段号。其位于程序段的开始，它由地址字的开始，它由地址字N N和随后的和随后的2 24 4位数字组位数字组成，如成，如N30N30或或N0030N0030。顺序号只是程序段的名称，与程序的执顺序号只是程序段的名称，与程序的执行顺序无关。行顺序无关。 N N与数字之间、数字与数字之间不能有与数字之间、数字与数字之间不能有空格；顺序号的数字并不非要从小到大使用。空格；顺序号的数字并不非要从小到大使用。建议建议以以N10N10开始设顺序号，以间隔开始设顺序号，以间隔1010递增，递增，以便调试时可插入新的程序段。以便调试时可插入新的程序段。 （2 2）准备功能字）准备功能字准备功能字的地址字是准备功能字的地址字是G G，所以又称为，所以又称为G G功能、功能、G G指令或指令或G G代码。代码。G00G00G99G99，共，共100100种种。它的定义是建立数控机床或控制系统它的定义是建立数控机床或控制系统工作方式的一种命令。为数控系统的插补工作方式的一种命令。为数控系统的插补运算、刀补运算、固定循环等作好准备。运算、刀补运算、固定循环等作好准备。依据依据ISO10561975ISO10561975（E E）国际标准，）国际标准，国内制订了国内制订了JB320883JB320883部颁标准，其中规部颁标准，其中规定了定了G G指令的功能含义。指令的功能含义。 （3 3）辅助功能字）辅助功能字辅助功能字的地址字是辅助功能字的地址字是M M，所以又称，所以又称M M功能、功能、M M指令或指令或M M代码。代码。 M00M00M99M99，共，共100100种种。 它主要用来指令数控机床辅助装置的它主要用来指令数控机床辅助装置的接通和断开（即开关动作），表示机床各接通和断开（即开关动作），表示机床各种辅助动作及其状态。种辅助动作及其状态。依据依据ISO10561975ISO10561975（E E）国际标准，）国际标准，国内制订了国内制订了JB320883JB320883部颁标准，其中规部颁标准，其中规定了定了M M指令的功能含义。指令的功能含义。（4 4）尺寸字）尺寸字尺寸字也叫尺寸指令。尺寸字在程序尺寸字也叫尺寸指令。尺寸字在程序段中主要用来指令机床上刀具运动达到的段中主要用来指令机床上刀具运动达到的坐标位置。常用的地址字符有坐标位置。常用的地址字符有3 3组：组：第一组是第一组是X X、Y Y、Z Z、U U、V V、W W，主要用，主要用于指令到达点的直线坐标；于指令到达点的直线坐标；第二组是第二组是A A、B B、C C，主要用于指令到达，主要用于指令到达点的角度坐标；点的角度坐标；第三组是第三组是I I、J J、K K和和R R，主要用于指令，主要用于指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标和圆弧半径。零件圆弧轮廓圆心点的坐标和圆弧半径。 （5 5）进给功能字）进给功能字进给功能字的地址符用进给功能字的地址符用F F，所以又称，所以又称F F功功能或能或F F指令，由地址符指令，由地址符F F与其后的若干位数字与其后的若干位数字组成。它的功能是指令切削的进给速度。组成。它的功能是指令切削的进给速度。对于车床，可分为每分钟进给和主轴每对于车床，可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，一般分别用转进给两种，一般分别用G94G94（mm/minmm/min）、）、G95G95（mm/rmm/r）规定；对于车削之外的控制，）规定；对于车削之外的控制，一般只用每分钟进给。一般只用每分钟进给。F F地址字在螺纹切削地址字在螺纹切削程序段中还常用来指定导程。程序段中还常用来指定导程。（6 6）主轴转速功能字）主轴转速功能字主轴转速功能字的地址字用主轴转速功能字的地址字用S S，所以又，所以又称称S S功能或功能或S S指令，由地址字指令，由地址字S S与其后的若干与其后的若干位数字组成。它的功能是指令机床主轴的位数字组成。它的功能是指令机床主轴的转速。转速。 S S后续的数字直接表示每分钟主轴转速，后续的数字直接表示每分钟主轴转速，单位为单位为r/minr/min（G97G97方式）。在数控车床上，方式）。在数控车床上，有时使用恒线速方式，单位为有时使用恒线速方式，单位为m/minm/min（G96G96方式）。方式）。 （7 7）刀具功能字）刀具功能字刀具功能字的地址符用刀具功能字的地址符用T T，所以又称，所以又称T T功能或功能或T T指令，由地址符指令，由地址符T T与其后的若干位与其后的若干位数字组成。它的功能含义主要用来指令加数字组成。它的功能含义主要用来指令加工时使用的刀具号。工时使用的刀具号。车床上，车床上，T T后的数字有后的数字有4 4位。前位。前2 2位数字位数字代表刀具号，后代表刀具号，后2 2位数字代表刀具长度补偿位数字代表刀具长度补偿号和刀夹半径补偿号。号和刀夹半径补偿号。铣床上，铣床上，T T后的数字一般后的数字一般1 14 4位，表示位，表示刀具号或刀具号或X X、Z Z向的刀具长度补偿号。换刀向的刀具长度补偿号。换刀使用使用M06 TM06 T指令，如指令，如M06T0203M06T0203表示将原来表示将原来的刀具换成的刀具换成2 2号刀，刀具长度补偿值为号刀，刀具长度补偿值为3 3。5.5.常用编程指令常用编程指令（1 1）绝对坐标方式与增量坐标方式）绝对坐标方式与增量坐标方式指令：指令：G90G90、G91G91 G90G90状态下，程序段中的尺寸数字为绝状态下，程序段中的尺寸数字为绝对坐标值，即刀具所有轨迹点的坐标值，对坐标值，即刀具所有轨迹点的坐标值，均以均以工件零点工件零点为基准而得。为基准而得。G91G91状态下，程序段中的尺寸数字为增状态下，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀具当前点的坐标值是以量坐标值，即刀具当前点的坐标值是以刀刀具前一点具前一点为基准而得。为基准而得。 例例：如如图图2.52.5所所示示，分分别别写写出出A A、B B两两点点的绝对坐标方式和增量坐标方式。的绝对坐标方式和增量坐标方式。图图2.5 G90 G912.5 G90 G91指令应用指令应用 绝对方式：绝对方式：增量方式：增量方式：A（30，30）B（10，12）A（20，18）B（10，12）对于对于FANUCFANUC用于车床的数控系统用于车床的数控系统，如果，如果用标准组用标准组G G代码，那么其内没有代码，那么其内没有G90/G91G90/G91指指令。这时程序内用令。这时程序内用X X、Z Z为绝对坐标方式，为绝对坐标方式，用用U U、W W为增量坐标方式。这类表达方式为增量坐标方式。这类表达方式的特点是不但在同一程序中，而且在同一的特点是不但在同一程序中，而且在同一程序段中，绝对坐标与增量坐标可以混用；程序段中，绝对坐标与增量坐标可以混用；另外，两种坐标指令属于哪一种将一目了另外，两种坐标指令属于哪一种将一目了然，无须看前面的是然，无须看前面的是G90G90还是还是G91G91，这样可，这样可减少错误。减少错误。 （2 2）预置寄存）预置寄存指令：指令：G92G92该指令的该指令的作用作用是按照程序规定的尺寸字是按照程序规定的尺寸字设置或修改坐标位置，不产生机床运动。设置或修改坐标位置，不产生机床运动。通过该指令设定起刀点即程序开始运动通过该指令设定起刀点即程序开始运动的起点，从而建立加工坐标系。的起点，从而建立加工坐标系。注意：注意：该指令只是设定坐标系，机床该指令只是设定坐标系，机床（刀具或工作台）并未产生任何运动。（刀具或工作台）并未产生任何运动。程序格式：程序格式：G92 X Y Z G92 X Y Z 其中：其中：X X、Y Y、Z Z指定起刀点相对于加工指定起刀点相对于加工原点的位置。原点的位置。 例：若加工坐标系如图例：若加工坐标系如图2.6a2.6a所示，则所示，则设定该加工坐标系的程序段为：设定该加工坐标系的程序段为：图图2.6 2.6 设置加工坐标系设置加工坐标系 G92 X30 Y30G92 X30 Y30 刀具起点在刀具起点在A A点：点：刀具起点在刀具起点在B B点：点：G92 X10 Y12G92 X10 Y12 （3 3）坐标平面选择）坐标平面选择坐坐标标平平面面选选择择指指令令是是用用来来选选择择圆圆弧弧插插补补的平面和刀具补偿平面的，如图的平面和刀具补偿平面的，如图2.72.7所示。所示。* *指令：指令：G17G17、G18G18、G19G19 程序格式：程序格式：G17/G18/G19G17/G18/G19移动指令与平面选择无关，例移动指令与平面选择无关，例G17 ZG17 Z ，这条指令可使机床在这条指令可使机床在Z Z轴方向上产生移动。轴方向上产生移动。 图图2.7 2.7 坐标平面选择坐标平面选择G17G17为选择为选择XYXY平面；平面；G18G18为选择为选择XZXZ平面；平面；G19G19为选择为选择YZYZ平面。平面。在数控车床上一般默认为在在数控车床上一般默认为在ZXZX平面内加工；平面内加工；在数控铣床上一般默认为在在数控铣床上一般默认为在XYXY平面内加工。平面内加工。（4 4）快速点定位）快速点定位 指令：指令：G00 G00 该指令命令刀具以点位控制方式从刀具所该指令命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置，它只是快速在点快速移动到下一个目标位置，它只是快速定位，对中间空行程无轨迹要求。定位，对中间空行程无轨迹要求。G00G00的具体速度一般是用参数来设定的。的具体速度一般是用参数来设定的。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。点。注意：注意：在各坐标方向上有可能不是同时达在各坐标方向上有可能不是同时达到终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不到终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不是一条直线。如图是一条直线。如图2.82.8所示所示* *。 图图2.8 2.8 快速点定位快速点定位 程序格式：程序格式：G00 X Y Z G00 X Y Z 其中：其中：X X、Y Y、ZZ指目标位置的坐标值。指目标位置的坐标值。例例：如如图图2.82.8所所示示* *，从从A A点点到到B B点点快快速速移移动的程序段为：动的程序段为：G00 X20 Y25G00 X20 Y25 （5 5）直线插补）直线插补 指令：指令：G01G01该指令使刀具以一定的进给速度，从该指令使刀具以一定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。可使机所在点出发，直线移动到目标点。可使机床沿床沿X X、Y Y、Z Z方向执行单轴运动或在各坐标方向执行单轴运动或在各坐标平面内执行具有任意斜率的直线运动，也平面内执行具有任意斜率的直线运动，也可使机床三轴联动，沿指定空间直线运动。可使机床三轴联动，沿指定空间直线运动。 程序格式：程序格式：G01 X Y Z FG01 X Y Z F 其中：其中：X X、Y Y、ZZ指目标位置的坐标值。指目标位置的坐标值。 F F指进给速度。有指进给速度。有3 3种方式表示：种方式表示：每分钟进给量（每分钟进给量（mm/minmm/min）；）；每转进给量（每转进给量（mm/rmm/r，一般用于车床）；，一般用于车床）；代码表示法。代码表示法。F F后面的数值不直接表示后面的数值不直接表示进给量的大小，只是进给量的代号，如某机进给量的大小，只是进给量的代号，如某机床将进给速度分为床将进给速度分为2020级，用级，用F00F00F19F19表示。表示。 例：如图例：如图2.92.9所示，从所示，从A A点到点到B B点的直线点的直线插补运动，其程序段为：插补运动，其程序段为： 图图2.9 2.9 直线插补运动直线插补运动 G01 X20 Y25 F100G01 X20 Y25 F100（6 6）圆弧插补）圆弧插补指令：指令：G02G02、G03G03G02G02表示按指定进给速度的顺时针圆弧表示按指定进给速度的顺时针圆弧插补，插补，G03G03表示按指定进给速度的逆时针圆表示按指定进给速度的逆时针圆弧插补。弧插补。圆弧顺、逆时针的圆弧顺、逆时针的判别方法判别方法是沿着圆是沿着圆弧所在平面（如弧所在平面（如XOZXOZ）相垂直的另一坐标轴）相垂直的另一坐标轴的负方向（如的负方向（如-Y-Y）看去，顺时针方向为）看去，顺时针方向为G02G02，逆时针方向为，逆时针方向为G03G03，如图，如图2.102.10所示。所示。 图图2.10 G022.10 G02、G03G03判别方法判别方法 程序格式：程序格式：XYXY平面：平面： G17 G02 X Y I J G17 G02 X Y I J （R R） F F G17 G03 X Y I J G17 G03 X Y I J （R R） F F ZXZX平面：平面： G18 G02 X Z I K G18 G02 X Z I K （R R） F F G18 G03 X Z I K G18 G03 X Z I K （R R） F F YZYZ平面：平面： G19 G02 Y Z J K G19 G02 Y Z J K （R R） F F G19 G03 Y Z J K G19 G03 Y Z J K （R R） F F 其中：其中：X X、Y Y、ZZ指定圆弧终点的位置；指定圆弧终点的位置；I I、J J、KK指指定定圆圆弧弧的的圆圆心心位位置置。I I、J J、K K在在任任何何情情况况下下都都是是圆圆弧弧坐坐标标相相对对于于圆圆弧弧起起点点坐标的增量尺寸。坐标的增量尺寸。在在G02/G03G02/G03指令的程序段中，可直接指令指令的程序段中，可直接指令圆弧半径，而不必再指令圆弧半径，而不必再指令I I、J J、K K字，一般指字，一般指令半径的尺寸字地址是令半径的尺寸字地址是R R。当圆弧的圆心角小。当圆弧的圆心角小于等于于等于180180时，时，R R为正值。当圆弧的圆心角为正值。当圆弧的圆心角大于大于180180时，时，R R值为负。当圆弧的圆心角为值为负。当圆弧的圆心角为360360时，只能用时，只能用I I、J J、K K字编程。字编程。 例：如图例：如图2.112.11所示，所有圆弧的起点所示，所有圆弧的起点为为A A，终点为，终点为B B，试分别写出它们的程序段。，试分别写出它们的程序段。 图图2.11 2.11 圆弧编程举例圆弧编程举例 G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F100 G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F100 G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F100 G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F100 图图2.11 2.11 圆弧编程举例圆弧编程举例 G90 G03 X70 Y75 I19 J30 F100G90 G03 X70 Y75 I19 J30 F100G91 G03 X35 Y55 I19 J30 F100 G91 G03 X35 Y55 I19 J30 F100 图图2.11 2.11 圆弧编程举例圆弧编程举例 G90 G02/G03 X45 Y24 I-17 J0 F100G90 G02/G03 X45 Y24 I-17 J0 F100G91 G02/G03 X0 Y0 I-17 J0 F100 G91 G02/G03 X0 Y0 I-17 J0 F100 （7 7）刀具补偿）刀具补偿 刀具半径补偿刀具半径补偿在在零零件件轮轮廓廓铣铣削削加加工工时时，由由于于刀刀具具半半径径尺尺寸寸影影响响，刀刀具具的的中中心心轨轨迹迹与与零零件件轮轮廓廓往往往往不不一一致致。为为了了避避免免计计算算刀刀具具中中心心轨轨迹迹、直直接接按按零零件件图图样样上上的的轮轮廓廓尺尺寸寸编编程程，可可使使用数控系统提供的刀具半径补偿功能。用数控系统提供的刀具半径补偿功能。指令：指令：G41/G42G41/G42、G40G40 G41G41是左偏刀具半径补偿：指沿着刀具运是左偏刀具半径补偿：指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动），刀具位于动方向向前看（假设工件不动），刀具位于零件左侧的刀具半径补偿；零件左侧的刀具半径补偿；G42G42是右偏刀具是右偏刀具半径补偿：指沿着刀具运动方向向前看（假半径补偿：指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动），刀具位于零件右侧的刀具半设工件不动），刀具位于零件右侧的刀具半径补偿；径补偿；G40G40是刀具半径补偿撤销，如图是刀具半径补偿撤销，如图2.122.12所示所示* *。 图图2.12 2.12 刀具半径补偿刀具半径补偿 程序格式：程序格式： G00/G01 G41/G42 X Y Z H G00/G01 G41/G42 X Y Z H（D D） G00/G01 G40 X Y Z G00/G01 G40 X Y Z 上上段段中中：X X、Y Y、ZZ指指建建立立刀刀具具补补偿偿直直线段的终点坐标值；线段的终点坐标值； H H（D D）指刀具偏置代号的地址字，指刀具偏置代号的地址字，后面一般用两位数字表示代号；后面一般用两位数字表示代号；H H（D D）代码）代码中存放刀具半径值作为偏置量，用于数控系中存放刀具半径值作为偏置量，用于数控系统计算刀具中心的运动轨迹，偏置量可用统计算刀具中心的运动轨迹，偏置量可用CRT/MDICRT/MDI方式输入。方式输入。 刀具补偿过程的运动轨迹分为刀具补偿过程的运动轨迹分为3 3个组成个组成部分：部分：形成刀具补偿的建立补偿程序段；形成刀具补偿的建立补偿程序段；零件轮廓切削程序段；零件轮廓切削程序段；补偿撤销程序段。补偿撤销程序段。数控系统一启动，总是处在补偿撤销数控系统一启动，总是处在补偿撤销状态，这时刀具的偏移向量为状态，这时刀具的偏移向量为0 0，刀具中心，刀具中心轨迹与编程路线一致。轨迹与编程路线一致。刀具长度补偿刀具长度补偿指令：指令：G43G43、G44G44、G49G49 G43 G43是刀具长度正补偿；是刀具长度正补偿；G44G44是刀具长是刀具长度负补偿；度负补偿；G49G49是撤销刀具长度补偿。刀具是撤销刀具长度补偿。刀具长度补偿指令，一般用于刀具轴向（长度补偿指令，一般用于刀具轴向（Z Z方向）方向）的补偿。的补偿。刀具长度补偿可以使刀具在刀具长度补偿可以使刀具在Z Z方向上的方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即实际位移量大于或小于程序给定值，即实实际位移量际位移量= =程序给定值程序给定值+ +补偿值补偿值。 程序格式：程序格式：G43/G44 Z HG43/G44 Z H（D D） G01 G49 G01 G49 其中：其中：H H（D D）同上述刀具半径补偿时含义）同上述刀具半径补偿时含义相同，不过偏置号中放入刀具的长度补偿值作相同，不过偏置号中放入刀具的长度补偿值作为偏置量。为偏置量。无论采用无论采用G90/G91G90/G91方式编程，在程序执行时，方式编程，在程序执行时，都是将存放在偏置地址都是将存放在偏置地址H H（D D）中的偏置量与）中的偏置量与Z Z坐坐标的尺寸字进行运算后，按其结果进行标的尺寸字进行运算后，按其结果进行Z Z轴的移轴的移动。使用动。使用G43G43指令时，是将指令时，是将H H（D D）中的值加到）中的值加到Z Z尺寸字上；使用尺寸字上；使用G44G44指令时，是从指令时，是从Z Z向尺寸字中向尺寸字中减去减去H H（D D）中的数值。）中的数值。1 1数数控控车车床床与与数数控控铣铣床床坐坐标标系系的的区区别别是什么？各坐标轴如何确定？是什么？各坐标轴如何确定？2 2数数控控机机床床加加工工程程序序的的编编程程主主要要包包括括哪些内容？哪些内容？3 3数数控控编编程程中中常常用用的的程程序序字字有有哪哪些些？尺寸字的单位如何确定？尺寸字的单位如何确定？ 2.3 2.3 思考与练习题思考与练习题