《數(shù)控技術(shù)》第三章(第一、二、三節(jié))

1、第三章 數(shù)控加工的程序編制 程序編制的內(nèi)容與方法 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng) 加工程序的指令代碼與程序結(jié)構(gòu) 編程實(shí)例 自動(dòng)編程 第一節(jié)第一節(jié) 程序編制的內(nèi)容與方法程序編制的內(nèi)容與方法 程序編制（數(shù)控編程）概念 將零件的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量與方向以及其它輔助動(dòng)作（換刀、冷卻、夾緊等），按運(yùn)動(dòng)順序和所用數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單，選擇輸入方式輸給數(shù)控裝置，指揮機(jī)床加工。1、一般步驟程序輸入：手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、介質(zhì)輸入、通訊輸入。輸入數(shù)控系統(tǒng)編寫程序清單分析零件圖樣數(shù)據(jù)處理工藝處理修改數(shù)控機(jī)床程序校驗(yàn)首件試切程序編制的一般步驟（1）分析零件圖樣 ： 通過零件圖樣對(duì)工件材料、形狀、尺

2、寸、精度及毛坯形狀和熱處理進(jìn)行分析，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在哪種類型的數(shù)控機(jī)床上加工，明確加工的內(nèi)容及要求、確定加工方案、選擇合適的數(shù)控機(jī)床、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。一般說來，只有那些屬于批量小、形狀復(fù)雜、精度要求高及生產(chǎn)周期要求短的零件，才最適合數(shù)控加工。 （2）確定加工工藝過程 在對(duì)零件圖樣作了全面的分析后，確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等)、加工路線(如對(duì)刀方式、選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、制訂進(jìn)給路線、確定加工余量)及切削用量等工藝參數(shù)(如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削寬度和切削深度等)。制訂數(shù)控加工工藝時(shí)，具體有以下幾

3、方面：1)確定加工方案 除了考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能外，還須遵循數(shù)控加工的特點(diǎn)按照工序集中的原則，盡可能在一次裝夾中完成所有工序。2)工夾具的設(shè)計(jì)和選擇 確定采用的工夾具、裝夾定位方法等，減少輔助時(shí)間。若使用組合夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，夾具零件可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效果好。此外，所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。3)正確選擇編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系 對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系的選擇原則如下：A 所選的編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單。B 編程原點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、并在加工過程中便于檢查的位置。C 引起的加工誤差小。4)選擇合理的進(jìn)給路線

4、進(jìn)給路線的選擇應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：A 進(jìn)給路線盡量短，并使數(shù)值計(jì)算容易，減少空行程，提高生產(chǎn)效率。B 合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊。C 保證加工零件精度和表面粗糙度的要求。D 保證加工過程的安全性，避免刀具與非加工面的干涉。E 有利于簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)目和編制程序工作量。5)選擇合理的刀具 根據(jù)零件材料的性能、機(jī)床的加工能力、加工工序的類型、切削用量以及其他與加工有關(guān)的因素來選擇刀具。6)確定合理的切削用量 在工藝處理中必須正確確定切削用量。3數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖樣上零件的幾何尺寸及確定的加工路線、切削用量和刀具半徑補(bǔ)償方式等，計(jì)算刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算

5、出數(shù)控機(jī)床所需輸人的刀位數(shù)據(jù)。4編寫零件的加工程序清單 在完成上述工藝處理和數(shù)值計(jì)算之后，根據(jù)計(jì)算出來的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工路線、刀具、切削用量以及輔助動(dòng)作，依據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件加工程序單。5程序輸入數(shù)控系統(tǒng) 程序單編好之后，需要通過一定的方法將其輸入給數(shù)控系統(tǒng)。常用的輸入方法有：1)手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入 按所編程序清單的內(nèi)容，通過操作數(shù)控系統(tǒng)鍵盤上的數(shù)字、字母、符號(hào)鍵進(jìn)行輸入，同時(shí)利用CRT顯示內(nèi)容進(jìn)行檢查。即將程序清單的內(nèi)容直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤手動(dòng)鍵人數(shù)控系統(tǒng)。對(duì)于不太復(fù)雜的零件常用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）顯得較為方便、及時(shí)。2)用控制介質(zhì)輸入 控制

6、介質(zhì)輸入方式是將加工程序記錄在穿孔紙帶、磁帶、磁盤等介質(zhì)上，用輸入裝置一次性輸入。穿孔紙帶方式由于是用機(jī)械的代碼孔，不易受環(huán)境的影響，是數(shù)控機(jī)床傳統(tǒng)的信息載體，穿孔紙帶上的程序代碼通過光電閱讀機(jī)輸入給數(shù)控系統(tǒng)，而磁帶、磁盤上的程序代碼是通過磁帶收錄機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器等裝置輸入數(shù)控系統(tǒng)的。3)通過機(jī)床的通信接口輸入 將數(shù)控加工程序，通過與機(jī)床控制系統(tǒng)的通訊接口連接的電纜直接快速輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，對(duì)于程序量較大的情況，輸入快捷。 6校核加工程序和首件試切加工 通常數(shù)控零件加工程序輸入完成后，必須經(jīng)過校核和首件試切加工才能正式使用。一般是將加工程序上的加工信息輸入給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)，也可在數(shù)

7、控機(jī)床上用筆代替刀具，以坐標(biāo)紙代替工件進(jìn)行畫圖模擬加工，以檢驗(yàn)機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性。 但是，校核后的零件加工程序只能檢驗(yàn)出運(yùn)動(dòng)是否正確，還不能確定出因編程計(jì)算不準(zhǔn)確或刀具調(diào)整不當(dāng)造成加工誤差的大小，即不能檢查出被加工零件的加工精度，因而還必須經(jīng)過首件試切加工進(jìn)行實(shí)際檢查，進(jìn)一步考察程序清單的正確性并檢查工件是否達(dá)到加工精度。根據(jù)試切情況進(jìn)行程序單的修改以及采取尺寸補(bǔ)償措施等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)，應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問題所在，加以修正，直到加工出滿足要求的零件為止。2、手工編程與自動(dòng)編程 手工編程是指從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序清單、輸入程序直至程序校驗(yàn)等各步驟均由人

8、工完成。手工編程適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件加工，或程序編制坐標(biāo)計(jì)算較為簡(jiǎn)單，程序段不多，程序編制易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合，出錯(cuò)機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手工編程既經(jīng)濟(jì)又及時(shí)，因而手工編程被廣泛地應(yīng)用于形狀簡(jiǎn)單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。有時(shí)，手工編程也可用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。 自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)生成零件加工程序的過程。自動(dòng)編程也稱為計(jì)算機(jī)(或編程機(jī))輔助編程。即完成坐標(biāo)值計(jì)算，編寫零件加工程序單等，有時(shí)甚至能幫助進(jìn)行工藝處理。通過計(jì)算機(jī)或自動(dòng)繪圖儀進(jìn)行刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的圖形檢查，編程人員可以及時(shí)檢查程序是否正確，并及時(shí)修改。自動(dòng)編程提高效率幾十倍乃至上百倍，同

9、時(shí)解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。零件表面形狀愈復(fù)雜，工藝過程愈繁瑣，自動(dòng)編程的優(yōu)勢(shì)愈明顯。 手動(dòng)編程手動(dòng)編程：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力）自動(dòng)編程自動(dòng)編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。 第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)1、字符與穿孔代碼孔兩種標(biāo)準(zhǔn)：ISO 與EIA 每一行的九個(gè)位置上，有一個(gè)固定位置的小孔稱同步孔或中導(dǎo)孔，用作輸送紙帶和產(chǎn)生同步控制

10、信號(hào)，其余八個(gè)位置為信息孔。 ISO規(guī)定每個(gè)字符的信號(hào)孔為偶數(shù)，第八列為補(bǔ)偶列； EIA規(guī)定每個(gè)字符的信號(hào)孔為奇數(shù)，第五列為補(bǔ)奇列。補(bǔ)偶（或補(bǔ)奇）的作用是檢驗(yàn)信息孔是否少穿或堵塞或斷裂。2、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定 （1）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的采用 國(guó)際上已統(tǒng)一了數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，我國(guó)也已制定了JB30521982標(biāo)準(zhǔn)(最新為JB/T30511999標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名) 。 數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（指X、Y、Z主運(yùn)動(dòng)，又稱基本坐標(biāo)系）采用笛卡兒直角坐標(biāo)系。規(guī)定X、Y、Z三者的關(guān)系及其正方向用右手法則判定；圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)分別為A、B、C，其正方向用右手螺旋法則判定

11、。 右手直角坐標(biāo)系統(tǒng)（2）方向的確定 采用假設(shè)工件固定不動(dòng)，刀具相對(duì)工件移動(dòng)的原則。為編程方便，一律規(guī)定工件固定，刀具運(yùn)動(dòng)。 統(tǒng)一規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系X、Y、Z作為刀具（相對(duì)于工件）運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系并增大刀具與工件之間距離的方向?yàn)楦髯鴺?biāo)軸的正方向，反之則為負(fù)方向。按此規(guī)定并考慮到刀具與工件是一對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，圖中虛線所示的X、+Y、+Z是工件（相對(duì)于刀具）正方向運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B、C的正方向確定按上述右手螺旋法則。 （3）坐標(biāo)軸的確定Z軸：規(guī)定以傳遞切削動(dòng)力的主軸定為Z軸，當(dāng)機(jī)床有兩個(gè)以上的主軸時(shí)，則取其中一個(gè)垂直于工件裝夾面的主要軸為Z軸。Z軸的正方向取為遠(yuǎn)離工件的方向，即從工件到刀具夾持的方

12、向。如圖所示的龍門銑床。其右邊主軸箱的銑刀主軸為Z軸，左側(cè)刀架主軸則用第二坐標(biāo)系W表示。X軸：X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件裝夾面。對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（車床、磨床），取平行于橫向滑座的方向（工件徑向）為刀具運(yùn)動(dòng)的X坐標(biāo)，取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较?。?duì)于刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如銑床、鏜床），當(dāng)Z軸為水平時(shí)，由刀具主軸的后端向工件看，X軸正方向指向右方；當(dāng)Z軸為立式時(shí)，由主軸向立柱看，X軸正方向指向右方。對(duì)于無主軸的機(jī)床(如刨床)，X軸正方向平行于切削方向。Y軸：Y軸與X、Z軸垂直。當(dāng)X、Z軸確定后，按右手法則確定Y軸正方向。附加坐標(biāo)軸：前述的X、Y、Z為主運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，即第一坐標(biāo)系，是

13、指最接近主軸的直線運(yùn)動(dòng)；若一臺(tái)機(jī)床上有平行于第一坐標(biāo)系的第二組或第三組坐標(biāo)系，則分別指定為U、V、W和P、Q、R，其次接近主軸的為第二直線運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)的為P、Q、R直線運(yùn)動(dòng)。主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向：主軸順時(shí)針回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向是按右螺旋進(jìn)入工件的方向。 臥式車床立式升降臺(tái)銑床 曲面和輪廓銑床 臥式升降臺(tái)銑床 六軸加工中心坐標(biāo)系3、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn) 機(jī)床零點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即機(jī)床基本坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它是一個(gè)被確定的點(diǎn)，稱機(jī)械零點(diǎn)（M）。 機(jī)床參考點(diǎn)又稱機(jī)械原點(diǎn)（R），它指機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在各自的正方向自動(dòng)退至極限的一個(gè)固定點(diǎn)，可由限位開關(guān)精密定位，至參考點(diǎn)時(shí)所顯示的數(shù)值則表示參考點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)間的工作范圍，機(jī)

14、床一經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出來，機(jī)械原點(diǎn)就已經(jīng)被確定下來，該點(diǎn)在機(jī)床出廠時(shí)已調(diào)定，用戶一般不作變動(dòng)。工件零點(diǎn)工件零點(diǎn)即工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也叫編程零點(diǎn)。編程時(shí)，一般選擇工件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為編程零點(diǎn)，例如回轉(zhuǎn)體零件的端面中心、非回轉(zhuǎn)體零件的角邊、對(duì)稱圖形的中心，作為幾何尺寸絕對(duì)值的基準(zhǔn)。 起刀點(diǎn)起刀點(diǎn)是指刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)，亦即程序開始執(zhí)行時(shí)的刀位點(diǎn)。 刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)即刀具的基準(zhǔn)點(diǎn)，如立銑刀、端面銑刀刀頭底面的中心、球頭銑刀的球頭中心、車刀與鏜刀的理論刀尖、鉆頭的鉆尖；當(dāng)用夾具時(shí)常與工件零點(diǎn)有固定聯(lián)系尺寸的圓柱銷等進(jìn)行對(duì)刀，則用對(duì)刀點(diǎn)作為起刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)及其位置的確定 在程序編制時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)可指刀具

15、相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，因此，有時(shí)對(duì)刀點(diǎn)也是程序起點(diǎn)或起刀點(diǎn)。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則如下： A 便于數(shù)學(xué)處理（基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算）和使用程 序編制簡(jiǎn)單。 B 在機(jī)床上容易找正。 C 加工過程中便于測(cè)量檢查。 D 引起的加工誤差小。刀具在機(jī)床上的位置由“刀位點(diǎn)”的位置來表示：換刀點(diǎn)機(jī)床零點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)工件零點(diǎn)X21XX0y0y1y2第三節(jié) 加工程序的指令代碼與程序結(jié)構(gòu)1、準(zhǔn)備功能G代碼 G代碼是與插補(bǔ)過程有關(guān)的準(zhǔn)備功能指令，在數(shù)控編程中極其重要。目前，不同數(shù)控系統(tǒng)的G代碼并非完全一致，因此編程人員必須熟悉所用機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)定。模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）的概念N001 G01 G17 G42 X_ Y_ ;N002

16、 X_ Y_ ;N003 G03 X_ Y_ ; N004 X_ Y_ ; N005 G01 X_ Y_ ; N006 G00 G40 X_ Y_ ; 2、輔助功能M代碼 輔助功能指令主要是控制機(jī)床開關(guān)功能的指令，如主軸的啟停、冷卻液的開停、運(yùn)動(dòng)部件的夾緊與松開等輔助動(dòng)作。M代碼中除M00、M01、M98和M99等少數(shù)幾個(gè)輔助功能指令的控制與機(jī)床無關(guān)外，大多數(shù)輔助功能指令的動(dòng)作都決定于生產(chǎn)廠家的PLC設(shè)計(jì)，因此，不同生產(chǎn)廠的同類機(jī)床，其M代碼的含義可能完全不同。3程序段的格式 程序段格式是指在同一個(gè)程序段中關(guān)于字母、數(shù)字和符號(hào)等各個(gè)信息代碼的排列順序和含義規(guī)定的表示方法。不同的數(shù)控系統(tǒng)，程序段

17、格式不一定相同。一般，數(shù)控加工程序由若干個(gè)程序段組成，每個(gè)程序段包含若干個(gè)指令字(簡(jiǎn)稱字)，每個(gè)字由若干個(gè)字符組成。一個(gè)程序段表示數(shù)控機(jī)床的一種操作，對(duì)應(yīng)于零件的某道工序加工。N04 G02 X43 Z43 R043 F043 S04 T04 M02N04：程序段序號(hào)字；G02：準(zhǔn)備功能字；X43、Z43和R043：坐標(biāo)字，這里表示圓心和半徑；F043：進(jìn)給功能字；S04：主軸功能字；T04：刀具功能字；M02：輔助功能字； 程序段舉例說明4程序結(jié)構(gòu)與組成 一個(gè)完整的加工程序包含若干程序段，由程序號(hào)、程序段和程序結(jié)束符號(hào)三部分組成。 常用程序號(hào)表示程序開始，便于進(jìn)行程序檢索，地址符字母O（或P

18、）加上表示程序號(hào)的數(shù)值組成，一般為4位數(shù)字，其后可加括號(hào)注出程序名或作注釋。程序號(hào)必須放在程序之首。 程序段是整個(gè)加工程序的核心部分，由若干程序段組成。常用順序號(hào)表示順序，程序中可以在程序段前任意設(shè)置順序號(hào)，便于檢索。程序結(jié)束可用指令M02或M30作為整個(gè)程序結(jié)束的符號(hào)來結(jié)束程序。右圖中所示零件的加工過程和走刀路線為：刀具由起始點(diǎn)快速進(jìn)給至距工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)X21mm(直徑值)、Z=0處；刀具 以 工 作 速 度 F 100mm/min車右端面； 刀 具 退 回 車 外 圓20；車30端面；車30外圓；車40端面；刀具返回刀具起始點(diǎn)加工結(jié)束。加工程序：O0001N01 G90；N02 G92

19、X40 Z20；N03 G00 X21 Z0；N04 G01 X0 F100；N05 G00 Z1；N06 X20；N07 G01 Z-30 F200；N08 X30；N09 Z-50；N10 X40；N11 G00 X40 Z20；N12 M02； 假如在一個(gè)加工程序中，如果有幾個(gè)一連串的程序段完全相同，為縮短程序，可將這些重復(fù)的程序段串單獨(dú)編成一個(gè)子程序供調(diào)用，這樣的程序結(jié)構(gòu)如需執(zhí)行該子程序即可調(diào)用，并可多次重復(fù)調(diào)用。主 程 序調(diào) 用 子 程 序 A （ M98PA）調(diào) 用 子 程 序 B （ M98PB）子 程 序 B返 回 主 程 序 （ M99）子 程 序 A返 回 主 程 序 （

20、M99） 主程序調(diào)用子程序流程5、G代碼指令1）G92：設(shè)定工件坐標(biāo)系 用絕對(duì)值編程時(shí)必須先將刀具的起刀點(diǎn)坐標(biāo)及工件坐標(biāo)系的絕對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)(也稱編程原點(diǎn))告訴數(shù)控系統(tǒng)。當(dāng)工件安裝后須確定工件零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。 格式：G92 X_ Y_ Z_ 式中：X、Y、Z為當(dāng)前刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)，由此也就確定了工件的絕對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)位置。注意：G92指令只改變系統(tǒng)的當(dāng)前顯示的坐標(biāo)值，并不移動(dòng)坐標(biāo)軸，達(dá)到設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)的目的，對(duì)機(jī)床坐標(biāo)并無影響；G92為模態(tài)指令。 G92設(shè)定工件坐標(biāo)系 例如上圖中，加工開始前，將刀具置于一個(gè)合適的開始點(diǎn)。設(shè)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為（20，10，10），執(zhí)行程序的第

21、一段為：G92 X20.0 Y10.0 Z10.0; 則建立了如圖所示的工件坐標(biāo)系。2）G54、G55、G56、G57、G58、G59：編程原點(diǎn)偏置 編程過程中，為了避免尺寸換算，需多次把工件坐標(biāo)系平移。此法是將機(jī)床零點(diǎn)（參考點(diǎn)）與要設(shè)定的工件零點(diǎn)間的偏置坐標(biāo)值，即工件坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式輸入，事先存儲(chǔ)在機(jī)床存儲(chǔ)器內(nèi)，然后用G54G59任一指令調(diào)用。這些坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床重開機(jī)時(shí)仍然存在。用此方法可以將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)平移至工件基準(zhǔn)處。XY7.010.04.01.24.54.5Rw1w2w3下圖描述了一個(gè)一次裝夾加工三個(gè)相同零件的多程序原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)之間的關(guān)系及偏移計(jì)算

22、方法采用G54到G59實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)偏移q首先設(shè)置G54到G56原點(diǎn)偏移寄存器對(duì)于零件1：G54 X-10.0 Y-7.0 Z0對(duì)于零件2：G55 X-14.0 Y-11.5 Z0對(duì)于零件3：G56 X-18.5 Y-10.3 Z0q然后調(diào)用：N1 G90 G54 / 加工第一個(gè)零件N7 G55 / 加工第二個(gè)零件N10 G56 / 加工第三個(gè)零件XY7.010.04.01.24.54.5Rw1w2w3 N01 G54 G00 G90 X30 Y40； N02 G59； N03 G00 X30 Y30； 執(zhí)行N01句時(shí)，系統(tǒng)會(huì)選定G54坐標(biāo)系作為當(dāng)前工件坐標(biāo)系，然后再執(zhí)行G00移動(dòng)到該坐標(biāo)系中的A點(diǎn)

23、，執(zhí)行N02句時(shí)，系統(tǒng)又會(huì)選擇G59坐標(biāo)系作為當(dāng)前工件坐標(biāo)系，執(zhí)行N03句時(shí)，機(jī)床就會(huì)移動(dòng)到剛指定的G59坐標(biāo)系中的B點(diǎn)。3）G90、G91：絕對(duì)坐標(biāo)編程與增量坐標(biāo)編程 在ISO與JB代碼中，絕對(duì)坐標(biāo)編程指令和增量坐標(biāo)編程指令分別用G90和G91指定。G90表示程序段中的編程尺寸為絕對(duì)坐標(biāo)值，刀具運(yùn)動(dòng)過程中所有的位置坐標(biāo)均以固定的坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)給出的，即從編程零點(diǎn)開始的坐標(biāo)值。下圖中，要求刀具由A點(diǎn)直線插補(bǔ)到B點(diǎn)，用G90編程其程序段為：N20 G90 G01 X10 Y20。G91則表示增量值，刀具運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)是以刀具前一點(diǎn)的位置坐標(biāo)與當(dāng)前位置坐標(biāo)之間的增量值給出的。下圖中，用G91編程，

24、其程序段為：N20 G91 G0l X-20 Y10。 絕對(duì)坐標(biāo)G90指令與增量坐標(biāo)G91指令4）G17、C18、G19：坐標(biāo)平面選擇指令 G17、G18、G19分別指定在XY、ZX、YZ平面上加工。對(duì)于三坐標(biāo)的鏜銑床和加工中心，常用這些指令命令機(jī)床按哪一個(gè)平面運(yùn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)床只有一個(gè)坐標(biāo)平面時(shí)，例如：車床總是在ZX平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無需編寫平面選擇指令。在XY平面內(nèi)加工，一般G17可省略不寫。這些指令在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)和刀 具 補(bǔ) 償 時(shí) 必 須 使 用 。 例 如 ： G 1 8 G 0 3 X_Z_I_K_F_ (加工ZX平面的逆圓弧)5）G00：快速點(diǎn)定位指令 G00命令刀具以點(diǎn)定位控制方式從刀具所

25、在點(diǎn)以最快速度移動(dòng)到指定位置，用于刀具的空行程運(yùn)動(dòng)，它只是快速到位，而其運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)具體控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以有不同。進(jìn)給速度F對(duì)G00程序段無效。G00是續(xù)效指令。 指令格式：G00 X_Y_Z_ 式中：X、Y、Z分別為G00的終點(diǎn)坐標(biāo)。 例如在圖3-5中，刀具從起點(diǎn)快速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，編程方式如下： 絕對(duì)值方式：G90 G00 X170 Y150； 增量值方式：G91 G00 X160 Y140； G00快速定位圖例6）G01：直線插補(bǔ)指令 G01是直線運(yùn)動(dòng)指令，使機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)間以插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)方式、按指定的F進(jìn)給速度直線切削運(yùn)動(dòng)到規(guī)定的位置。指令格式：G01 X_Y_Z_F_；式中：X、Y、Z分別為

26、G01的終點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn)指定進(jìn)給速度(mmmin)。如下圖所示，要求刀具由起點(diǎn)加工至目標(biāo)點(diǎn)，其程序如下：絕對(duì)值方式：G90 G01 X210 Y120 F150；增量值方式：G91 G01 X190 Y104 F150； G01直線插補(bǔ)圖例7）G02、G03：圓弧插補(bǔ)指令G02為順時(shí)針圓弧，G03為逆時(shí)針圓弧。該指令使機(jī)床在各坐標(biāo)平面內(nèi)作圓弧運(yùn)動(dòng)，加工出圓弧輪廓，圓弧的順、逆可按下圖給出的方向進(jìn)行判斷：沿圓弧所在平面(如XY平面)的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向(Z)看，刀具相對(duì)于工件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針方向?yàn)镚02，逆時(shí)針方向?yàn)镚03。圓弧插補(bǔ)程序應(yīng)包括圓弧的順逆、圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)及圓心坐標(biāo)（或半徑R）。 指令

27、格式： G02G03 X_Y_Z_I_J_K_F_；G02G03 X_Y_Z_R_F_； 當(dāng)機(jī)床只有一個(gè)坐標(biāo)平面時(shí)，另一坐標(biāo)軸不寫，上式中：X、Y、Z是圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，可以用絕對(duì)值，也可以用終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的增量值，取決于程序段中的G90、C91指令。I、J、K是圓心坐標(biāo)，一般規(guī)定用圓心相對(duì)于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)來表示，不受G90制約。圓心參數(shù)也可用半徑R，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)有兩個(gè)圓弧的可能性，為了加以區(qū)別，圓弧小于等于180時(shí)R為正值，大于180時(shí)R為負(fù)值。用R參數(shù)時(shí)，不能描述整圓，所以在編制整圓輪廓程序時(shí)，需注意不用R編程。否則，在執(zhí)行此命令時(shí)，刀具將原地不動(dòng)或系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤

28、信息。 順圓弧和逆圓弧的判斷圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03）總結(jié): G02：順時(shí)針插補(bǔ)指令 G03：逆時(shí)針插補(bǔ)指令 注：圓弧順逆是從坐標(biāo)軸正方向向原點(diǎn)投影確定。圓心坐標(biāo)（圓心坐標(biāo)（i i、j j、k k）編程：）編程： i、j、k為圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值，且總為增量值（該定義以機(jī)床使用說明書為準(zhǔn)）半徑半徑R R編程：編程：小于或等于180度圓弧用+R，大于180度圓弧用-R編程。注意：不能用于整圓編程G17G18G19G90G91G02G03X_Y_X_Z_Y_Z_I_J_I_K_J_K_R_F_*程序編制如下：絕對(duì)值方式： G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F150； 增量值方式

29、：G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F150； G02順圓弧編程圖例8）G04：暫停（延遲）指令 G04指令可使刀具作短時(shí)間（如幾秒鐘）的暫停（延遲），進(jìn)行無進(jìn)給的光整加工，用于車槽、鏜平面、鏜孔、锪孔等場(chǎng)合，以獲得圓整而光滑的表面。 指令格式：G04 X_ 或 G04 P_ 式中：X或P為地址符，后面緊跟的數(shù)字一般表示停留時(shí)間或工件轉(zhuǎn)數(shù)，視具體機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)而定。有時(shí)，X后面的數(shù)字為帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為s；P后面的 數(shù)字為整數(shù)，單位為ms。G04為非模態(tài)指令，僅在本程序段有效。G04的程序段里不能有其它指令。 例如：暫停1.8s的程序如下： G04 X1.8；或 G04 P1800

30、；9）G40、G41、G42：刀具半徑補(bǔ)償指令 用圓形刀具（銑刀或圓頭車刀等）編程時(shí)，應(yīng)按刀位點(diǎn)即刀心軌跡的坐標(biāo)值編程，但是，刀心軌跡與零件輪廓是不重合的，兩者是相距一個(gè)刀具半徑的等距線，計(jì)算比較麻煩。采用刀具半徑補(bǔ)償指令，只需向系統(tǒng)輸入刀具半徑值，編程時(shí)即可按零件輪廓編制，而不必計(jì)算刀心軌跡與按刀心軌跡編程，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，并使刀具按此軌跡運(yùn)動(dòng)，使編程簡(jiǎn)化。 另外，當(dāng)?shù)毒邔?shí)際半徑與理論半徑不一致、刀具磨損、換新刀具甚至用同一把刀具實(shí)現(xiàn)不同工序間余量加工等工況時(shí)，同樣只改變輸入的半徑值，原來的輪廓程序無需改變，非常方便。所以，現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具半徑補(bǔ)償功能。 刀具半徑補(bǔ)償

31、示意圖 刀具半徑補(bǔ)償指令使刀具按程序坐標(biāo)尺寸的法向偏置一個(gè)輸入的半徑值。G41為刀具半徑左補(bǔ)償指令，表示沿著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊；G42為刀具半徑右補(bǔ)償指令，表示沿著刀具前進(jìn)方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊；G40表示刀具半徑補(bǔ)償注銷指令，命令刀具中心與程序段給定的編程坐標(biāo)點(diǎn)重合。G41、G42指令需要與G00G03等指令共同構(gòu)成程序段。G40、G41、G42為模態(tài)指令。G41、G42與G00、G01構(gòu)成的指令格式(假設(shè)在XY平面)如下：G00（或G01）G41（或G42）X_Y_D_F_( G00不帶F指令)G41、G42與G02、G03構(gòu)成的指令格式(假設(shè)在XY平面)如下：

32、G02（或G03）G41（或G42）X_Y_I_ J_D_F_( I、J可用R代替) 式中：X、Y為刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)的坐標(biāo)；D為刀具半徑補(bǔ)償寄存器代號(hào)，一般補(bǔ)償號(hào)為兩位數(shù)（D00D99），補(bǔ)償值由撥碼盤、鍵盤（MDI方式）或程序事先輸入到刀補(bǔ)寄存器中。 半徑補(bǔ)償說明圖例 刀具半徑補(bǔ)償功能1）可在不知刀具半徑的情況下編程2）當(dāng)?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時(shí)，不必重新修改程序，只需手工輸入更改后的刀具半徑值即可。3）可用同一程序、同一刀具進(jìn)行粗加工和精加工10）G43、G44：刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償又稱刀具長(zhǎng)度偏置。用于補(bǔ)償編程刀具和實(shí)際使用的刀具之間的長(zhǎng)度差。該功能使補(bǔ)償軸的實(shí)際終點(diǎn)坐標(biāo)值（或位移

33、量）等于程序給定值加上或減去補(bǔ)償值。如對(duì)Z軸向的刀具，當(dāng)程序的給定值（A1）與要求的實(shí)際位移值（A3）不一致時(shí)，利用補(bǔ)償值（A2）對(duì)給定的程序值予以補(bǔ)償，而不必修改程序，即： A3（要求值）A1（程序值）A2（補(bǔ)償值） A1、A2、A3都有方向性，為代數(shù)值。等號(hào)后數(shù)值相加用G43指定，稱為正偏置（正的修正值）；相減則用G44指定，稱為負(fù)偏置（負(fù)的修正值）。G43、G44均為模態(tài)指令。G43與G44的注銷一般用G40。指令格式：G43（或G44）Z_（或X_、或Y_）H_； 式中：X、Y、Z為補(bǔ)償軸的編程坐標(biāo)；H為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償代號(hào)，可取H00H99，其中H00也為取消長(zhǎng)度補(bǔ)償偏置。 采用G43、

34、G44指令，就可按實(shí)際情況選用不同的刀具長(zhǎng)度進(jìn)行編程；當(dāng)?shù)毒咧啬セ蚋鼡Q新刀時(shí)，也不必變更程序。補(bǔ)償值的輸入方法與刀具半徑補(bǔ)償相同。 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償示意圖刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令總結(jié):（G43、G44 、 G49）G43: 刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償指令G44：刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償指令G49 ：刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償注銷指令實(shí)際位移量=程序給定值補(bǔ)償值(a) (G43)-30-150(b) (G44)-180-150-30-120OOZZ11）固定循環(huán)指令 數(shù)控加工中，為簡(jiǎn)化編程將多個(gè)程序段的指令按規(guī)定的執(zhí)行順序用一個(gè)程序段表示，即用一個(gè)固定循環(huán)指令可以產(chǎn)生幾個(gè)固定、有序的動(dòng)作?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)特別是數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心都具有多

35、種固定循環(huán)功能，例如，車削螺紋的過程，將快速引進(jìn)、切螺紋、徑向或斜向退出、快速返回四個(gè)動(dòng)作綜合成一個(gè)程序段；锪底孔時(shí)將快速引進(jìn)、锪孔、孔底進(jìn)給暫停、快速退出四個(gè)固定動(dòng)作綜合成一個(gè)程序段等。對(duì)這類典型的、經(jīng)常應(yīng)用的固定動(dòng)作，可以預(yù)先編好程序并存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，用一個(gè)固定循環(huán)G指令去調(diào)用執(zhí)行，從而使編程簡(jiǎn)短、方便，又能提高編程質(zhì)量。不同的數(shù)控系統(tǒng)所具有的固定循環(huán)指令各不相同，例如，F(xiàn)ANUC0系統(tǒng)的G81G89為孔加工固定循環(huán)；G70G76為車削加工固定循環(huán)。 例如國(guó)產(chǎn)JCS-018立式加工中心，配FANUC 6M-B系統(tǒng)，部分點(diǎn)位加工固定循環(huán)見表3。部分點(diǎn)位加工固定循環(huán) G代碼組號(hào)功能G代碼組號(hào)功能

36、G8009固定循環(huán)取消G8409攻螺紋循環(huán)G8109鉆孔循環(huán)，定位鉆G8509鏜孔循環(huán)G8209鉆孔循環(huán)，反向鏜孔G8609鏜孔循環(huán)G8309深孔鉆循環(huán) 6、常用輔助功能指令及用法 輔助功能指令主要是控制機(jī)床開關(guān)功能的指令，如主軸的啟停、冷卻液的開停、運(yùn)動(dòng)部件的夾緊與松開等輔助動(dòng)作。M代碼中除M00、M01、M98和M99等少數(shù)幾個(gè)輔助功能指令的控制與機(jī)床無關(guān)外，大多數(shù)輔助功能指令的動(dòng)作都決定于生產(chǎn)廠家的PLC設(shè)計(jì)，因此，不同生產(chǎn)廠的同類機(jī)床，其M代碼的含義可能完全不同。這里介紹常用的M代碼。 1）M00：程序停止 在執(zhí)行完含M00的程序段指令后，機(jī)床的主軸、進(jìn)給、冷卻液都自動(dòng)停止。這時(shí)可執(zhí)行某一固定手動(dòng)操作，如手動(dòng)變速、手動(dòng)換刀、工件調(diào)頭等。此后，須重新按下啟動(dòng)鍵，才能繼續(xù)