職工培訓(xùn)教材《數(shù)控加工與編程》

孟州市產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)職工培訓(xùn)中心培訓(xùn)教材數(shù)控加工與編程第一章概述數(shù)控機(jī)床是由計(jì)算機(jī)控制的，而計(jì)算機(jī)又必須通過程序控制機(jī)床。零件加工程序是控制機(jī)床運(yùn)動的源程序，它提供編程零件加工時(shí)機(jī)床各種運(yùn)動和操作的全部信息。主要的有加工工序各坐標(biāo)的運(yùn)動行程、速度、聯(lián)動狀態(tài)、主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、刀具的更換、切削液的打開和關(guān)斷以及排屑等。零件加工程序的語言，在國際上大部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了（ISO標(biāo)準(zhǔn)），世界各國都用這些標(biāo)準(zhǔn)語言編程，但有些尚未標(biāo)準(zhǔn)化，為今后技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展留有余地。對那些沒有標(biāo)準(zhǔn)化的語言，各生產(chǎn)廠家略有不同。本書所講的一些語言和語句格式，是根據(jù)日本FANUC、德國SIEMENS以及美國AB公司提供的材料編寫的。不同類型數(shù)控系統(tǒng)、不同廠家生產(chǎn)的機(jī)床編程的方法都不盡相同，請讀者應(yīng)用時(shí)，一定要參考機(jī)床編程說明書。一、數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟數(shù)控機(jī)床編程的主要內(nèi)容有：分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、輸入程序以及工件試切。數(shù)控機(jī)床編程的步驟如下。1、分析零件圖樣和工藝處理首先根據(jù)圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、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。同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對刀點(diǎn)，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。2、數(shù)學(xué)處理編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。但對于形狀比較復(fù)雜的零件（如非圓曲線、曲面組成的零件）數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不能滿足零件的幾何形狀時(shí)，就需要計(jì)算出曲面或曲線上很多離散點(diǎn)，在點(diǎn)與點(diǎn)之間用直線段或圓弧段逼近，根據(jù)要求的精度計(jì)算出其節(jié)點(diǎn)間的距離，這種情況一般要用計(jì)算機(jī)來完成數(shù)值計(jì)算的工作。3、編寫零件程序清單加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件程序清單。此外，還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具明細(xì)表、工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片、數(shù)控加工程序單等。4、程序輸入以前，數(shù)控機(jī)床上使用的控制介質(zhì)一般為穿孔紙帶，穿孔紙帶是按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）或美國電子工業(yè)學(xué)會（EIA）標(biāo)準(zhǔn)代碼制成。穿孔紙帶上的程序代碼，通過紙帶閱讀裝置送入數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，多用鍵盤把程序直接輸入到計(jì)算機(jī)中。在通信控制的數(shù)控機(jī)床中，程序可以由計(jì)算機(jī)接口傳送。如果需要保留程序，可拷貝到磁盤或錄制到磁帶上。5、程序校驗(yàn)與首件試切程序清單必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是將程序內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置中，讓機(jī)床空刀運(yùn)轉(zhuǎn)，若是平面工件，還可以用筆代刀，以坐標(biāo)紙代替工件，畫出加工路線，以檢查機(jī)床的運(yùn)動軌跡是否正確。在有圖形顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，用模擬刀具切削過程的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。但這些方法只能檢驗(yàn)出運(yùn)動是否正確，不能查出被加工零件的加工精度。因此必須進(jìn)行零件的首件試切。首次試切時(shí)，應(yīng)該以單程序段的運(yùn)行方式進(jìn)行加工，隨時(shí)監(jiān)視加工狀況，調(diào)整切削參數(shù)和狀態(tài)，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。編程人員，不但要熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)的功能及標(biāo)準(zhǔn)，而且還必須是一名好的工藝人員，要熟悉零件的加工工藝、裝夾方法、刀具性能、切削用量的選擇等方面的知識。二、數(shù)控機(jī)床編程的方法數(shù)控機(jī)床程序編制的方法有兩種：即手工編程和自動編程。1、手工編程由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗(yàn)，稱為“手工編程”。手工編程一般適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，對于加工輪廓的幾何形狀不是由簡單的直線和圓弧組成的復(fù)雜零件，特別是求解空間曲面的離散點(diǎn)時(shí)，由于數(shù)值計(jì)算復(fù)雜，編程工作量大，校對困難，采用這種編程方法就很難完成或根本就無法實(shí)現(xiàn)。而用自動編程就容易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，手工編程所用的時(shí)間與數(shù)控機(jī)床加工該零件所用的時(shí)間之比大約為30：1。可以看出手工編程所花費(fèi)的時(shí)間非常大。2、自動編程所謂“自動編程”，就是使用計(jì)算機(jī)或程編機(jī)，完成零件程序的編制的過程。在這個(gè)過程中，編程人員只是根據(jù)零件圖樣和工藝要求，使用規(guī)定的語言手工編寫出一個(gè)描述零件加工要求程序，將其輸入到計(jì)算機(jī)或程編機(jī)，計(jì)算機(jī)或程編機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并編譯出零件加工程序。根據(jù)要求還可以自動地打印出程序清單，制做出控制介質(zhì)或直接將零件程序傳送到數(shù)控機(jī)床。有些裝置還能繪制出零件圖形和刀具軌跡，供編程人員檢查程序是否正確，需要時(shí)可以及時(shí)修改。由于自動編程能夠完成煩瑣的數(shù)值計(jì)算和人工難以完成的工作，且效率可提高幾十倍甚至上百倍。因而對于比較復(fù)雜的零件采用“自動編程”更方便。第二章數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識為了滿足設(shè)計(jì)、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方面，國際上已經(jīng)形成了兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，即國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO-Interna-tionalStandardOrganization）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會（EIA-ElectronicIndustriesAssociation）標(biāo)準(zhǔn)。我國機(jī)械工業(yè)部根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB3051－82《數(shù)字控制機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動方向的命名》等國家標(biāo)準(zhǔn)。但是由于各個(gè)數(shù)控生產(chǎn)廠家所使用的標(biāo)準(zhǔn)并不完全統(tǒng)一，所使用的代碼、指令及其含義不完全相同，因此在編程時(shí)還必須按所用數(shù)控機(jī)床的編程手冊中的規(guī)定進(jìn)行編程。一、程序結(jié)構(gòu)與格式數(shù)控機(jī)床每完成一個(gè)工件的加工，需執(zhí)行一個(gè)完整的程序，每個(gè)程序由許多程序段組成。零件程序段是由序號、若干字和結(jié)束符號組成，每個(gè)字又由字母和數(shù)字組成，有些字母也叫代碼，它表示某種功能，如G代碼、M代碼，有些字母表示坐標(biāo)，如X、Y、Z，還有一些表示其它功能的符號，在后文中將遇到。下面就是一個(gè)程序段的例子：/N3GOOX10Z10M3S650；程序段結(jié)束字符輔助功能代碼坐標(biāo)軸移動字準(zhǔn)備功能代碼程序段序列號選擇程序段跳過字符為了說明加工程序的組成，用下面的加工圖例（圖2－2）來加以說明。假設(shè)X0＝0，Y0＝0，Z0＝100，Xi＝100，Yi＝80，Zi＝35，用同一把鉆頭加工A、B兩孔。加工程序可以編寫成如下形式。02001程序名N001G91G00X100.000Y80.000M03S650；程序開始N002Z－33.000；N002G01Z－26.000F100；N004G00Z26.000；N005X50.000Y30.000；程序體N006G01Z－17.000；N007G04F2；N008G00Z50.000；N009X－150.000Y－110.000；N010M02；程序結(jié)束020001是程序名，放在程序的開頭。為了能在存儲器中找到該程序，每個(gè)程序都要有一個(gè)程序名。不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同規(guī)定。FANUC系統(tǒng)一般都采用英文字母O作為程序名首字母。而ALLENBREDLY的數(shù)控系統(tǒng)則把英文字母O作為子程序的地址標(biāo)識，主程序則可以用任何字符數(shù)字來命名。西門子的數(shù)控系統(tǒng)大部分是以％作為程序名的首字母，程序名是一個(gè)完整程序存放在內(nèi)存中的首地址標(biāo)識符。N001程序段中的G91表示刀具移動的距離是以增量方式，即相對坐標(biāo)值，G00X100.000Y80.000表示刀具以空行程快速從原來位置向X軸正方向移動100mm，向Y軸正方向移動80mm。此程序段執(zhí)行完畢，刀具已經(jīng)從原來位置（X0＝0，Y0＝0，Z0＝100）移動到A孔的中心線上（X100、Y80，Z100）。M03S650表示主軸以每分鐘650轉(zhuǎn)正向旋轉(zhuǎn)。執(zhí)行N002程序段的結(jié)果是刀具的刀尖在N001結(jié)束的位置上（X100，Y80，Z100）沿Z軸的負(fù)方向快速（N001中的G00仍然有效）移動了33mm（X100、Y80，Z67）。N003程序段中的G01是直線插補(bǔ)指令，使刀具從所在的直線的一端沿著直線（或斜線）直到另一端，刀具行走的速度就是加工時(shí)的進(jìn)給速度，這個(gè)速度是由本程序段中的F指令規(guī)定的。F100表示進(jìn)給速度是100mm/min，在這里，G01和F指令要同時(shí)出現(xiàn)。執(zhí)行本程序段的結(jié)果是，刀尖沿著Z軸的負(fù)方向，以每分鐘100mm的進(jìn)給速度移動了26mm（X100，Y80，Z41）。從圖2－2可以看出，工作前刀尖到工件表面的距離是Zi＝35mm，執(zhí)行N002后，刀尖移動了33mm，此時(shí)刀尖到工件表面的距離是2mm，預(yù)留這2mm距離的目的是保證刀具快速移動時(shí)不會碰到工件表面，增加了安全性，但是也增加了直線插補(bǔ)的距離，降低了加工效率，因此這一距離的大小應(yīng)綜合考慮。工件的厚度是20mm，由于鉆頭的前端是圓錐形狀，因此在鉆通孔時(shí)，刀尖至少要超出工件底面一個(gè)錐狀的長度，在此取4mm，這樣直線插補(bǔ)的距離就是2＋20＋4＝26mm。這個(gè)程序段中的Z-26.000就是根據(jù)這一結(jié)果得來的。N004程序段是命令鉆頭沿Z軸正向快速移動26mm。返回到距工件表面2mm處。N005程序段量鉆頭以A孔為起點(diǎn)沿X軸和Y軸的正方向移動50mm和30mm。到達(dá)B孔的中心線上（X150，Y110，Z67）。N006程序段是鉆B孔，孔深15mm，刀尖在上表面距離2mm處，因此直線插補(bǔ)值為Z軸負(fù)向17mm。N007程序段中的G04是暫停命令，F(xiàn)值是暫停時(shí)間，可以有兩種表示方法。一是時(shí)間單位s，二是主軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。此例中時(shí)間單位是s。執(zhí)行此程序段后，鉆頭在B孔的底部暫停2s，進(jìn)行光整加工。N008程序段是命令鉆頭向Z軸的正方向移動50mm，返回到距工件表面35mm處。N009程序段是命令鉆頭沿X軸和Y軸的負(fù)方向移動150mm和110mm，回到X0，Y0和Z0處（X0，Y0，Z100）。N010程序段中的M02是程序結(jié)束指令。通過上述的實(shí)際加工程序的例子，我們可以看出，數(shù)控機(jī)床要自動完成某種加工工藝過程，必須按特定的順序執(zhí)行程序。由上述實(shí)際加工程序?qū)嵗浑y了解零件加工程序的結(jié)構(gòu)與格式，一段程序要包含如下三部分。1、程序標(biāo)號字（N字）也稱之為程序段號。用以識別和區(qū)分程序段的標(biāo)號。用地址碼N和后面的若干位數(shù)字來表示。例如：N008就表示該程序段的標(biāo)號為008。在大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)中，對所有的程序段標(biāo)標(biāo)號，也可以對一些特定的程序段標(biāo)號。而不是所有的程序段都要標(biāo)號。但是，程序段標(biāo)號對程序查找提供了方便的條件，另外對于進(jìn)行程序跳轉(zhuǎn)來說，程序段標(biāo)號就是必要的。程序段標(biāo)號與程序的執(zhí)行順序無關(guān)，不管有無標(biāo)號，程序都是按排列的先后次序執(zhí)行。通常標(biāo)號是按程序的排列次序給出。2、程序段的結(jié)束符號這里使用“；”號作程序段的結(jié)束符號，有些系統(tǒng)使用“＊”號或“LF”作結(jié)束符號。任何一個(gè)程序段都必須有結(jié)束符號，沒有結(jié)束符號的語句是錯(cuò)誤語句。計(jì)算機(jī)不執(zhí)行含有錯(cuò)誤的程序段。3、程序段的主體部分一段程序中，除序號和結(jié)束符號外的其余部分是程序主體部分。主體部分規(guī)定了一段完整的加工過程。它包含了各種控制信息和數(shù)據(jù)。它由一個(gè)以上功能字組成，主要的功能字有準(zhǔn)備功能字、坐標(biāo)字、輔助功能字、進(jìn)給功能字、主軸功能字和刀具功能字等。二、功能字1、準(zhǔn)備功能字（G功能字）G功能是使數(shù)控機(jī)床做某種操作的指令，用地址G和兩位數(shù)字來表示，從G00～G99共100種（見表2－1）。有時(shí)，G字可能還帶有一個(gè)小數(shù)位。它們中許多已經(jīng)被定為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代碼。G代碼有模態(tài)和非模態(tài)之分。模態(tài)G代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到同一模態(tài)組的另一個(gè)G代碼替代為止。非模態(tài)G代碼：只有在它所在的程序段內(nèi)有效。2、坐標(biāo)字坐標(biāo)字由坐標(biāo)名、帶＋、－符號的絕對坐標(biāo)值（或增量坐標(biāo)值）構(gòu)成。坐標(biāo)名有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K等。例如：X20Y-40在此，符號“＋”可以省略。表示坐標(biāo)名的英文字母的含義如下所示：X、Y、Z：X、Y、Z方向的主運(yùn)動U、V、W：分別對應(yīng)平行X、Y、Z坐標(biāo)的第二坐標(biāo)P、Q、R：分別對應(yīng)X、Y、Z平行坐標(biāo)的第三坐標(biāo)A、B、C：分別對應(yīng)繞X、Y、Z坐標(biāo)的轉(zhuǎn)動坐標(biāo)I、J、K：圓弧中心坐標(biāo)，永遠(yuǎn)是圓弧的起點(diǎn)對圓心的增量坐標(biāo)，分別對應(yīng)平行X、Y和Z坐標(biāo)3、進(jìn)給功能字（F字）它由地址碼F和后面表示進(jìn)給速度值的若干位數(shù)字構(gòu)成。用它規(guī)定直線插補(bǔ)G01和插補(bǔ)G02/G03方式下刀具中心的進(jìn)給運(yùn)動速度。進(jìn)給速度是指沿各坐標(biāo)軸方向速度的矢量和。進(jìn)給速度的單位取決于數(shù)控系統(tǒng)的工作方式和用戶的規(guī)定，它可以是mm/min、in/min、(°)/min、r/min、mm/r、in/r。例如在米制編程的零件程序中F220就是表示進(jìn)給速度為每分鐘220mm。4、主軸轉(zhuǎn)速功能字（S字）S字用來規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速、它由S字母后面的若干位數(shù)字組成，這個(gè)數(shù)值就是主軸的轉(zhuǎn)速值，單位是r/min。例如：S300表示主軸的轉(zhuǎn)速為300r/min。5、刀具功能字（T字）T地址字后接若干位數(shù)值，數(shù)值是刀具編號。例如選3號刀具，刀具功能字為T3。6、輔助功能字（M功能）格式是M地址字后接2位數(shù)值，共有M00～M99一百個(gè)字，它們中的大部分已經(jīng)國際標(biāo)準(zhǔn)化（ISO標(biāo)準(zhǔn)），通常就稱它們?yōu)镸代碼。當(dāng)在同一程序段中，既有輔助功能代碼，又有坐標(biāo)運(yùn)動指令時(shí)，控制系統(tǒng)將根據(jù)機(jī)床參數(shù)來決定以下幾種執(zhí)行順序：（1）輔助功能代碼與坐標(biāo)移動指令同時(shí)執(zhí)行。（2）在執(zhí)行坐標(biāo)移動指令之前執(zhí)行輔助功能，通常稱之為“前置”。（3）在坐標(biāo)移動指令完成以后執(zhí)行輔助功能，稱為“后置”。每一個(gè)輔助功能（M代碼）的執(zhí)行順序在數(shù)控機(jī)床的編程手冊中都有明確的規(guī)定。和G代碼一樣，M代碼也分成模態(tài)和非模態(tài)兩種。模態(tài)M代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到同一模態(tài)組的另一個(gè)M代碼執(zhí)行為止。非模態(tài)M代碼：只在它所在的程序段內(nèi)有效。M代碼可以分成兩大類，一是基本M代碼，另一類是用戶M代碼?；綧代碼是由數(shù)控系統(tǒng)定義的，用戶M代碼則是由數(shù)控機(jī)床制造商定義的。下面就對數(shù)控系統(tǒng)最基本的幾個(gè)M代碼做一介紹。（1）M00：程序停止指令當(dāng)程序執(zhí)行到含有M00程序段時(shí)，先執(zhí)行該程序段的其它指令，最后執(zhí)行M00指令，但不返回程序開始處，再啟動后，接著執(zhí)行后面的程序。（2）M01：可選擇程序停止指令M01和M00相同，只不過可M01要求外部有一個(gè)控制開關(guān)。如果這個(gè)外部可選擇停止開關(guān)處于關(guān)的位置，控制系統(tǒng)就忽略該程序段中的M01。（3）M02：程序結(jié)束指令現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)，零件加工程序都先輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，執(zhí)行程序時(shí)從內(nèi)存中調(diào)出，按先后順序執(zhí)行，這時(shí)，M02和M03代碼的功能就是一樣的。執(zhí)行到M02（或M03）時(shí)程序執(zhí)行停止，指針重新設(shè)置到第一個(gè)程序段。再啟動時(shí)，從第一句再次執(zhí)行該零件程序。早期的數(shù)控系統(tǒng)帶有紙帶閱讀機(jī)，程序從紙帶上輸入，這時(shí)M02功能只是程序結(jié)束，但不倒帶。要想重新執(zhí)行程序，必須倒帶后再啟動。（4）M30程序結(jié)束并倒帶M30和M02不同之處。當(dāng)使用紙帶閱讀機(jī)輸入執(zhí)行零件程序時(shí)，遇到M30時(shí)，不但停止零件程序的執(zhí)行，紙帶會自動倒帶到程序的開始，再次啟動，該零件程序就再次從頭執(zhí)行。（5）刀具偏置字（D字和H字）在程序中，D字后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具直徑值調(diào)出，當(dāng)使用刀具補(bǔ)償激活時(shí)（G41，G42），這個(gè)值就是刀具直徑的補(bǔ)償值。第三章坐標(biāo)系一、坐標(biāo)系坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用直角笛卡兒坐標(biāo)系，為編程方便，對坐標(biāo)軸的名稱和正負(fù)方向都有統(tǒng)一規(guī)定，如圖2－3所示，符合右手法則。無論那一種數(shù)控機(jī)床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標(biāo)軸，如果一臺機(jī)床有多根主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝卡面的主要軸為Z軸。X軸通常選擇為平行于工件裝卡面，與主要切削進(jìn)給方向平行。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A，B，C的方向分別對應(yīng)X，Y，Z軸按右手螺旋方向確定。坐標(biāo)系在坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的方向確定以后，便是確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，只有當(dāng)坐標(biāo)原點(diǎn)確定后坐標(biāo)系統(tǒng)才算確定了，加工程序就在這個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)運(yùn)行。可見，由于坐標(biāo)原點(diǎn)不同，即使是執(zhí)行同一段程序，刀具在機(jī)床上的加工位置也是不同的。二、由于數(shù)控系統(tǒng)類型不同，所規(guī)定的建立坐標(biāo)系的方法也不同，下面介紹幾種情況。1、機(jī)床坐標(biāo)系它的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床上某一點(diǎn)，是固定不變的，機(jī)床出廠時(shí)已確定，機(jī)床的基準(zhǔn)點(diǎn)、換刀點(diǎn)、托板的交換點(diǎn)、機(jī)床限位開關(guān)或檔塊的位置都是機(jī)床廠固有的點(diǎn)，這些點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中都是固定點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是最基本的坐標(biāo)系，是在機(jī)床回參考點(diǎn)操作完成以后建立的。一旦建立起來，除了受斷電的影響外，不受控制程序和設(shè)定新坐標(biāo)系的影響。機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)要參照機(jī)床參考點(diǎn)而定。通過給機(jī)床參考點(diǎn)賦值可以給出機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)位置。如X0、Y0、Z0、X15.00、－Y20.000、－Z2.256等。X＝15、Y＝10是參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，用這個(gè)坐標(biāo)值確定機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)。要注意的是，對機(jī)床參考點(diǎn)賦的坐標(biāo)值并不影響機(jī)床參考點(diǎn)的位置。機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造商設(shè)定的。有些數(shù)控系統(tǒng)把選用機(jī)床坐標(biāo)系的指令設(shè)定為G53。它是非模態(tài)碼。G53只能在絕對方式下（G90）才有效。如果控制系統(tǒng)處于相對方式下（G91），它將忽略G53代碼和同一程序段中的其它任何坐標(biāo)字。2、工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是程序編制人員在編程時(shí)使用的。程序編制人員以工件上的某一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一個(gè)新坐標(biāo)系。在這個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)編程可以簡化坐標(biāo)計(jì)算，減少錯(cuò)誤，縮短程序長度。但在實(shí)際加工中，操作者在機(jī)床上裝好工件之后要測量該工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)和基本機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，并把測得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定，這個(gè)設(shè)定值叫工件零點(diǎn)偏置。在刀具移動時(shí)，工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏置便加到按工件坐標(biāo)系編寫的程序坐標(biāo)值上。對于編程者來說，只是按圖紙上的坐標(biāo)來編程，而不必事先去考慮該工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的具體位置。如圖2－6所示。一般的數(shù)控系統(tǒng)可以設(shè)定幾個(gè)工件坐標(biāo)系。例如美國A-B的9系列數(shù)控系統(tǒng)就可以設(shè)定9個(gè)工件坐標(biāo)系。它們是G54、G55、G56、G57、G58、G59.1、G59.2、G59.3。它們是同一組模態(tài)指令。也就是說，同時(shí)只能有一個(gè)有效。在圖2－7中，通過給機(jī)床參考點(diǎn)賦坐標(biāo)值X＝3、Y＝－2，定義了機(jī)床坐標(biāo)系，然后在機(jī)床坐標(biāo)系中用坐標(biāo)值X＝3、Y＝2定義G54工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)位置。零件程序中的坐標(biāo)位置就是G54工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，不同的零件可有不同的坐標(biāo)系，在同一個(gè)機(jī)床坐標(biāo)系中可設(shè)定幾個(gè)工件坐標(biāo)系，用G54-G59.3區(qū)分，使用它們以前，應(yīng)將各工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)偏置值事先存在偏置表中。圖2－8就是多個(gè)工件坐標(biāo)系的例子。下面以一個(gè)實(shí)際程序?yàn)槔?，說明工件坐標(biāo)系及它與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系。設(shè)刀具已在基準(zhǔn)點(diǎn)（－6，0），要使刀具在兩個(gè)坐標(biāo)系中運(yùn)動，移動的順序是從基準(zhǔn)點(diǎn)到A點(diǎn)再到B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)，再經(jīng)O1點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)。程序如下：程序顯示值說明N1G00G90G54X10Y10；X：30.000Y：20.000從起始點(diǎn)到A點(diǎn)N2G01X30F100；50.00020.000到B點(diǎn)G54坐標(biāo)系N3X10Y20；30.00030.000到C點(diǎn)G54坐標(biāo)系N4G00G53X10Y20；10.00020.000到D點(diǎn)G53坐標(biāo)系N5X0Y0；20.00010.000到O1點(diǎn)G54坐標(biāo)系N6G28X0Y0；－6.0000返回到基準(zhǔn)點(diǎn)分析上述程序不難看出：N1程序段是命令刀具按工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)指令值運(yùn)動，執(zhí)行N1程序段的結(jié)果是把刀具由移動前的位置（這里是－6，0）按絕對坐標(biāo)方式快速移到工件坐標(biāo)系（由G54選擇的）內(nèi)的X＝10mm，Y＝10mm點(diǎn)。即由基準(zhǔn)點(diǎn)移到A點(diǎn)，N2、N3句是在工件坐標(biāo)系中把刀具再移到B點(diǎn)和C點(diǎn)。N4句中的G53又把坐標(biāo)系選擇成基本機(jī)床坐標(biāo)系，這句的X、Y指令值（10，20）是基本機(jī)床坐標(biāo)系的絕對坐標(biāo)值（G90指令在本句中仍有效）因而執(zhí)行N4句后，刀具就從C點(diǎn)移到D點(diǎn)。N5句是令刀具從D移動到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O1（X0，Y0點(diǎn)），由于G53是非模態(tài)指令，G54是模態(tài)指令，N5句中的坐標(biāo)值是G54坐標(biāo)系而不是G53的。N6句中的G28是自動返回基準(zhǔn)點(diǎn)指令，句中的運(yùn)行指令X0、Y0是刀具返回途中要經(jīng)過的點(diǎn)，執(zhí)行N6句后刀具經(jīng)過G54坐標(biāo)系中X0、Y0點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)（－6，0）。工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系如圖下圖所示。程序說明G54；激活G54工件坐標(biāo)系G00X20Y20；刀具移動到G54工件坐標(biāo)系中的X20、Y20點(diǎn)G55X10Y10；刀具移動到G55工件坐標(biāo)系中的X10、Y10點(diǎn)X3Y2；刀具運(yùn)動在G55工件坐標(biāo)系中的X3、Y2點(diǎn)可以使用多種方法來改變偏置表中的工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)值，常用的是手動修改和通過程序來修改。A-B9系列數(shù)控的程序修改指令格式是：G10L2P＿X＿Y＿Z＿；這里：G10：建立或修改工件坐標(biāo)系零點(diǎn)相對機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)的偏置指令L2：通知數(shù)控系統(tǒng)將要改變坐標(biāo)系偏置表P＿：指定要修改哪一個(gè)工件坐標(biāo)系的代碼，P后面是一位自然數(shù)，P1～P9分別代表G54～G59.3九個(gè)工件坐標(biāo)系X＿Y＿Z＿：工件坐標(biāo)系零點(diǎn)相對于機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)偏置量3、設(shè)定工件坐標(biāo)系在上述的例子中，確定G54等工件坐標(biāo)系時(shí)需人工輸入坐標(biāo)原點(diǎn)偏移量，很不方便。用設(shè)定工件坐標(biāo)系指令可自動的把工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在機(jī)床坐標(biāo)系的任何點(diǎn)，不需要人工輸入原點(diǎn)偏移量，有些數(shù)控機(jī)床不設(shè)基本機(jī)床坐標(biāo)系，只用設(shè)定工件坐標(biāo)系。用這種方法編寫程序加工零件很方便，ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)定工件坐標(biāo)系的選擇指令是G92（非模態(tài)）。假設(shè)刀具已處在機(jī)床的某一位置，例如圖2－11的A點(diǎn)，編程時(shí)可用如下語句設(shè)定坐標(biāo)系：NiG92X0Y0；或NjG92X100.000Y100.000；G92后面的坐標(biāo)值是把刀具的當(dāng)前位置設(shè)定在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，Ni句設(shè)定的坐標(biāo)系是把刀具所在的位置A點(diǎn)，設(shè)定在該坐標(biāo)系的X＝0、Y＝0坐標(biāo)點(diǎn)上。Nj句設(shè)定的坐標(biāo)系是把A點(diǎn)設(shè)定在該坐標(biāo)系的X＝100mm、Y＝100mm點(diǎn)上，見圖2－11。帶有G92的語句不命令機(jī)床運(yùn)動部件按坐標(biāo)數(shù)值運(yùn)動。它后面的坐標(biāo)字是用來設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)的，以刀具當(dāng)前所在的位置為準(zhǔn)，坐標(biāo)字中的數(shù)字就是在各坐標(biāo)方向上原點(diǎn)到刀具的距離。通常用G92設(shè)定對刀點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，有時(shí)先把刀具移到第一工步的起始點(diǎn)上，根據(jù)被加工零件的工藝要求和簡化編程，編程時(shí)可利用這點(diǎn)設(shè)定工件坐標(biāo)系。一旦坐標(biāo)系被設(shè)定，在沒有選擇其它坐標(biāo)系以前，工作就在該坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行。G92的另一種功能是移動由G54-G59.3規(guī)定的工件坐標(biāo)系，移動的方法與上述方法相同，G92后面的坐標(biāo)值，就是工件坐標(biāo)系移動后的坐標(biāo)值。由下圖可以看到，執(zhí)行下列程序時(shí)，由G92移動G54、G55工件坐標(biāo)系的情況。程序說明N3G55Y10X5；在G55工件坐標(biāo)系下將刀具移到Y(jié)10、X5位置N4G54Y10X5；在G54工件坐標(biāo)系下將刀具移到Y(jié)10、X5位置N5G92Y－5X－5；將G54、G55坐標(biāo)系都移動一個(gè)相同的量使得刀具位置在新的G54坐標(biāo)系下坐標(biāo)為Y－5、X－5N6Y15X0；在新的G54坐標(biāo)系下將刀具移到Y(jié)15、X0處N7G55Y10X5；在新的G55坐標(biāo)系下將刀具移動Y15、X5位置4、工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置用G52指令可將工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置一個(gè)增量值，它的格式是：G52X＿Y＿Z＿；執(zhí)行上述指令可將當(dāng)前坐標(biāo)系零點(diǎn)從原來的位置偏移X＿、Y＿、Z＿距離。G52后面的坐標(biāo)值是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的移動值，而G92后面的坐標(biāo)值是刀具在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，這是兩者的區(qū)別，它們的共同之處是都不產(chǎn)生坐標(biāo)移動，但工件坐標(biāo)系位置值改變了，見圖2－13。可用如下幾種方式取消工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置：1）用G52X0Y0Z0。2）用G92移動有零點(diǎn)偏置的工件坐標(biāo)系。3）程序執(zhí)行結(jié)束，遇到M30或M02代碼。第四章常用編程指令在數(shù)控機(jī)床加工中，常用G指令、M指令、T指令和S指令來控制各種加工操作。通常把G指令稱為準(zhǔn)備功能指令代碼，M指令稱為輔助功能指令代碼，它們各有100種指令功能，用跟在其后的0～99個(gè)數(shù)字區(qū)分。G00～G99的功能見表2－1代碼表，M00～M99的功能見表2－2代碼表。下面僅介紹其中常用G指令。數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行輪廓加工時(shí)是采用插補(bǔ)的辦法。所謂插補(bǔ)就是根據(jù)某段輪廓線（曲線或直線）的端點(diǎn)坐標(biāo)值把該輪廓線細(xì)分成許多小段，根據(jù)加工精度不同，每小段的長度可是幾微米到幾毫米。插補(bǔ)運(yùn)算就是計(jì)算每一小段端點(diǎn)的坐標(biāo)值。根據(jù)插補(bǔ)計(jì)算方法不同，有不同的數(shù)學(xué)模型。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家根據(jù)所選用的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)編好計(jì)算程序，作為數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序，用戶只是通過調(diào)用插補(bǔ)指令代碼使用它們。一、快速定位方式G00快速定位方式格式如下：G00X＿Y＿Z＿；（模態(tài)）G00指令的運(yùn)動軌跡是直線，它后面的坐標(biāo)值是終點(diǎn)坐標(biāo)值，可是絕對方式或增量方式。該指令的運(yùn)動速度由數(shù)控系統(tǒng)確定。不能由程序改變但可用倍率開關(guān)改變，不同的系統(tǒng)有不同的速度，一般都在10～30m/min之間，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)已達(dá)到60m/min，有些在100m/min以上。指令速度是刀具相對工件的速度，各坐標(biāo)方向的移動速度是它的分量。二、直線插補(bǔ)方式G01直線插補(bǔ)方式的格式如下：G01X＿Y＿Z＿F＿；G01：直線插補(bǔ)指令，它后面坐標(biāo)值是直線的終點(diǎn)坐標(biāo)值，可是絕對坐標(biāo)值或相對坐標(biāo)值，F(xiàn)字是速度指令，可由F后面的數(shù)字改變直線插補(bǔ)速度。在程序中最先出現(xiàn)的插補(bǔ)指令（G01、G02、G03）一定跟有F指令，否則出錯(cuò)，但后面出現(xiàn)的插補(bǔ)指令可省略。如需改變速度不能省略。加工是直線的程序如下：絕對命令增量命令NiG90G00X80Y20；NiG91G00X－20Y－20；Ni+1G01X20Y60F200；Ni+1G01X－60Y40F200；Ni+2M30；Ni+2M30；表2－1G代碼表代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效G00點(diǎn)定位aG55（原點(diǎn)沿Y軸）直線偏移fG01直線插補(bǔ)aG56（原點(diǎn)沿Ｚ軸）直線偏移f（續(xù)）代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效G02順時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)aG57（原點(diǎn)沿XY軸）直線偏置fG03逆時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)aG58（原點(diǎn)沿XＺ軸）直線偏置fG04暫停〇G59（原點(diǎn)沿YＺ軸）直線偏置fG05不指定##G60準(zhǔn)確定位1（精）hG06拋物線插補(bǔ)aG61準(zhǔn)確定位2（中）hG07不指定##G62快速定位（粗）hG08加速〇G63攻絲方式#G09減速〇G64～G67不指定##G10～G16不指定##G68刀具偏置，內(nèi)角#（d）#G17XY平面選擇cG69刀具偏置，外角#（d）#G18ZX平面選擇cG70～G79不指定##G19YZ平面選擇cG80注銷固定循環(huán)eG20～G32不指定##G81鉆孔循環(huán)，劃中心eG33等螺距的螺紋切削aG82鉆孔循環(huán)，擴(kuò)孔eG34增螺距的螺紋切削aG83深孔鉆孔循環(huán)eG35減螺距的螺紋切削aG84攻絲循環(huán)eG36～G39永不指定##G85鏜孔循環(huán)eG40注銷刀具補(bǔ)償或刀具偏移dG86鏜孔循環(huán)，在底部主軸停eG41刀具補(bǔ)償－左dG87反鏜循環(huán)，在底部主軸停eG42刀具補(bǔ)償－右dG88鏜孔循環(huán)，有暫停，主軸停eG43刀具偏置－正#（d）#G89鏜孔循環(huán)，有暫停，進(jìn)給返回eG444刀具偏置－負(fù)#（d）G90絕對尺寸jG45刀具偏置（在第Ⅰ象限）+/+#（d）#G91增量尺寸jG46刀具偏置（在第Ⅳ象限）+/-#（d）#G92預(yù)置寄存，不運(yùn)動〇G47刀具偏置（在第Ⅲ象限）-/-#（d）#G93進(jìn)給率時(shí)間倒數(shù)kG48刀具偏置（在第Ⅱ象限）-/+#（d）#G94每分鐘進(jìn)給kG49刀具（沿Y軸正向）偏置0/+#（d）#G95主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給kG50刀具（沿Y軸負(fù)向）偏置0/-#（d）#G96主軸恒線速度iG51刀具（沿X軸正向）偏置+/0#（d）#G97主軸每分鐘轉(zhuǎn)速，注銷G96i代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效代碼功能功能保持到被取消或取代功能僅在出現(xiàn)段內(nèi)有效G52刀具（沿X軸負(fù)向）偏置-/0#（d）#G98不指定##G53注銷直線偏移fG99不指定##G54（原點(diǎn)沿X軸）直線偏移f（續(xù)）注：1、指定功能代碼中，凡有小寫字母a，b，c…等指示的，為同一類型的代碼。在程序中，這種功能指令為保持型的，可以為同類字母的指令所代替。2、“不指定”代碼，即在將來修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可能對它規(guī)定功能。3、“永不指定”代碼，即在本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，將來也不指定4、“〇”符號表示功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有用。5、“#”符號表示若選作特殊用途，必須在程序格式解釋中說明。6、本表參照標(biāo)準(zhǔn)JB3208－83編寫，功能欄（）內(nèi)的內(nèi)容，是為便于對功能的理解而附加的說明，一切內(nèi)容以部頒標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。表2－2M代碼表代碼功能功能開始功能保持到注銷或被取代功能僅在所出現(xiàn)的程序段用與程序段指令同時(shí)開始在程序段指令所開始M00程序停止〇〇M01計(jì)劃停止〇〇M02程序結(jié)束〇〇M03主軸順時(shí)針方向（運(yùn)轉(zhuǎn)）〇〇M04主軸逆時(shí)針方向（運(yùn)轉(zhuǎn)）〇〇M05主軸停止〇〇M06換刀##〇M072號冷卻液開〇〇M081號冷卻液開〇〇M09冷卻液關(guān)〇〇M10夾緊（滑座、工件、夾具、主軸等）##〇M11松開（滑座、工件、夾具、主軸等）##〇M12不指定####M13主軸順時(shí)針方向（運(yùn)轉(zhuǎn)）及冷卻液開〇〇M14主軸逆時(shí)針方向（運(yùn)轉(zhuǎn)）及冷卻液開〇〇M15正運(yùn)動〇〇M16負(fù)運(yùn)動〇〇M17～18不指定####M19主軸定向停止〇〇M20～M29永不指定####M30紙帶結(jié)束〇〇M31互鎖旁路##〇M32～M35不指定####M36進(jìn)給范圍1〇〇M37進(jìn)給范圍2〇〇M38主軸速度范圍1〇〇（續(xù)）代碼功能功能開始功能保持到注銷或被取代功能僅在所出現(xiàn)的程序段用與程序段指令同時(shí)開始在程序段指令所開始M39主軸速度范圍2〇〇M40～M45如有需要作為齒輪換檔，此外不指定####M46不指定####M48注銷M49〇〇M49進(jìn)給率修正旁路〇〇M503號冷卻液開〇〇M514號冷卻液開〇〇M52～M54不指定####M55刀具直線位移，位置1〇〇M56刀具直線位移，位置2〇〇M57～M59不指定####M60更換工件〇〇M61工件直線位移，位置1〇〇M62工件直線位移，位置2〇〇M63～M70不指定####M71工件角度位移，位置1〇〇M72工件角度位移，位置2〇〇M73～M89不指定####M90～M99永不指定####注：1、本表參照J(rèn)B3208－83編寫，功能欄（）內(nèi)的內(nèi)容，是為便于對功能的理解而附加的說明。2、“#”號表示如選作特殊用途，必須在程序說明中標(biāo)明。3、M90～M99可指定為特殊用途。4、“不指定”代碼，在將來修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可能對它規(guī)定功能。三、圓弧插補(bǔ)指令G02G03數(shù)控機(jī)床加工的輪廓通常是圓弧，或由圓弧組成的曲線，因此圓弧最為常見。圓弧插補(bǔ)加工指令是G02和G03。G02指令刀具相對工件按順時(shí)針方向加工圓弧，稱順圓弧插補(bǔ)指令。反之G03指令逆時(shí)針方向加工圓弧，稱逆圓弧插補(bǔ)指令。格式如下：圓弧插補(bǔ)指令格式：在XY平面內(nèi)進(jìn)行的圓弧插補(bǔ)為：G02X＿Y＿I＿J＿F＿；G17G03(R＿)在ZX平面內(nèi)進(jìn)行的圓弧插補(bǔ)為：G02X＿Z＿I＿K＿F＿；G18G03(R＿)在YZ平面內(nèi)進(jìn)行的圓弧插補(bǔ)為：G02Y＿Z＿J＿K＿F＿；G19G03(R＿)其中：X、Y、Z：坐標(biāo)字中的數(shù)值，可為絕對坐標(biāo)值（G90）或相對圓弧起點(diǎn)的終點(diǎn)增量值（G91）。I、J、K：坐標(biāo)字中的數(shù)值是圓弧中心相對圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值，無論系統(tǒng)處于什么方式（G90或G91）下，這些值總是增量值。I為平行X軸，J為平行Y軸，K為平行Z軸。R：坐標(biāo)字中的數(shù)值是圓弧半徑值，該值的正負(fù)號決定了圓弧的大小，若圓弧小于或等于180度，則R為正值。若圓弧大于180度，則R為負(fù)值。F：字是設(shè)定圓弧插補(bǔ)的進(jìn)給速度，它是刀具軌跡切線方向的進(jìn)給速度。圓弧插補(bǔ)加工前，首先要使刀具對準(zhǔn)圓弧的起點(diǎn)。因此在圓弧插補(bǔ)程序段中只要求該圓弧終點(diǎn)的X、Y或Z的坐標(biāo)值（相對坐標(biāo)值或絕對坐標(biāo)值）；圓弧中心I、J或K的坐標(biāo)值或者圓弧的半徑R值，就能完整的給出表達(dá)圓弧特征一切量。例如：對圖2－15中的圖形編程：絕對方式增量方式G90G00X42Y32；G91G00X-8Y-10；G02X30Y20J-12F200；G02X-12Y-12J-12F200；G03X10I-10；G03X-20I-10用R編程：G90G00X42Y32；G91G00X-8Y-10；G02X30Y20R-12F200；G02X-12Y-12R-12F200；G03X10R10；G03X-20R10若某個(gè)方向上的坐標(biāo)增量值為0，則在程序中可以省略，上例G02程序段中省略了I0，G03程序段中省略了Y字和J0。有些系統(tǒng)不能用R編程，有些系統(tǒng)須用I、J、K和R兩種格式編程，但如果圓弧的終點(diǎn)和起點(diǎn)相同（即一個(gè)整圓），由于數(shù)控系統(tǒng)無法用R確定圓弧的中心的位置。這時(shí)，只能使用I、J、K確定中心的方式來編程。四、確定插補(bǔ)平面指令G17G18G19在圓弧插補(bǔ)時(shí)，由于圓弧是平面曲線，為能加工不同坐標(biāo)平面內(nèi)的圓弧，首先要進(jìn)行平面選擇。不限于此，在銑刀補(bǔ)償、工件坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)、以及許多固定循環(huán)中，控制系統(tǒng)都要求在一個(gè)確定的平面內(nèi)進(jìn)行操作。因此，有必要進(jìn)行平面選擇。平面選擇可由程序段中的坐標(biāo)字確定，也可由G17、G18、G19確定。若程序段中出現(xiàn)兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)字，則可決定平面，但不能出現(xiàn)三個(gè)方向的坐標(biāo)字見表2－3。在程序結(jié)束M02和M30，控制系統(tǒng)復(fù)位操作或者系統(tǒng)上電時(shí)，G17有效。在一個(gè)程序段中平面選擇指令G17、G18、G19要與坐標(biāo)字X、Y、Z、I、J、K對應(yīng)正確，否則數(shù)控系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信號。表2－3平面選擇所選平面功能代碼程序中的坐標(biāo)字XYG17X＿Y＿；X＿J＿；I＿Y＿；I＿J＿；XZG18X＿Z＿；X＿K＿；I＿Z＿；I＿K＿；YZG19Y＿Z＿；Y＿K＿；J＿Z＿；J＿K＿；上圖表示了X、Y、Z；I、J、K方向、圓弧插補(bǔ)指令G02，G03的插補(bǔ)方向和插補(bǔ)平面選擇指令G17，G18，G19之間的關(guān)系，編程時(shí)要注意應(yīng)用。五、螺旋線加工有些數(shù)控系統(tǒng)可利用G02，G03指令進(jìn)行三維螺旋線加工。即在選定的插站平面內(nèi)完成圓弧插補(bǔ)的同時(shí)在垂直于該平面的第三維方向上進(jìn)行直線插補(bǔ)。語句格式如下：繞Z軸的螺旋線是在XY平面內(nèi)的圓弧插補(bǔ)和Z軸的直線插補(bǔ)：G17（G02）X＿Y＿Z＿（I＿J＿）F＿；G03R＿繞Y軸的螺旋線：G18（G02）X＿Z＿Y＿（I＿K＿）F＿；G03R＿繞X軸的螺旋線：G19（G02）Y＿Z＿X＿（J＿K＿）F＿；G03R＿其中：X、Y、Z：在絕對方式（G90）下，它們?yōu)槁菪€終點(diǎn)坐標(biāo)值。在相對方式（G91）下，為相對于螺旋線起點(diǎn)的終點(diǎn)增量值。該螺旋線在圓弧插補(bǔ)平面內(nèi)的投影形成一條圓弧曲線。選擇平面內(nèi)的兩個(gè)坐標(biāo)值就是這條圓弧線的終點(diǎn)坐標(biāo)值。另外的一個(gè)坐標(biāo)值就是螺旋上升方向的，它產(chǎn)生螺紋的導(dǎo)程。I、J、K：它們確定投影圓弧的中心相對于起始點(diǎn)的位置，這些值總是增量值，不考慮坐標(biāo)方式（G90或G91）。R：也可以不用I、J、K，通過使用R來定義圓弧半徑，R值的正負(fù)決定了圓弧的中心位置。圓弧角小于或等于180度。R為正，圓弧角大于180度，R為負(fù)。F：螺旋插補(bǔ)進(jìn)給率。與圓弧插補(bǔ)相同，是刀具軌跡切線方向的進(jìn)給速度。AB為一螺旋線，起點(diǎn)A的坐標(biāo)為X＝10，Y＝0，Z＝0，終點(diǎn)B的坐標(biāo)為X＝0，Y＝10，Z＝5。圓弧插補(bǔ)平面為XY面，插補(bǔ)圓弧AB′是AB在XY平面上的投影，B′點(diǎn)的坐標(biāo)值是X＝0，Y＝10從A點(diǎn)到B′是逆時(shí)針方向。加工前要把刀具移到螺旋線起點(diǎn)A處，則加工程序如下：G90G17G03X0Y10Z5I－10F100；加工時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)在XY平面內(nèi)對圓弧AB′進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，同時(shí)在Z向進(jìn)行與圓弧回轉(zhuǎn)角度同步的直線插補(bǔ)運(yùn)算，終點(diǎn)坐標(biāo)為5。六、切削螺紋指令G33（模態(tài)）數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床和加工中心等都有切削螺紋功能。具有切削螺紋功能的機(jī)床，主軸上都聯(lián)接編碼器，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由編碼器記錄主軸的初始位置、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)速度。由于切削螺紋時(shí)要多次重復(fù)進(jìn)行，因此螺紋認(rèn)頭是很必要的，所謂認(rèn)頭就是記住刀具相對螺紋起頭的位置，刀具每次由螺紋終點(diǎn)返回起點(diǎn)位置再次切削螺紋時(shí)必須對準(zhǔn)螺紋頭，否則就會亂扣。數(shù)控機(jī)床可自動認(rèn)頭。圖表2－18是在加工中心上切削螺紋示意圖，工件固定在工作臺上，刀具裝到主軸上隨主軸轉(zhuǎn)動，切螺紋時(shí)工作臺Z向移動。加工程序如下：程序說明N1G90G00Y－70.0；刀具定位于螺孔中心N2Z200.0S45M03；主軸正轉(zhuǎn)，刀具移近孔端面N3G33Z120.0F5.0；進(jìn)行第一次螺紋切削，導(dǎo)程F＝5mmN4M19；主軸定向N5G00Y－75.0；刀具從Y向退出N6Z200.0M00；刀具退至孔端，程序暫停調(diào)刀N7Y－70.0M03；刀具對準(zhǔn)孔中心，啟動主軸程序說明N8G04X2.0；暫停2s，便于主軸速度到達(dá)N9G33Z120.0F5.0；進(jìn)行第二次螺紋切削N10M19；主軸定向N11G00Y－75.0；刀具從Y向退出N12Z200.0M00；刀具退至孔端，程序暫停調(diào)刀N13Y－70.0M03；刀具對準(zhǔn)孔中心，啟動主軸N14G04X2.0；暫停2s，便于主軸速度到達(dá)N15G33Z120.0F5.0進(jìn)行第三次螺紋切削N16M19主軸定向┆┆NnM30；程序結(jié)束N2句中的S45是主軸轉(zhuǎn)速指令，它令主軸的轉(zhuǎn)速為45r/min，M03是命令主軸轉(zhuǎn)向?yàn)檎?。N3句是切削螺紋語句，G33是切削螺紋指令，Z120.0表示被切削螺紋的中心線是Z軸方向，切螺紋時(shí)走刀到達(dá)坐標(biāo)系的Z＝200處，F(xiàn)5.0指令導(dǎo)程為5mm。N4句中的M19是主軸定向指令，它令主軸每次都停止在同一個(gè)角度位置，以便于退刀和刀具退回到加工螺紋的起始位置。切削錐螺紋時(shí)，工件相對刀具要沿Z和X（或Y）兩個(gè)方向移動。因?yàn)槁菁y中心線通常和主軸中心線重合，因此Z向移動總是關(guān)聯(lián)導(dǎo)程，而X（或Y）向移動則產(chǎn)生錐度。圖2－19為在數(shù)控車床上加工錐螺紋示意圖。設(shè)螺紋導(dǎo)程為4mm，其它尺寸按圖中所示，則切削螺紋的程序?yàn)椋篏90G33X10Z100F4；如前所述，可以看出螺紋加工程序的一般格式為：G33X＿（Y＿）Z＿F＿；若為直螺紋可省略X＿（或Y＿），這里指令導(dǎo)程的字是F＿，有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺紋導(dǎo)程用I＿J＿K＿字。有些數(shù)控機(jī)床還可以加工英制螺紋，不等距螺紋。這里不作介紹，應(yīng)用時(shí)再查閱有關(guān)數(shù)控機(jī)床說明書。七、極坐標(biāo)編程極坐標(biāo)編程是用極坐標(biāo)（極角和極徑）方式編寫程序。用極坐標(biāo)矢量的端點(diǎn)指令加工位置。各個(gè)數(shù)控系統(tǒng)對極坐標(biāo)的編程指令和使用G代碼方面，都有自己的定義。在此以美國A-B的9系列數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹極坐標(biāo)的編程方法，在這種數(shù)控系統(tǒng)中，是使用G16和G15分別為起動和停止極坐標(biāo)編程指令，它們?yōu)槟B(tài)代碼。指令格式為：G16：X＿Y＿；（或X＿Z＿；或Y＿Z＿）G15；在XY和XZ平面內(nèi)，X后面的數(shù)值是極徑的值，Y和Z后面的數(shù)值是極角。在YZ平面內(nèi)，Y字是極徑，Z字是極角。極角的單位是“度”逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。極徑和極角的值與增量方式（G91）不是與絕對方式（G90）有關(guān)。也可以將增量方式和絕對方式混合使用。在增量方式（G91）下，極徑的起點(diǎn)是當(dāng)前刀具位置，極角是相對于上一次編程角度的增量值，在剛進(jìn)入極坐標(biāo)編程方式時(shí)，極角的起始邊是當(dāng)前有效平面的第一個(gè)坐標(biāo)軸，缺省表示極角為零。第一坐標(biāo)軸的含義是XY、XZ平面的X軸，YZ平面的Y軸。在絕對方式（G90）下，極徑的起點(diǎn)是坐標(biāo)系的原點(diǎn)，極角的起始邊永遠(yuǎn)是當(dāng)前有效平面的第一個(gè)坐標(biāo)軸。見下例程序：刀具的運(yùn)行軌跡是O→A→B→C增量方式絕對方式N10G91G00X0Y0F150；N5G00X0Y0F150；N20G01X10Y10；N10G90；N30G16；N20G01X10Y10；N40X22Y10；N30G16；N50X15Y260；N40X22Y10；N60G15；N50X15Y80；N70M30；N60G15；N70M30極角值允許大于360°，365°或725°與5°結(jié)果相同。極徑值也可以是正值或負(fù)值，負(fù)值與正值相差180°角。在極坐標(biāo)編程段中，若后一段中的極徑或極角值與前一段的相同，則在后一段程序中可省略不寫，但不能全部省略，程序段中至少要出現(xiàn)一個(gè)極坐標(biāo)字。下面是一個(gè)可省略極坐標(biāo)字的極坐標(biāo)程序段：N10G00X10Y5；N10G00X10Y5；N20G01G91G16F100；N20G01G91G16F100；N30X20Y45；N30X20Y45；N40Y90；或者N40Y90；N50Y90；N50Y20；N60Y90；N60Y20；N70M30；N70M30；在極坐標(biāo)編程時(shí)，為編程方便，可以從增量方式轉(zhuǎn)到絕對方式或從絕對方式轉(zhuǎn)換成增量方式。在對圖2－22所示零件編程時(shí)，極徑用絕對方式，極角用相對方式，能夠簡化程序，N40段中的G81是鉆孔循環(huán)指令，Y30是極角，Z10是鉆孔深度，R5是鉆頭驅(qū)近工作表面的距離，L12是循環(huán)次數(shù)。N10G90G01X0Y0Z0F100；N20G16；N30G90X10Y0；N40G81G91Y30Z10R5L12；N50G15；N60M30；在對極坐標(biāo)編程時(shí)，角度為絕對坐標(biāo)，半徑為增量坐標(biāo)程序段注釋N10G00X0Y0F500；快速移到X0Y0位置N20G90G81X3Y0R3Z10；在X3Y0處鉆孔N30G16；要進(jìn)行極坐標(biāo)編程N(yùn)40G91X4G90Y135；到135度位置上到半徑為4位置N50Y225；到225度位置半徑為4位置程序段注釋N60Y315；到314度位置上半徑為4位置N70G15X6Y0；取消極徑坐標(biāo)編程，移到X6Y0位置N80G16；要進(jìn)行極坐標(biāo)編程G90G91X8G90Y135；到度半徑為8極角為135°位置N100Y225；到225度半徑為8位置N110Y315；到315度半徑為8位置N120M30；程序結(jié)束在圓弧加工時(shí)，可用極坐標(biāo)字指令圓弧終點(diǎn)位置。但圓心位置仍然用I＿J＿K＿表示。與直角坐標(biāo)系的表示方法相同，在圓弧加工程序段中，包含極坐標(biāo)字的直角坐標(biāo)字。如對極坐標(biāo)編程：G00X0Y0；G91G16F100；G02X20Y2019.397J3.42；G15；M30；八、刀具長度偏置指令G43G44G49（模態(tài)）通常，數(shù)控車床的刀具裝到回轉(zhuǎn)刀架上，加工中心、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控鉆床等的刀具則裝到主軸上，由于各種刀體的長度不同，裝刀后刀尖的位置各不相同，即使是同一把刀具（如鉆頭）由于重磨變短，重裝后切削刃的位置也發(fā)生變化。如果用長度不同的刀具加工同一工件表面，則確定刀尖位置是非常重要的。為解決這一問題，編程時(shí)把刀尖的位置都設(shè)在同一基準(zhǔn)上，一般刀尖基準(zhǔn)是刀柄測量線（或者是，裝在主軸上的刀具使用主軸前端面，裝到刀架上的刀具可以是刀架前端面），程序都以這個(gè)基準(zhǔn)來編制。刀尖的實(shí)際位置由G43和G44來修正。格式：G43H＿Z＿；G44H＿Z＿；G43是正向偏置；G44是負(fù)向偏置指令，G43、G44與H字是同時(shí)使用的，缺一不可，用來控制Z坐標(biāo)移動量。但因它們是模態(tài)代碼，可在后出現(xiàn)的程序段中省略不寫。H后面的數(shù)是多位自然數(shù)，H字是內(nèi)存地址，在該地址中裝有刀具的偏置量（測量基準(zhǔn)到刀尖的距離）。G43的作用是刀具在作Z向移動時(shí)，使刀具的移動距離等于Z值+H地址中的值，而G44的作用則是使Z值－H地址中的值。圖2－25是刀具長度偏置實(shí)例。刀具長度偏置的取消：1）用H00取消，H00地址中的值總是零。2）用G49代碼取消，G49代碼是取消刀具長度偏置代碼，它的作用使模態(tài)代碼G43、G44無效，但不能取消H字。要注意的是，只能在線性程序段才能使刀具偏置有效。即G00和G01方式。用銑刀加工ABCDA輪廓線示意圖，立銑刀裝在主軸上，銑刀測量基準(zhǔn)面Ⅰ到工件上表面的距離為350mm，要加工Ⅲ、Ⅳ面，必須把刀具從基準(zhǔn)面Ⅰ移近工件上表面，再作Z向切入進(jìn)給。這兩個(gè)動作程序如下：N1G91G00G43H01Z－348；N2G01Z－12F100；┆NiG00G49Z360；可以看出：銑刀端面Ⅱ到工件上表面距離是（350－100）mm＝250mm，但N1程序段中Z坐標(biāo)字中的數(shù)值是負(fù)348，如果按這個(gè)數(shù)值指令Z向運(yùn)動，則刀具要下降348mm，顯然不對。G43和緊跟在后面的字H＿修正了這個(gè)錯(cuò)誤。在此，H01地址中的刀具偏置量是100，指令G43是令所在句中的坐標(biāo)值加上地址H01地址中的偏置量。即－348+100＝－248，這個(gè)相加結(jié)果就是主軸沿Z向以G00方式按G91指令的相對坐標(biāo)值移動了－248mm。執(zhí)行完第一個(gè)程序段后，銑刀端部到工件上表面還有2mm的距離，工件的Ⅳ面到上表面是10mm。下一個(gè)程序段中刀具Z向直線插補(bǔ)距離應(yīng)是12mm，從而完成了刀具的加工切入。完成加工后，用Ni句可使刀具回到原始位置，句中G49取消刀具偏移的作用是把N1句中用G43加上的H01地址中的值從Z值中減掉，即360－100＝260，執(zhí)行Ni句后，刀尖實(shí)際上移260mm，回到初始位置。九、刀具位置偏置G45～G48（非模態(tài)）在運(yùn)動方向上的偏置叫刀具位置偏置。指令格式：G45G46X＿Y＿H（D）＿；G47G48G45是使刀具的實(shí)際運(yùn)動位置等于坐標(biāo)指令值與偏置值的代數(shù)和，而G46則是兩者的代數(shù)差。G47和G45相似，是刀具運(yùn)動蹁等于編程距離加上2倍偏置量的帶符號數(shù)值，G48與G46相似，是刀具的運(yùn)動距離等于編程距離減去2倍的偏置量的帶符號數(shù)值。如表2－4所示。兩坐標(biāo)聯(lián)運(yùn)時(shí)，刀具位置偏置對兩坐標(biāo)同時(shí)生效。移動指令為零時(shí)，在絕對方式下（G90），刀具位置偏置指令不起作用；在增量方式（G91）下，僅移動偏置量。根據(jù)運(yùn)動軌跡，編程如下：H01＝r刀具半徑N1M06T01；換刀T01N2G91G46G00X20Y40H01；O→AN3G47G01Y30H01F100；A→BN4G47X30；B→CN5G49Y－15；C→DN6G48X40；D→EN7G49Y15；E→FN8G47X20；F→GN9G47Y－30；G→HN10G47X－90；H→AN11G00G49X－20Y－40；A→O，取消偏置N12M02；程序結(jié)束十、刀具半徑補(bǔ)償指令G40G41G42（模態(tài)）在用立銑刀加工輪廓表面時(shí)，銑刀中心線到被加工表面的距離等于刀具半徑值，為編程方便，編程軌跡一律按零件的輪廓線編寫，而刀具中心線軌跡則按半徑補(bǔ)償指令偏置，如圖2－28所示。（一）刀具補(bǔ)償功能的編程格式X＿Y＿；G41D＿X＿Z＿；G42Y＿Z＿；其中：G41：左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償指令G42：右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償指令G40：取消刀具半徑補(bǔ)償指令X、Y、Z：建立刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)動的終點(diǎn)。半徑補(bǔ)償僅能在規(guī)定的平面內(nèi)進(jìn)行，坐標(biāo)平面可由坐標(biāo)字選擇，也可由G17、G18、G19選擇，若建立刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦蜍壽E平行于坐標(biāo)軸可省略坐標(biāo)軸為零的坐標(biāo)字。D＿：偏置號，D后是多位自然數(shù)，每一個(gè)偏置號都是內(nèi)存地址，在這些地址中存放刀具半徑值。D00地址中的值永遠(yuǎn)是零。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?，只能在G00或G01方式下完成，不能在G02、G03或其它曲線插補(bǔ)方式下進(jìn)行，刀具半徑補(bǔ)償一旦建立，在沒被取消之前一直有效，編程曲線永遠(yuǎn)是銑刀回轉(zhuǎn)圓的包絡(luò)線。（二）刀具半徑補(bǔ)償編程舉例例2－1零件編程：圖中裝刀的基準(zhǔn)點(diǎn)是0，銑刀長度是100mm，半徑是9mm，編寫加工ABCDA輪廓線的程序：D01＝9N1G92X0Y0Z0；設(shè)定坐標(biāo)系N2G91G00G41D01X200Y200；建立刀具半徑補(bǔ)償N3G43H01Z－348；建立刀具長度偏置N4G01Z－12F100；Z向切入N5Y30；加工AB輪廓N6X20；加工BC輪廓N7G02X30Y－30I0J－30；加工CD輪廓N8G01X－50；加工DA輪廓N9G00G49Z－360；取消長度偏置N10G40X－200Y－200；取消半徑補(bǔ)償回原點(diǎn)N11M30程序結(jié)束例2－2編程，假設(shè)D01＝5mm程序段解釋G90G00X0Y0；確定X0Y0為當(dāng)前位置N1G00G42X20Y20D01；快速到開始點(diǎn)和設(shè)補(bǔ)償方向向右N2G01X70F1000；加工AB段N3G03X82.99Y42.5R15；加工BC段N4G01X72.99Y62.5加工CD段N5G03X59.33Y66.16R15；加工DE段N6G02X38.521Y69.797R16；加工EF段N7G01X20Y95；加工FG段N8Y71.18；加工GH段N9G02Y48.82R15；加工HI段N10G01Y20；加工IA段N11G00G40X0Y0；快速到起始，刪除補(bǔ)償N12M30；程序結(jié)束（三）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠^程現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)可以先讀入幾段甚至全部加工程序，進(jìn)行分析，在加工前就能處理完成各程序段間的連接情況和走刀路線。在刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠^程中，走刀路線是由系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)定的。共有兩類，A類和B類，執(zhí)行含有G41，G42的程序段就是建立刀具半徑補(bǔ)償過程，A類刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖叩堵肪€是以盡可能短的軌跡到達(dá)它的補(bǔ)償位置。如圖2－29a所示，B類刀具半徑補(bǔ)償?shù)那腥脒\(yùn)動則能生成附加的運(yùn)動程序段，在整個(gè)切入運(yùn)動過程中始終保持刀具中心離下一個(gè)程序段的起點(diǎn)至少一個(gè)刀具半徑的距離。如圖2－30a所示，切入運(yùn)動的終點(diǎn)是在輪廓加工的起始點(diǎn)，垂直于輪廓線（或輪廓曲線的切線）方向，G41指令在前進(jìn)方向的左側(cè)，G42指令在右側(cè)。取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶钍荊40，也可用D00，因?yàn)镈00地址中的半徑值是零，建立一個(gè)零值半徑補(bǔ)償，等于取消半徑補(bǔ)償。取消半徑補(bǔ)償?shù)那谐雎肪€，與輪廓線的終點(diǎn)和刀具切出后的到達(dá)點(diǎn)有關(guān)，A類切出路線如圖2－29b，B類切出路線如圖2－30b所示。（四）編程軌跡拐角處刀具中心的運(yùn)動軌跡帶有半徑補(bǔ)償?shù)牡毒咧行能壽E在拐角處是由系統(tǒng)內(nèi)部自動生成的，不是由零件加工程序給出的。各種不同的系統(tǒng)有不同的生成辦法，這里僅以簡圖方式說明拐角軌跡的幾種形式。第五章子程序和固定循環(huán)一、子程序當(dāng)同樣的一組程序被重復(fù)使用多于一次時(shí)，經(jīng)常把它編成子程序。（一）子程序的格式OXXXXX；子程序名；；┆子程序主體；M99；子程序結(jié)束FANUC系統(tǒng)的子程序名由字母O打頭，后跟5位自然數(shù)，可區(qū)分99999個(gè)不同子程序。西門子系統(tǒng)用％作為子程序的開頭字符。子程序體是一個(gè)完整的加工過程程序。其格式和所用指令與主程序完全相同。M99是子程序結(jié)束指令，遇到M99時(shí)返回主程序斷點(diǎn)。（二）子程序調(diào)用（M98）子程序調(diào)用格式：M98PXXXXXL＿M(jìn)98是子程序調(diào)用指令，P是調(diào)用子程序標(biāo)識符，P后面的5位自然數(shù)是被調(diào)用子程序的編號，它與子程序O字母后面的數(shù)相同，L字是調(diào)用次數(shù)，缺少或省略為1次。一般來說，執(zhí)行零件程序時(shí)都是按順序執(zhí)行。根據(jù)加工工藝要求，子程序調(diào)用命令放在主程序合適的位置。當(dāng)主程序執(zhí)行到M98PXXXXXL＿時(shí)，控制系統(tǒng)將執(zhí)行子程序。到M99返回主程序斷點(diǎn)處。在子程序中，如果控制系統(tǒng)在讀到M99以前讀到了M02或M30代碼，會停止零件程序執(zhí)行，如果是M30，零件程序會重新回到開始或重繞紙帶，如果是M02，零件程序?qū)⒔Y(jié)束。因此，一般不在子程序中編程M02和M30。（三）M99的功能M99代碼不論在子程序中不是在主程序中都用做返回命令代碼，但在主程序中使用和在子程序中使用有所不同。在主程序中使用M99代碼時(shí)，其作用是：執(zhí)行程序段中的所有命令，包括M99代碼右邊的所有其它命令。類似于M02、M30清除所有模態(tài)代碼（模擬起始狀態(tài)）。將當(dāng)前主程序復(fù)位到第一零件程序段。零件程序復(fù)位后，自動執(zhí)行循環(huán)啟動，零件程序開始被執(zhí)行。在子程序中使用M99代碼時(shí)，其作用是：通知控制系統(tǒng)子程序結(jié)束。②不再執(zhí)行子程序中M99后面的任何命令，并返回主程序。但執(zhí)行M99前面的指令。（四）子程序調(diào)用舉例主程序子程序1子程序2（MAIROGRAM）（SUROGRAM1）(SUROGRAM2）O20001……；O00001O00002N00010……；N00110；N00210N00020……；N00120；N00220‥M99N0003900001；N001300002；N00040……；N00140‥；N00050……；N001599N000730；（五）子程序嵌套子程序最多可嵌套四級。二、固定循環(huán)有些加工操作的工藝順序是固定不變的，如鉆孔、鏜孔、攻絲等孔加工工藝，變化的只是坐標(biāo)尺寸，移動速度，主軸旋轉(zhuǎn)等。對于這類加工可以編成固定形式的程序，用規(guī)定的G代碼區(qū)分，可多次使用，稱之為固定循環(huán)功能。為解釋固定循環(huán)程序的特征，先以鏜削循環(huán)為例加以說明。1、鏜削循環(huán)的工藝路線：用鏜刀鏜削φ100孔，工藝過程如下：（1）設(shè)定工件坐標(biāo)系。（2）把刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)（換刀點(diǎn)）移到初始點(diǎn)。初始點(diǎn)是位于被加工孔中心線上到工件表面有一定距離的點(diǎn)。刀具移到初始點(diǎn)前，要用G43（或G44）建立刀具長度偏置。過初始點(diǎn)平行于XY平面的平面叫初始平面。（3）把刀尖快速引進(jìn)到R平面，R平面是過R點(diǎn)平行于XY平面的平面。R點(diǎn)是在被加工孔的中心線上到工件上表面幾毫米（2～5mm）距離的點(diǎn)，這個(gè)距離是防止刀具快速趨近時(shí)碰到工件表面的點(diǎn)。（4）從R平面起刀具進(jìn)給加工運(yùn)動，直到Z平面，Z平面是孔底平面。（5）需要時(shí)刀尖在孔底停留幾秒鐘，以使對孔底光整加工。（6）刀尖退回：刀尖可退回到R平面或初始平面，退回到R平面的運(yùn)動可是快速移動也可是進(jìn)給速度移動，也可用返回指令G99返回到R平面。返回到基準(zhǔn)平面都是快速。且需用G98指令。2、鏜削循環(huán)程序（1）G85：鏜孔循環(huán)，無暫停，工退G89：鏜孔循環(huán)，延時(shí)，工退。格式：G85X＿Y＿Z＿R＿F＿L＿；G89X＿Y＿Z＿R＿P＿F＿L＿；X字Y字是把刀具移動到初始點(diǎn)的坐標(biāo)移動字，X＿Y＿到達(dá)的終點(diǎn)就是初始點(diǎn)，X值和Y值可是絕對坐標(biāo)值（用G90方式）或相對坐標(biāo)值（用G91方式）。Z值是孔底坐標(biāo)值，G90方式為絕對坐標(biāo)值，G91方式是從R平面到孔底的增量坐標(biāo)值，R值是R點(diǎn)的坐標(biāo)值，G90方式是絕對坐標(biāo)值，G91方式是初始點(diǎn)到R點(diǎn)的增量值。P字是刀具在孔底停留的時(shí)間，單位是ms，不用小數(shù)點(diǎn)，在G85中可不出現(xiàn)P字。F值是進(jìn)給速度。L值是循環(huán)次數(shù)，在G90方式下L值是在同一個(gè)位置循環(huán)的次數(shù)，在G91方式L值是由所在程序段中X、Y坐標(biāo)值確定坐標(biāo)移動距離，每移動一次循環(huán)一次。在這種情況下，移動初始點(diǎn)前刀具所在的位置是刀具到初始點(diǎn)的距離等于孔間距。L值為0不作循環(huán)運(yùn)動，為1可缺省。G85，G89返回方式是：工進(jìn)速度返回到R平面。也可用G98指令返回到初始點(diǎn)。G85和G89只有一點(diǎn)不同，G89是使刀具在孔底停留P字給出的時(shí)間，而G85刀具在孔底不停留。例2－3加工圖2－33中的φ100孔，刀具長度為150mm，令H01＝150，程序如下：絕對方式：N9-6045500；設(shè)定工件坐標(biāo)系N904010M0500；建立刀具長度偏置N80-3100；刀具快移到初始平面，加工φ100孔，加工到孔底后用工進(jìn)速度返回R點(diǎn)N8005005；取消刀具長度偏置，取消固定循環(huán)N20；返回基準(zhǔn)點(diǎn)N00；程序停止相對方式：N9-6045500；設(shè)定工件坐標(biāo)系N9040-40M0500；建立刀具長度偏置N8-450-3-300100；刀具移到初始點(diǎn)，加工φ100孔，孔底停3s，工退到R點(diǎn)N80049505；取消固定循環(huán)，取消長度偏置N20；返回基準(zhǔn)點(diǎn)N00；程序停止上例中的G80是取消固定循環(huán)指令，如果不用G80指令，N4句仍然執(zhí)行G85循環(huán)。G28是返回基準(zhǔn)點(diǎn)指令。G28后面的坐標(biāo)字是返回基準(zhǔn)點(diǎn)的路過點(diǎn)，而不是刀具到達(dá)的終點(diǎn)，刀具到達(dá)的終點(diǎn)是基準(zhǔn)點(diǎn)（換刀點(diǎn)）。在G90方式下，坐標(biāo)字的值是絕對坐標(biāo)值，在G91方式下是刀具起點(diǎn)到路過點(diǎn)的相對坐標(biāo)值。上例中路過點(diǎn)和刀具起點(diǎn)是同一點(diǎn)，且在Z軸上，因此都是X0、Y0。（2）G86：鏜削循環(huán)，主軸停止，快退格式：G86X＿Y＿Z＿P＿R＿F＿L＿；G86程序中段中字的意義與G85，G89相同。G86與G85的運(yùn)動區(qū)別是G86方式加工到孔底時(shí)主軸停轉(zhuǎn)，刀具在孔底停留P字規(guī)定的時(shí)間，快退到R平面（用G99指令時(shí)）?；蚩焱说匠跏济妫ㄓ肎98指令時(shí)）后主軸自動啟動。例2－4用G86加工的φ100孔的程序?yàn)椋篘1G92X-600Y450Z500；N2G91G00G43H01Z-400M03S500；N3G98G86X600Y-450Z-35R-95P2000F100；N4G80G28H00G00Z495M05M00；執(zhí)行N3句時(shí)刀具沿正X方向走600mm，沿負(fù)Y方向走450mm，到達(dá)初始點(diǎn)，再由初始點(diǎn)快進(jìn)到R點(diǎn)，然后再用進(jìn)給速度加工到孔底，刀具在孔底停留2s，停止轉(zhuǎn)動，最后快退到初始點(diǎn)。（3）G88鏜削循環(huán)，主軸停止，手動退出格式：G88X＿Y＿Z＿R＿P＿F＿L＿；G88程序段中，字的意義與G86相同。G88指令的特征是：刀具到達(dá)孔底后延時(shí)P字規(guī)定的時(shí)間后主軸停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入保持狀態(tài)，所謂保持狀態(tài)就是系統(tǒng)暫停自動執(zhí)行程序。這時(shí)，可以實(shí)行手動操作，例如退刀測量孔徑，調(diào)整刀尖位置等，手動之后按系統(tǒng)規(guī)定的啟動按鈕，系統(tǒng)就會自動進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行刀具快退到R點(diǎn)（G99方式）或初始點(diǎn)（G98方式），然后使主軸正轉(zhuǎn)。例2－5用G88方式加工的φ100孔。N1G92X-600Y450Z500；N2G90G00G43H01Z100M03M500；N3G99G88X0Y0Z-30R5P2000F100L3；N4G80G28G49G00Z500M05M00；執(zhí)行N3名時(shí)刀具沿X正向快移600mm，沿負(fù)Y向快移450mm，到達(dá)初始點(diǎn)，再快進(jìn)到達(dá)R點(diǎn)，工進(jìn)到孔底Z平面，延時(shí)2s后主軸停止，進(jìn)入保持狀態(tài)，這時(shí)可以手動操作，手動后按啟動按鈕，不管刀具被手調(diào)到什么位置，都快速回到R點(diǎn)，（若G98方式則回到初始點(diǎn)），回到循環(huán)狀態(tài)。N3是G90方式L3，因此可對φ100孔進(jìn)行三次循環(huán)加工。（4）G76精鏜循環(huán)，主軸停轉(zhuǎn)，讓刀快退。格式：G76X＿Y＿Z＿I＿J＿R＿P＿F＿L＿；G76X＿Y＿Z＿Q＿R＿F＿L＿；G76與上述不同之處是刀具到達(dá)孔底后有讓刀運(yùn)動，以免快退時(shí)刀尖劃傷工件表面，用G76時(shí)，主軸上一定要裝有準(zhǔn)停裝置，主軸每次都準(zhǔn)確地停在同一位置，但由于不同的刀具裝到主軸上時(shí)刀尖相對主軸的位置不相同，因此，讓刀方向也不相同，若裝刀時(shí)能夠保證刀尖到主軸中心線的垂線平行于X軸或Y軸，則可用Q＿字定義讓刀量。否則必須在I、J兩個(gè)方向上定義讓刀量。具體的操作方法必須參考機(jī)床說明書。（5）G87反鏜循環(huán)格式：G87X＿Y＿Z＿I＿J＿R＿F＿；G87X＿Y＿Z＿Q＿R＿F＿；運(yùn)動過程是：由X、Y字將銑刀引入到初始點(diǎn)；由I、J（或者Q）字給出的讓刀量讓刀；快進(jìn)到R平面；消除讓刀，使孔軸線與刀具旋轉(zhuǎn)軸線重合；使主軸正轉(zhuǎn)；正進(jìn)反鏜到Z平面；主軸準(zhǔn)停，讓刀；快退到初始平面（在G99有效時(shí)也退到初始平面）；消除讓刀例2－6用的φ105孔，刀具編號T02，H02＝180，接續(xù)G86加工程序?qū)嵗?，把N4句中的M100去掉接下去編寫：N5T02M06；把T02刀具換上N6H02Z-400M03S400；按N2的G91方式，G43模態(tài)指令作用建立刀偏N7G87X600Y-450Z33R-173Q10F100；N8G28G80G49G00Z0M05M00；N7句中的R-173是使R平面低于工件底面3mm，Q10的作用是刀具單向讓刀10mm，使刀能夠通過φ90孔。3、鉆孔循環(huán)程序（1）G81鉆孔循環(huán)、不延時(shí)、快退G82鉆孔循環(huán)、延時(shí)、快退格式：G81X＿Y＿Z＿R＿F＿L＿；G82X＿Y＿Z＿R＿P＿F＿L＿；G81和G82程序中字的意義與鏜孔循環(huán)相同。例2－7用鉆頭，鉆削中的4個(gè)φ12孔，鉆頭的刀具刀號為T03，長度偏置H03＝125。連續(xù)G87例中的N8句寫程序：N9T03M06；N10G90G43H03Z100M03S800；N11G99G81X0Y70Z-35R3F200；N12G00X70Y0；N13G00X0Y-70；N14G00X-70Y0；N15G80G49G28Z100M05M00；若使程序能夠在N8句執(zhí)行后自動地執(zhí)行N9句，可去掉N8句中的M00，若保留M00，按啟動按鈕也能繼續(xù)執(zhí)行N9句及后面的程序。N11句中的Z-35是使鉆頭超出底面5mm，保證鉆頭尖部錐形部份超過底面，R3是定義R平面距上表面為3mm，以免快進(jìn)時(shí)刀尖碰工件。（2）G83深孔往復(fù)排屑鉆孔循環(huán)、不延時(shí)、快退G73深孔往復(fù)排屑鉆孔循環(huán)、可延時(shí)、快退格式：G83X＿Y＿Z＿R