数控车编程与操作 原创 1 目 录 第一章 数控机床基础知识 第一节 数控机床简介 第二节 数控机床的分类与应用范围 第三节 数控机床的主要性能指标 第二章 数控车床编程简介 第一节 数控车床编程基础 第二节 数控机床常用刀具和切削用量的选择 第三章 FANUC-0i数控系统编程与操作 第一节 程序格式与相关编程知识 第二节 G代码编程与操作 一、准备功能（G代码 ） 二、程序编制 1、G00：快速定位 2、G01：直线插补 3、进给速度单位的设定G98、G99 4、G90：绝对值编程 / G91：增量值编程（相对值） 5、坐标系 6、平面选择 G17、G18、G19 7、英制/公制转换 G20、G21 8、小数点编程 9、回参考点控制指令 10、暂停 G04 11、圆弧插补G02、G03 12、螺纹切削G32 13、变螺距螺纹切削G34 14、多头螺纹切削 15、跳转功能 G31 16、跳过任选程序段 “ / ” 17、刀具半径补偿G40、G41、G42 18、简化编程功能----固定循环 固定循环（G90，G92，G94） 多重循环（G70～G76） 钻孔固定循环（G80～G89） 倒角和拐角R 直接图纸尺寸编程 刚性攻丝 第四章 实际操作试题 2 第一章 数控机床基础知识 第一节 数控机床简介 一、数控机床的产生 1、数控的定义 数字控制是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法，简称数控。 2、数控机床的产生 1952年第一台由专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床研制成功，1955年进入实用阶段。1958年由清华大学和北京第一机床厂联合研制出了我国第一台数控铣床。德国、日本、前苏联等1956,美国在60年代末期数控机床年产量2900多台，占当时世界总产量一半。 3、数控机床的应用 数控机床广泛应用于宇航、汽车、船舶、机床、轻工、纺织、电子、通用机械、工程机械等几乎所有的制造行业。 二、数控机床的工作过程 1、编制加工程序 2、加工程序的输入 3、预调刀具和夹具 4、数控装置对加工程序进行译码和运算处理 5、加工程序的在线检测 三、数控机床的组成 数控机床是典型的机电一体化产品，主要由程序载体、输入/输出装置、数控装置、伺服系统和机床本体等五部分组成。 1、程序载体 人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物被称为程序载体，如穿孔带、磁带、磁盘等。 2、输入/输出装置（人机交互装置） 数控机床的操作人员要通过人机交互装置对数控系统进行操作和控制。 3、数控装置 是机床最重要的组成部分，主要有输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等组成。 数控装置的作用是将人机交互装置输入的信息，通过内部的逻辑电路或系统的控制软件进行译码、存储、运算和处理，将加工程序转换成控制机床运动的信号和指令，以控制机床的各部件完成加工程序中规定的动作。 4、伺服系统 伺服系统是由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成的数控机床执行机构。其作用是接受数控装置发出的指令信息并经功率放大后，带动机床移动部件做精确定位或按规定的轨迹和速度运动。 5、机床本体 即数控机床的主体。与传统机床相比，数控机床具有传动结构简单、运动部件的运动精度高、结构刚性好、可靠性高、传动效率高等特点。 四 、数控机床的特点 具有高自动化、高柔性、高精度、高效率。 3 优点： 1、适应范围广 2、生产准备周期短 3、工序高度集中 4、生产效率和加工精度高 5、能完成复杂型面的加工 6、有利于生产管理的现代化 第二节 数控机床的分类与应用范围 一、按工艺用途分类 1、切削类 数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床和数控齿轮加工机床等。 2、成型类 成型数控机床是指采用挤、冲、压、拉等成型工艺方法加工零件的数控机床，常见的有数控液压机、数控折弯机、数控弯管机、数控旋压机等。 3、电加工类 电加工类数控机床是指采用电加工技术加工零件的数控机床，常见的有数控电火花成型机、数控电火花线切割机、数控火焰切割机、数控激光加工机等。 4、测量、绘图类 主要有三坐标测量机、数控对刀仪、数控绘图机等。 二、按运动方式分类 1、点位控制数控机床 特点：数控系统只控制机床的运动部件运动的起点和终点的坐标值，不控制运动部件的运动路径。如数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床、数控电焊机、数控弯管机和数控测量机等。 优点：能达到较高的孔距精度，加工类机床还可以节省材料及工装费用。 2、直线控制数控机床（点位直线控制） 除了要控制机床的运动部件运动的起点和终点的坐标值外，还能实现在两点之间沿直线或斜线的切削进给运动。如早期的数控车床、数控铣床和数控镗床等。 3、轮廓控制数控机床（连续轨迹控制） 能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制，既要控制机床运动部件的起点与终点坐标值，还要控制整个加工过程每一点的速度和位移量。如数控车床、数控铣床、数控磨床、数控齿轮加工机床和各类数控切割机床等。 三、按伺服驱动的控制方式分类 数控机床按照对伺服驱动被控量有无检测反馈装置可分为开环控制和闭环控制两种，在闭环系统中，根据测量装置安装的部位不同又分为全闭环控制和半闭环控制两种。 1、开环控制数控机床 开环控制是指不带位置反馈装置的控制系统。多采用部进电动机作为伺服驱动执行元件，数控装置输出的脉冲，经过部进驱动器的环形分配器和功率放大电路，最终控制相应坐标轴的部进电动机的角位移，再经过机械传动链，实现运动部件的直线位移。 4 优点： 具有结构简单、可靠性高、维修方便和价格低廉等优点，一般适用于精度、速度要求不高的经济性数控机床。 2、闭环控制数控机床 闭环控制是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将直接测量到的位移量反馈到数控装置的比较器中，与输入指令进行比较，用差值对运动部件进行控制，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。 特点： 闭环控制系统具有位移精度高，调试、维修较复杂，成本较高的特点。一般用于要求高速、高精度的数控机床，如镗铣床、超精车床、超精磨床及大型数控机床（如五面体）。 闭环控制数控机床的伺服机构采用直流伺服电动机或交流伺服电动机驱动。 3、半闭环控制数控机床 只对伺服电动机或滚珠丝杠的角位移进行闭环控制，而没有实现对运动部件直线位移控制的闭环控制，称为半闭环控制。 特点： 位置反馈采用角位移检测装置按装在电动机或滚珠丝杠的端头，调试维修方便，控制系统较稳定，制造成本较低，是目前数控机床的首选控制方式。 第三节 数控机床的主要性能指标 一、数控机床的精度 数控机床的精度主要是指加工精度、定位精度和重复定位精度。 1、定位精度和重复定位精度 定位精度：指实际位置与数控指令位置的一致程度。不一致量表现为误差。 定位误差：包括了伺服系统、进给系统和检测系统的误差，移动部件导轨的几何误差等。 重复定位精度：是指在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。 2、加工精度 加工精度包括定位精度、同轴度、表面粗糙度等。 3、分度精度 分度精度是指分度工作台在分度时，指令要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。分度精度既影响零件加工部位在空间的角度位置，也影响孔系加工的同轴度等。 4、分辨率与脉冲当量 分辨率指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。对测量系统而言，分辨率是可以测量的最小增量；对控制系统而言，分辨率是可以控制的最小位移增量或角位移增量，即数控装置每发出一个脉冲信号，反映到数控机床各运动部件的位移量或角位移量，一般又称为脉冲当量。 二、数控机床的可控轴数与联动轴数 将机床数控装置控制个坐标轴协调动作的坐标轴数目称为联动轴数。目前有两轴联动、两轴半联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动等。数控机床联动轴数越多，控制系统越复杂，加工能力越强。 两轴联动：用于数控车床与数控铣床，两轴半联动是三个坐标轴中有两个轴联动，另外一个坐标轴只作周期性的进给，三轴联动数控机床可以加工三维空间曲面，四轴联动、五轴联动数控机床可以加工宇航叶轮、螺旋桨等零件。 5 第二章 数控车床编程简介 第一节 数控车床编程基础 一、数控车床编程的一般知识 数控编程可分为手工编程和自动编程两大类。 1、手工编程 特点：手工编程程序编制结构简单，可以方便使用各种简化编程指令编制加工程序。 手工编程有两大“短”原则： a、零件加工程序要尽可能短； b、零件加工路线要尽可能短。 2、自动编程 自动编程是指用计算机编制数控加工程序的过程。 优点：效率高，程序准确性好。 3、数控车床编程的步骤 （1）、确定工艺过程； （2）、数值计算； （3）、编制加工程序单及初步校验； （4）、程序校验及试切削。 二、数控车床的分类及相关设定 1、数控车床的分类 （1）、经济型数控车床：四方刀架，采用开环或半闭环伺服系统，主轴采用变频调速，安装有主轴脉冲编码器用于车削螺纹。 （2）、全功能型数控车床：采用后置塔式刀架，主轴伺服驱动，携带的刀具数量较多，采用倾斜式导轨便于排屑。 （3）、车削中心：采用动力刀架，具有C轴功能，刀架容量大，部分机床还带有刀库和自动换刀装置（机械手）。 2、数控车床的坐标轴确定 Z轴：由“传递切削动力”的主轴所规定，对车床而言，工件由主轴带动作为主运动，则Z轴与主轴旋转中心重合，平行于机床导轨； X轴：X轴在工件的径向上，且平行于车床的横导轨，垂直于Z轴； 坐标轴的方向： 假定工件位置相对不变，则刀具远离工件的方向为正。 3、机床坐标系和编程坐标系（工件坐标系） （1）机床原点与机床坐标系：以机床原点为坐标 原点的坐标系称为机床坐标系。 （2）编程坐标系与编程原点：以编程原点为坐标原点的坐标系称为编程坐标系，也可称为工件坐标系。 原则： a、所选的原点应便于数学计算，能简化程序的编制； b、编程原点应选在容易找正、在加工过程中便于检查的位置上； c、编程原点应尽可能选在零件的设计基准或工艺基准上，以使加工引起的误差最小。 6 4、刀位点与手动对刀 （1）刀位点 车刀上可以作为编程和加工基准的点称为刀位点。 数控编程的实质就是描述刀具的刀位点在编程坐标系中运动的轨迹。 （2）手动对刀 目的：确定编程坐标系（工件坐标系）的原点。 步骤： 手动控制刀具车削工件端面； 设定Z轴刀具长度补偿或建立工件坐标系Z值； 手动控制刀具车削工件外圆，保持X坐标值不变，沿Z轴反向退刀，停车测量被加工工件外圆直径； 设定X轴刀具长度补偿或建立工件坐标系X值； 第二节 数控机床常用刀具和切削用量的选择 一、车削刀具材料 1、高速钢（W18Gr4V）： 主要切削钢件，切削速度较低,最高为50m/min，常用于做钻头、铣刀等，不耐热，韧性较强，刚性差，加工中多用于精加工，车床加工中多用于做成型刀，如梯形螺纹的加工、球形加工等。 2、硬质合金： 耐热度高，不抗冲击，脆，刚性强，韧性差，切削速度较高（100m/min以上）。 3、陶瓷： 负前角，用于铸铁、耐热合金和淬硬材料加工。 4、立方氮化硼： 负前角和正前角，用于耐热合金和淬硬材料加工。 5、人造金刚石： 正前角，用于有色金属材料的高效率加工，有时用于淬硬材料精加工，不适用钢件、铸件的加工。 6、硬质合金涂层刀片 是指使用气相沉积方法在硬质合金基体上涂上TiN和Al2O3等薄膜涂层的刀片。 特性：具有耐磨损性、耐热性、抗氧化性、耐用度高等特性。 二、刀具结构与紧固方式 机夹刀具主要由刀体、刀片、刀片紧固系统组成，包括杠杆式、锲块式、螺钉式、上压式及复合压紧式。 三、机夹刀片的型号表示方法 ISO刀具牌号应用范围： P：钢 M：不锈钢 K：铸铁 N：有色金属 S：耐热优质合金 H：淬硬材料 四、常用焊接刀具 加工钢件的刀具：切削刀片主要含有钨、钴、钛，如T15 加工铸件的刀具：切削刀片主要含有钨、钴，如G8 五、数控车床刀具特点： 1、刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化； 2、刀片和刀具几何参数及切削参数的规范化、典型化； 3、刀片或刀具材料及切削参数需要与被加工工件材料相配； 4、刀片和刀具的使用寿命长，加工刚性好； 5、刀片及刀柄的定位基准精度高，刀柄对刀架、刀塔的相对位置要求也较高； 6、刀柄须有较强的刚度和耐磨性； 7、刀柄的转位、拆装和重复定位精度高。 7 常用车削刀具 问题： 刀具的选择主要取决于工件的外形结构、工件的材料加工性能及（表面粗糙度要求）等因素。 镗孔的关键技术是解决镗刀的（刚性）和排削问题。 零件的加工精度应包括以下几部分内容（尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度）。 选择定位基准时，粗基准（只能使用一次）。 镗削不通孔时，镗刀的主偏角应取（90O）。 刀具磨损标准通常都按（后刀面）的磨损值来制订。 扩孔比钻孔的加工精度（高）。 目前工具厂制造的45O、75O可转位车刀多采用（四边形）刀片。 六、切削用量的选择 切削用量包括：背吃刀量 p、主轴转速S或切削速度 （恒线速度切削）、进给速度或进给量 。 1、背吃刀量 p（切削深度）的确定 在机床功率及工艺系统刚度允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高生产效率。 2、主轴转速S的确定 公式：n=1000v/πD n：主轴转速，单位：r/min v：线速度，单位：m/min π：圆周率 D：工件直径，单位：mm 3、进给速度的确定 （1）粗加工：在机床功率、工艺系统刚度、刀具允许的前提下应选择较高的进给速度。 （2）精加工：进给速度的大小直接影响到表面粗糙度值和切削效率，因此应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。 问题： 切削用量三要素是指切削速度、切削深度和进给量。 第三章 FANUC-0i数控系统编程与操作 第一节 程序格式与相关编程知识 一、加工程序的格式 一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束语句三部分组成。 在编辑（EDIT）状态下，按PROG，显示程序画面，进行编程。 8 系统单元 操作键盘 程序组成： 程序号：是加工程序的识别标记，因此，同一机床程序号不能重复。程序号写在程序的开头，单独占一行，FANUC系统程序号格式为：O××××，其中O为地址，其后为四位数字，数值从0000～9999，在书写时，数字前的0可以省略。 程序内容：是整个程序的核心，由程序段组成，控制机床的所有动作。 程序结束语句：通过M代码来实现，必须写在程序的最后。可作为程序结束符号的M代码有M02和M30，通常要求必须单独占一行。 说明： O：程序号 后面可以加注释 N：程序段号 可省略 S：主轴功能代码 T：刀具功能代码 G：准备功能代码 M：辅助功能代码 X、Y、Z、A、B、C：坐标尺寸字符，其后跟的数值有正负号，正号可省略； F：进给功能代码 mm/min、mm/r 9 键盘说明 二、主轴功能代码 S S M03（M04）停止用M05 恒速切削G96（97）：G96 S M03（M04） G50 S 最高主轴限速 G96 S 其中，S为线速度，单位：m/min G97 S ：取消恒速切削 问题： 若程序中主轴转速为S1000，当主轴转速修调旋钮打在“80”档时，主轴实际转速为（S800）。 10 三、刀具功能代码 T T0101、 T0203 前面的01（02）是刀具号，后面的01（03）是刀补号（刀具偏置）。 取消刀具偏置 T0100、 T0200 问题： 工件在机床上定位夹紧后进行工件坐标系设置，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间关系的参考点称为（对刀点）。 四、辅助功能代码M M指令一览表（辅助功能） M00程序停止： 在包含M00 的程序段执行之后自动运行停止，当程序停止时所有存在的模态信息保持不变，用循环起动使自动运行重新开始。 M01选择停止： 与 M00 类似。在包含M01 的程序段执行以后，自动运行停止，只是当机床操作面板上的任选停机的开关置ON 时，这个代码才有效。 问题： 辅助指令M01指令表示（选择停止）。 一个程序段中有多个M 指令： 一般情况下，在一个程序段中仅能指定一个 M代码。但是通过设定参数，在一个程序段中，一次最多可以指定三个M 代码。 说明： CNC 允许在一个程序段中最多指定三个M 代码。但是由于机械操作的限制，某些M 代码不能同时指定。对一个程序段中指定多个M代码的限制以厂商的说明书为准。 a、M00、 M01 、M02 、M30 、M98、 M99 和M198 不得与其它M 代码一起指定。 b、包括使CNC 将M 代码本身送往机床，同时还使CNC 执行内部操作的代码，如调用程序号为9001~9009 程序的M 代码和使程序段预读功能无效的M 代码，必须在单独的程序段中指定。 c、只让CNC 将M 代码本身送往机床（不执行内部操作）的M 代码可在同一程序段内指定。 致 令 功 能 说 明 备 注 M00 程序停止 M01 程序条件停止 机床操作面板上的任选停机的开关置ON时有效 M02 程序结束 M03 主轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停 M06 换刀 M07 不指定 M08 切削液开 M09 切削液关 M19 主轴定向停止 M20 取消主轴定向停止 M30 程序返回 切断机床所有动作，并使程序复位。 M98 调用子程序 其后P地址指定子程序号，L地址指定调运次数。 M99 子程序结束 子程序结束，并返回到主程序中 11 第二节 G代码编程与操作 一、准备功能（G代码 ） G00、G01、G02、G03、G04......G99 模态：是指该指令在程序段中一经指定便持续有效，直至被程序中出现同组的另一指令取消，才失去效用。 非模态：是指仅在指令的程序段中有效。 G指令（准备功能）表1 12 G指令（准备功能）表2 说明： a、 如果设定参数（NO.3402 的第6位CLR ），电源接通或复位时使CNC进入清除状态，此时的模态G代码如下： （1） 模态G代码处在表中用◆指示的状态。 （2）当电源接通或复位而使系统为清除状态时，原来的G20或G21保持有效。 （3） 用参数3402号的第7位设置电源接通时是G22还是G23 。即使将 CNC复位为清除状态时，G22和G23也保持不变。 （4）设定参数3402号的第0位（G01），决定是G00或G01有效。 （5）设定参数3402号的第3位（G91），决定是G91或是G90有效。 b、除了G10和G11外，00组的G代码都是非模态G代码。 c、 当指定没有列在G代码表中的G代码时，显示P/S报警（010号）。 d、不同组的G代码能够在同一程序段中指定。如果同一程序段中指定了同组G代码，则最后指定的G代码有效。 e、如果在固定循环中指定了01组的G代码，和指定了G80指令一样取消固定循环。指令固定循环的G代码不影响01组G代码。 f 、当G代码系统A用于固定循环的时候，返回点只有初始平面。 g 、G代码按组号显示。 13 二、程序编制 1、G00：快速定位 格式：G00 X（U） Z（W） ； X、Z ：绝对值指令，终点的坐标值； U、W：增量值指令，刀具移动的距离。 G00为模态功能，可由同组的G代码注销。 G00可以缩写成G0。 G00有两种刀具运行轨迹： 非直线插补定位 刀具分别以每轴的快速移动速度定位，轨迹一般不是直线； 直线插补定位 刀具以不超过每轴的快速移动速度，在最短的时间内定位。 两种刀具轨迹 例： N100 ......; N110 G00 X100. Z2.; （G00 U -100. W - 100.）； N120 ......; 【 ； 】 ：程序段结束符号 【EOB】键 图示 编程举例（1） <直径编程> G00 X44.0 Z62.0； （绝对值） Or G00 U-100.0 W-50.0；（增量值） 14 编程举例（2） <半径编程> G00 X22.0 Z62.0； (绝对值) Or G00 U-50.0 W-50.0；(增量值) 注意： 数控机床大多采用直径编程。 快速移动速度不能在地址F中规定。 例如： G00 X60. Z2. F0.5； F0.5不执行，而执行机床参数中设定的快速移动速度。 即使指定了线性插补定位，在下列情况中还是用非线性插补定位。因此，要当心确保刀具不碰到工件和顶尖。 a、G28指定在参考位置和中间位置之间定位。 b、G53 。 2、G01：直线插补 用于对工件进行切削加工，指令刀具以指定的进给速度移动到程序中指定的坐标位置。首次指令G01，其后需指定进给速度F值；再次指令时，如果进给速度不变， F值可省略；如需改变进给速度需重新指定F值。 格式： G01 X（U） Z（W） F ； X Z ：绝对值指令是终点坐标值； U W ：增量值指令是刀具移动的距离 ； F：为进给指令，需指定，单位：mm/min、mm/r F分=F转×S F值在程序中持续有效，直到指定另一F值。 沿两轴每分钟进给速度计算： 对于每分进给方式两坐标轴同时控制，沿每个坐标轴移动的进给速度如下： 注： α：为X 、U坐标轴 β：为Z、W坐标轴 示例： <直径编程> G01 X30.0 Z-29.0 F100； Or G01 U15.5 W-29.0 F100； 起点终点 15 编程实例 程序示例 直径编程和半径编程 因为在CNC车床控制程序中工件横截面通常是圆，所以其尺寸可用两种方法指令：直径和半径 说明： 半径编程或直径编程由1006号参数的第3位(DIA)设定。使用直径编程时，注意下表中所列的条件。 指令直径值的注意事项 项目 注释 X轴指令 用直径值指定 增量指令 用直径值指定。在上图中，对刀具轨迹B到A用D2减D1指定 坐标系设定(G50) 用直径值指定坐标值 刀偏值分量 由5004号参数的第1位决定是直径值或半径值 固定循环参数，如沿X 轴切深(R) 指定半径值 圆弧插补中的半径 （R，I，K等） 指定半径值 沿轴进给速度 指定mm / 转或mm / 分 轴位置显示 按直径值显示 问题： 零件上每个表面都要加工时应以加工余量和公差（最小的）表面作为粗基准。 选择定位基准时，粗基准（只能使用一次）。 在加工表面、切削刀具、切削用量不变的条件下连续完成的那一部分工序内容称为（工步）。 V形架用于工件外圆定位，其中短V形架限制（2）个自由度。 六个自由度： X轴、Y轴、Z轴方向轴向移动，绕X轴、Y、Z轴转动。 16 3、进给速度单位的设定G98、G99 格式： G98 G□□ F_ ; G99 G□□ F_ ; G□□ :G代码（G01、G02、G03等） G98： 为每分钟进给，F的单位依G20/G21的设定而分别为inch/min、mm/min。 G99： 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的设定而分别为 inch/rev、mm/rev。 G98、G99为模态功能，可相互注销，G99为缺省值。 例： ...... ......; G98 G1 X30. Z-50. F200; X80. Z-120. F300; ...... ......; G0 Z20.; G99 X10. Z-10. F0.3; G1 ... ... 注：在开机默认的前提下，G99可省略。 4、绝对值和增量值编程G90、G91 有两种方法指令刀具的移动：绝对值指令和增量值指令。在绝对值指令中，用终点位置的坐标值编程；在增量值指令中，用移动距离编程。G90和G91分别用于指令绝对值和增量值指令。 用绝对值编程或者用增量值编程取决于所用的指令，见下表： G代码系统 A B或C 指令方法 地址字 G90、G91 指令格式G代码系统A 绝对值指令 增量值指令 X轴移动指令 X U Z轴移动指令 Z W Y轴移动指令 Y V C轴移动指令 C H G代码系统B或C 绝对值指令 G90 IP_； 增量值指令 G91 IP_； 例如下图，从点P到点Q的刀具运动（X轴用直径编程，工件零点在左端面中心位置） 17 G代码系统A与B或C编程对照 G代码系统A G代码系统B或C 绝对指令 X400.0 Z50.0； G90 X400.0 Z50.0 增量指令 U200.0 W-400.0 ； G91 X200.0 Z-400.0 G代码系统A： X 、Z ： 绝对值编程 U 、W ： 增量值编程（相对值） 格式： G□□ X Z ； G□□ U W ； G□□ ：插补指令 X 、Z：绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于坐标原点。 U 、W：增量值编程，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。 注 ： a、绝对值和增量值指令可以一起用在一个程序段。例如，可以指定下面的指令： U50. Z-20. F0.3； X40.0 W-40.0 ； b、 当X和U或者W和Z指令在一个程序段时，后指定者有效，例如： X60. U20. Z-50.； U20. Z-50.有效 X60. W-30. Z-50.； X60. Z-50.有效 c、当用G代码系统A且轴名为A和B时，不能使用增量值指令。 5、坐标系 坐标系分为： a、机床坐标系 b、工件坐标系 c、局部坐标系 （1）坐标轴 数控机床的坐标轴用X、Y、Z和与其对应（平行）轴U、V、W表示。A、B、C则分别为绕X、Y、Z的旋转轴。 （2）、机床坐标系与工件坐标系 用机床零点作为原点的坐标系叫做机床坐标系。 开机时机床默认的是机床坐标系（机械坐标系），为了方便编程，在机床上建立一个坐标系，这个坐标系叫做工件坐标系。 由 X а Z в 指定 的刀 具位置 ав 18 右手迪卡尔坐标系 （3）、机床坐标系 G53 机床上的一个作为加工基准的特定点称为机床零点，用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐标系。 格式： G53 IP_； IP_ ； 绝对值尺寸字符 说明： 当指令机床坐标系上的位置时，刀具快速移动到该位置。G53 是非模态G 代码，仅在指令机床坐标系的程序段有效。G53 必须用绝对值指定，指定增量值指令时，G53 指令被忽略；当指令刀具移动到机床的特殊位置时，例如换刀位置，可用G53编程。 限制： 补偿功能被取消 a、当指定G53 指令时，就清除了刀具半径补偿、刀具长度偏置和刀具偏置。 b、在G53指令指定之前，必须建立机床坐标系。因此机床通电后，必须进行手动返回参考点或由G28 指令的自动返回参考点。如果机床采用绝对位置编码器时，机床可以不回参考点。 例如： ... ... G28 X0 Z0；回机床原点X0、 Z0 ... ... （4）、工件坐标系 为了编程方便，我们在机床上设立的坐标系称为工件坐标系。 工件原点 工件原点是编程和工件加工的零点。 工件坐标系设定： a、G50设定 在程序中G50之后指定一个值来设定工件坐标系。 b、自动设定 手动返回参考点后，即确定了工件坐标系。 c、G54~G59设定 可在G54~G59工件坐标系中，任选一个设定工件坐标系。 + X + X + Y ’ + Z + Y + Z + Y + C + Z ’ + A + B + C + X + Y + Z + A + B + X ’ 19 工件坐标系设定G50 用G50设定工件坐标系，使刀具上的点（例如刀尖），在指定的坐标值位置上。 格式： G50 IP_ ； IP_ ：坐标轴尺寸字 说明： G50指令是通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一经建立起来，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。 例1： 例2： （5）工件坐标系选择G54-G59 格式：G54（G55~G59） IP ； 示例： （6）、局部坐标系G52 在工件坐标系中编制程序时，为了方便编程，可以设定工件坐标系的子坐标系，称为局部坐标系。 格式： G52 IP_; 设定局部坐标系 ... ... G52 IP0; 取消局部坐标系 IP_： 局部坐标系的原点 说明： a、指令G52 IP_ ；可以在工件坐标系G54 ~G59 中设定局部坐标系，原点设定在工件坐标系中以IP_指定的 位置上。 b、局部坐标系设定后，以绝对值方式（G90 ）指令的移动是在局部坐标系中的坐标值。用G52 指定新的零 点，可以改变局部坐标系的位置。 c、取消局部坐标系并在工件坐标系中指定坐标值，要使局部坐标系零点与工件坐标系零点一致。 d、局部坐标系设定，不改变工件坐标系和机床坐标系。 e、G52暂时清除刀具半径补偿中的偏置。 20 设定局部坐标系 例： ... ... G54 X0 Z0 ;（G54坐标系零点） G0 X60. Z80.;（ G54坐标系中X、Z坐标位置） G52 X90. Z50. ;（建立局部坐标系，零点在G54坐标系中X90. ，Z50.处） ... ... G52 X0 Z0; （取消局部坐标系） ... ... 注： a 、局部坐标系设定不改变工件和机床坐标系。 b 、当用G50定义工件坐标系时，如果没有对局部坐标系中的所有轴指定坐标值，局部坐标系保持不变。如 果没有为局部坐标系中的任何轴指定坐标值，局部坐标系被取消。 c 、 G52暂时取消刀尖半径补偿中的偏移。 d 、在绝对方式紧跟G52之后指令一个运动指令。 e 、复位时是否取消局部坐标系取决于参数的设定。当3402号参数的第6位(CLR)或者1202号参数3位(RLC) 设为1时，局部坐标系在复位状态被取消。 f 、手动返回参考点是否取消局部坐标系取决于ZCL的设定（参数1201的第2位）。 6、平面选择 G17、G18、G19 用G代码为圆弧插补、刀尖半径补偿和钻削加工选择平面。 由G代码选择的平面 G代码 选择的平面 Xp Yp Zp G17 XpYp平面 X轴或其平行轴 Y轴或其平行轴 Z轴或其平行轴 G18 ZpXp平面 G19 YpZp平面 说明： a、Xp、Yp、Zp 由G17、G18或G19所在程序段中的轴地址决定。 b、在G17、G18或G19程序段中如果省略轴地址时，就认为省略的是基本三轴的地址。 c、在没有指令G17、G18或G19的程序段，平面维持不变。 d、通电时，选择G18(ZX平面)。 e、运动指令与平面选择无关。 21 例如 平面选择，当X轴与U轴平行时： G17X_Y_；XY平面 G17U_Y_；UY平面 G18X_Z_；ZX平面 X_Y_；平面不变，延续G18平面(ZX平面) G17 ； XY平面 G18 ； ZX平面 G17U_ ； UY平面 G18Y_ ； ZX平面，Y轴运动与平面无关 注： a、U-，V-和W-轴(平行于基本轴)用于G代码系B和C。 b、直接图纸尺寸编程、倒角、拐角R、多重固定循环和简单固定循环能用于ZX平面。在其它平面指定这些功能时将产生212号P/S报警。 7、 英制/公制转换 G20、G21 格式: G20；英寸输入（inch） G21：毫米输（mm） 该G 代码必须编在程序的开头，在设定坐标系之前，以单独程序段指定。在英制/公制转换之后改变下面值的单位制： 由F代码指令的进给速度 位置指令 工件零点偏移值 刀具补偿值 手摇脉冲发生器的刻度单位 在增量进给中的移动距离 某些参数 注意： （1）、在程序执行期间，绝对不能切换G20和G21。 （2）、当英制输入G20 切换到公制输入G21 或相反时，刀具补偿值必须根据最小输入增量单位预先设定。 当参数No. 5006#0 OIM =1时刀具补偿值被自动转换而不必重新设定。 8、小数点编程 数字值可以用小数点输入。当输入距离、时间或速度时，可以使用小数点。下面地址可以指定小数点： X Y Z U V W A B C I J K R和F 说明 ： 有两种类型的小数点标示法：计算器型计数法和标准型。 当使用计算器型小数点时，没有小数点的值被认为是毫米，英寸或度。当使用标准型小数点时，这样的值被认为是最小输入增量单位。 使用参数No.3401#0(DPI)选择计算器型或标准型小数点。在一个程序中，数值可以用或不用小数点指定。 计算器型计数法和标准型 22 注意： 在一个单独的程序段中，输入数值之前指定G20/G21代码。小数点的位置取决于指令。例如： G20 ；英 寸输入 X1.0 G04；X1.0被当做距离并且被处理为X10000. ―――该指令等效于G04 X10000. 刀具暂停10秒； G04 X1.0 ；等效于G04 X1000. ―――刀具暂停1秒 。 9、回参考点控制指令 a、返回参考点并检验. 格式：G27 IP_; IP: 指定参考点的指令(绝对值/增量值指令) 返回参考点检查（G27 ）是检查刀具是否已经正确地返回到程序中指定的参考点的功能。如果刀具已经正确地沿着指定轴返回到参考点，该轴的指示灯亮。 b、返回参考点(第一参考点) ：G28 c、返回第二、三、四参考点： G30 格式： G28 IP_; 返回参考点 G30 P2 IP_; 返回第3参考点（P2可省略） G30 P3 IP_; 返回第3参考点 G30 P4 IP_; 返回第4参考点 IP: 指定中间位置的指令(绝对值/增量值指令) 说明： 返回参考点G28 各轴以快速移动速度执行中间点或参考点的定位，因此，为了安全，在执行该指令之前应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。 中间点的坐标储存在CNC中，每次只存储G28程序段中指令轴的坐标值，对其它轴，用以前指令过的坐标值。 例： G28 X80.0 Z50.0; 中间点 X80.0, Z50.0 G28 X0 Z0 ; 参考点 X0, Z0 返回第2 、3、 4参考点G30 在没有绝对位置检测器的系统中，只有在执行过自动返回参考点（G28 ）或手动返回参考点之后，方可使用返回第2 、3 、4参考点功能。当刀具自动交换（ATC ）位置与第1参考点不同时，使用G30指令。 返回参考点检测 G27 G27指令刀具以快速移动速度定位。如果刀具到达参考点，返回参考点指示灯亮。 但是如果刀具到达的位置不是参考点，则显示报警（No.092）。 机床零点和参考点 23 10、暂停 G04 格式： G04 X_；或G04 U_；或G04 P_； X_: 指定时间（允许小数点）； U_: 指定时间（允许小数点）； P_: 指定时间（不允许小数点）。 说明： G04 指定暂停，按指定的时间延迟执行下个程序段。用参数NO.3405的第一位（DWL）可对每转进给方式（G99）设定暂停。 暂停时间的指令值范围（用X 或U指令） 暂停时间的指令值范围（用P 指令） 例如：G04 X1.5 表示暂停1.5秒 G04 U2.0 表示暂停2秒 G04 P2000 表示暂停2秒 作用： 可使刀具作短时间无进给加工（主轴旋转），增加加工表面的光洁度值或平面度。一般用于车内孔止口平面、空刀槽等加工。 例： ... ... G1 X50. F0.1; G04 X1.5;（ G04 U1.5 或G4 P1500） G0 X80.; ... ...； 11、圆弧插补G02、G03 格式： 指令格式说明 圆弧插补的方向 ： 在直角坐标系中，沿Z轴（Y轴或X轴）由正向负的方向看XY平面时，XY平面（ZX平面或YZ平面）的“顺时针”（G02 ）和“逆时针”（G03 ）方向如下图： 24 圆弧上的移动距离 用X Y 或Z 指定圆弧的终点，可以根据X Y 或Z （G90 ）或U V 或W （G91 ）用绝对值或增量值表示。如果使用增量值指定，为从圆弧起点到终点的距离。 例如： ... ... G01 X0 Z0 F0.2; G02 X10. Z-10. R10; G01 Z-20.; ... ... 起点到圆弧中心的距离 I 、J 、K I 、J 、K后的数值是沿圆弧起点到圆弧中心的距离，并且不管是G90还是G91总是增量值编程，如下图： 说明： I0、 J0 和K0 可以省略。当X Y 和Z 省略（终点与起点相同），并且中心用I 、J和K指定时是360 O的圆弧（整圆）。 例如： G02 I_ ; 指令一个整圆 对于圆弧（1）（小于180O）： 对于圆弧（2）（大于180O）： G2 W60. U10.； 等于或大于180O的一段圆弧不能在一个程序段中指定。 R50. F0.2； (b)(a)YZXG03G02G03G02G03G02G03G02ZXG17G19G18+++XZG02G03 25 圆弧半径 a、当圆弧圆心角小于180°时，R为正值， b、当圆弧圆心角大于180°时,R为负值， c、整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K； d、F为编程的两个轴的合成进给速度。 e、G02 R ：刀具不移动 进给速度 圆弧插补的进给速度等于F 代码指定的进给速度，并且沿圆弧的进给速度（圆弧的切向进给速度）被控制为指定的进给速度。 指定的进给速度和实际刀具的进给速度之间的误差在±2%以内。但是，这个进给速度是加上刀具半径补偿之后沿着圆弧的进给速度。 限制 a、如果同时指定地址I 、J、 K 和R ，用地址R 指定的圆弧优先，其它被忽略。 b、如果指令了不在指定平面的轴时显示报警。例如，在指定XY 平面时，如果指定U 轴为X 轴的平行轴 显示报警No.028。 c、当指定接近180O 中心角的圆弧时，计算中心坐标可能包含误差，在这种情况下用I J和K指定圆弧的中心。 例： 按刀具轨迹编程（分别采用R、I、J、K编程） G02 X Z I K F ; G03 X Z I K F ; G02 X Z R F ; 编程举例 编程练习 圆弧中心起点终点圆弧中心终点起点终点起点圆弧中心全部 26 问题 由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各（节点）坐标。 基孔制与基轴制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度称为基孔制。 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度称为基轴制。 12、螺纹切削G32 能切削等导程的直螺纹、锥形螺纹和涡形螺纹。装在主轴上的位置编码器实时地读取主轴速度。读取的主轴速度转换成刀具的每分钟进给量。 直螺纹 锥形螺纹 涡形螺纹 螺纹切削示例 例如，以1.5mm 的螺距切削螺纹： ... ...; S1000 M3; G32 Z-50. F1.5; ... ...; 程序示例1： 27 程序示例2： 问题： 相邻两牙在（中径）线上对应两点之间的轴线距离，称为螺距。 在螺纹加工时应考虑升速段和降速段造成的（螺距）误差。 安装螺纹车刀时，刀尖角的对称中心线（垂直于）工件轴线。 说明 ： 一般情况下，一个丝杠从粗加工到精加工，螺纹切削按照相同的轨迹重复。当装在主轴上的位置编码器输出一转信号时，螺纹切削开始。此后，螺纹切削在固定位置上，开始重复进行螺纹切削，在工件上的刀具轨迹不变。 由于伺服系统的滞后等原因，在螺纹切削的开始点和结束点将产生某些不正确的导程。要对这些情况进行补偿，应使指定的螺纹切削长度长于图纸要求的长度。 指令螺纹导程的范围 最小指令增量 导程的指令值范围 mm 输入 0.001mm F1~F50000 (0.01 ~500.00mm) 0.0001mm F1~F50000 (0.01 ~500.00mm) inch 输入 0.0001inch F1~ F99999(0.0001~ 9.9999inch) 0.00001inch F1~ F99999(0.0001~ 9.9999inch) F1~ F50000 ——转换成每分钟进给速度范围 0.01~ 500.00mm — 螺纹导程范围 注： （1） 主轴速度限制如下： 最大进给速度 1 ≤主轴速度≤ ———————— 螺纹导程 主轴速度：rpm 螺纹导程：mm或inch 最大进给速度：mm/min或inch/min。 该值的确定有两种方法：一是按每分钟进给速度的允许最大值确定；另一方法是根据机械（包括电机）的限制值确定，两者取较小值。 （2） 从粗加工到精加工的所有加工过程中，不能用切削进给速度倍率。进给速度倍率固定在100%。 （3 ）转换后的进给速度被限制在上限进给速度。 （4 ）在螺纹加工期间，进给暂停无效。在螺纹加工期间，若按进给暂停按钮，机床在螺纹切完之后（即 G32 方式结束以后）的下个程序段的终点停止。 问题： 螺纹加工时采用（直进法），因两侧刀刃同时切削，切削力较大。 M20粗牙螺纹的小径应车至（17.29）mm。 28 M20螺纹底径计算方式： 20-0.541×2.5×2=17.295（M20导程为2.5） 普通螺纹基本牙型 普通直螺纹尺寸计算 a、 当加工单线（头）螺纹时，导程等于螺距； 多线（头）螺纹，导程=螺距×线（头）数； 蜗杆P=π×m P:导程 π：圆周率 m：模数 b、普通螺纹基本牙型及尺寸计算： 理论牙型高度： 实际加工牙型高度： 螺纹中径： 下端削平： 上端削平： 常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量（单位：mm） 米 制 螺 纹 螺 距 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 牙 深（H） 0.866 1.299 1.732 2.165 2.598 3.031 3.464 上端削平（H/8） 0.108 0.162 0.216 0.27 0.324 0.378 0.432 下端削平（H/4） 0.2165 0.325 0.433 0.541 0.65 0.758 0.866 实际加工牙深 0.5415 0.812 1.083 1.354 1.624 1.895 2.166 刀尖圆角R 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 背吃刀量 及切削次数 1次 0.8 0.8 0.8 1.0 1.2 1.4 1.4 2次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6次 0.15 0.4 0.4 0.4 7次 0.2 0.2 0.4 8次 0.15 0.3 9次 0.2 螺纹轴线PPH866025404.023PH541265877.085PH324759526.083PH216506351.041PH108253175.081 29 梯形螺纹基本牙型 梯形螺纹的标注方式 梯形螺纹的标记是由梯形螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成。梯形螺纹公差带代号只标注中径公差带。当旋合长度为N组时，不标注旋合长度代号。旋合长度按公称直径和螺距的大小分为中等旋合长度N和长旋合长度L两组。 内螺纹示例： Tr 40 X 10 - 7H Tr：梯形螺纹 40：公称直径 10：螺距 7H：中径公差带 外螺纹示例： Tr 40 X 10 – 7e Tr：梯形螺纹 40：公称直径 10：螺距 7e：中径公差带 左旋外螺纹示例： Tr 40 X 10 – LH – 7e Tr：梯形螺纹 40：公称直径 10：螺距 LH：左旋 7e：中径公差带 旋合长度为L组时示例： Tr 40 X 14（P7）– 8e – L Tr：梯形螺纹 40：公称直径 14：导程 P7 ：螺距 7e：中径公差带 L：旋合长度（N组不标注） 管螺纹 用螺纹密封的管螺纹（55O） 圆锥螺纹的基本牙型 螺纹轴线螺纹轴线 30 尺寸计算 图中： D、d：内、外螺纹的大径 D1、d1：内、外螺纹的小径 D2、d2：内、外螺纹的中径 H：原始螺纹高度 H=0.960237P h：实际加工牙型高度 h=0.640327P P：螺距 P=25.4/n（n：每25.4mm内的牙数） r：圆弧半径 r=0.137278P 例如： Rc1/8：每25.4mm内的牙数是28，P=25.4/28≈0.907 圆柱内螺纹基本牙型 尺寸计算 图中： D：内螺纹的大径 D1：内螺纹的小径 D2：内螺纹的中径 H：原始螺纹高度 H=0.960491P h：实际加工牙型高度 h=0.640327P P：螺距 P=25.4/n（n：每25.4mm内的牙数） r：圆弧半径 r=0.137329P 例如： RP3/4：每25.4mm内的牙数是14，P=25.4/14≈1.814 标记 管螺纹的标记由螺纹特征代号和尺寸代号组成标记代号。字母Rc表示圆锥内螺纹；R表示圆锥外螺纹；RP表示圆柱内螺纹。 标记示例： 圆锥内螺纹： 圆柱内螺纹: 圆锥外螺纹: 当螺纹为左旋时，在尺寸代号后加注“LH”，如： 当内、外螺纹装配在一起时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹，如： 圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合： 圆柱内螺纹与圆锥外螺纹的配合： 螺纹轴线211Rc211PR211RLHR211211/211RRc211/211RRP 31 非密封用的管螺纹（55O） 基本牙型 尺寸计算 图中： D、d：内、外螺纹的大径 D1、d1：内、外螺纹的小径 D2、d2：内、外螺纹的中径 H：原始螺纹高度 H=0.960491P h：实际加工牙型高度 h=0.640327P P：螺距 P=25.4/n（n：每25.4mm内的牙数） r：圆弧半径 r=0.137329P H/6：原始螺纹高度与实际加工牙型高度差的一半 H/6=0.160082P 例如： G3/4：每25.4mm内的牙数是14，P=25.4/14≈1.814 标记 圆柱管螺纹的标记由螺纹特征代号、尺寸代号和公差等级代号组成，螺纹特征代号用字母G表示。 标记示例： 外螺纹A级： 外螺纹B级: 内螺纹： 当螺纹为左旋时，右公差等级代号后加注“LH”，如： ， ， 当内、外螺纹装配在一起时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹， 如： ， 60O圆锥管螺纹 基本牙型 螺纹轴线AG211BG211211GAGG211/211BGG211/211LHG211LHAG211LHBG211螺纹轴线 32 尺寸计算 图中： D、d：内、外螺纹的大径 D1、d1：内、外螺纹的小径 D2、d2：内、外螺纹的中径 H：原始螺纹高度 H=0.866P h：实际加工牙型高度 h=0.8P P：螺距 P=25.4/n（n：每25.4mm内的牙数） f：原始螺纹高度与实际加工牙型高度差的一半 f=0.033P 例如： NPT3/4：每25.4mm内的牙数是14，P=25.4/14≈1.814 标记 圆锥管螺纹的标记由符号“NPT”和尺寸代号组成。 标记示例： ， ， 注： 圆锥管螺纹旧的的标记由符号“ZG”和尺寸代号组成。 标记示例： ， ， 13、变螺距螺纹切削G34 对每一螺距指令一个增量值或减少值就能完成 变螺距螺纹切削。 格式： G34 IP F K ； IP：螺纹的终点坐标 F：导程 K：主轴每转一转导程的增量或减量 变螺距螺纹 说明： 除K外，其它地址与G32（直螺纹和锥螺纹切削）中相同。 有效K值范围 公制输入 ±0.0001～±500.0000mm/转 英制输入 ±0.000001～±9.999999英 /转 注： 当k值超过表中的值，因k的增加或减小使螺距超过允许值或者螺距出现负 值时，产生P/S报警（NO.14 ）。 G34 中螺纹切削的回退功能无效。 编程示例： 起点的螺距为8.0mm，螺距增量值为0.3mm/转 ，编程如下： G34 Z-72.0 F8.0 K0.3 ； 21/1NPT4/3NPT211NPT21/1ZG4/3ZG211ZG 33 14、多头螺纹切削 用地址Q指定主轴一转信号与螺纹起点的偏移角度，可以切出多头螺纹。 格式： G32 IP F Q ； G32 IP Q ； IP：螺纹的终点坐标 F：导程 Q：螺纹起始角 说明： 有效的螺纹切削指令 G32：等螺距螺纹切削 G34：变螺距螺纹切削 G76：螺纹切削复合循环 G92：螺纹切削循环 限制 起始角 ：起始角不是模态值，每次使用都必须指定，如果不指定，就认为是0。 超始角增量单位：起始角(Q)增量是0.001度。不能指定小数点。 例如： 如果相移角为180°，指定Q180000。 不能指定Q180.00，因为包含了小数点。 可指定的起始角范围 可在0到360000(以0.001度为单位)之间指定起始角(Q)。如果指定了大于360000的值，要按360000(360度)计算。 多头螺纹切削（G32） 对于G32多头螺纹切削指令，总是使用FS10/11纸带格式。 程序示例： 加工双头螺纹程序（起始角度为0度和180度） ... ... G00 X40.； G32 W-38. F4. Q0； G00 X42.； W38.； X40.； ... ... G00 X40.； G32 W-38. F4. Q180000； G00 X42.； W38.； ... ... 34 15、跳转功能 G31 在G31 指令之后，象G01 一样可以指令直线插补。在该指令执行期间，如果输入一个外部跳转信号，即中断指令的执行，转而执行下个程序段。 当不编程加工终点，而是用来自机床的信号指定加工终点时，使用跳转功能，例如用于磨削加工。跳转功能还用于测量工件的尺寸。 指令格式 G31 IP_; G31: 非模态G代码(仅在指定的程序段中有效) 例 G31的下个程序段是增量值指令 G31的下个程序段是绝对值指令 G31的下个程序段是绝对值指令的2轴移动 16、跳过任选程序段 “ / ” 程序段的开头有“/ ”的字符，并且在机床操作面板上的跳过任选程序段开关接通时，则该程序段不执行，而执行下一程序段。例如： / N20 G1 X100. Z80. F100； 当跳过任选程序段开关断开时，指定的程序段有效，程序正常执行。 斜杠的位置 斜杠“/ ”必须指定在程序段的开头。如果斜杠放在其它位置，从斜杠“ / ”到EOB“ ；”代码之前的信息被忽略。 35 17、刀具半径补偿G40、G41、G42 当刀具移动时，刀具轨迹可以偏移一个刀尖半径。 在加工锥形和圆形工件时，由于刀尖的圆度只用刀具偏置很难对精密零件进行所必需的补偿。刀尖半径补偿功能自动补偿这种误差。 格式： G00（G01）G41（G42）IP ; G41 ： 左侧刀尖半径补偿 G42 ： 右侧刀尖半径补偿 IP ： 轴移动指令 G40：刀尖半径补偿取消 G40、G41 和G42 是模态的。 刀尖半径补偿的刀具轨迹 假想刀尖 在下图中，在位置A 的刀尖实际上并不存在。编程时把实际的刀尖半径中心设在起始位置要比把假想刀尖设在起始位置困难得多，因而需要使用假想刀尖编程。 当使用假想刀尖时，编程中不需要考虑刀尖半径。 当刀具设定在起始位置时，位置关系如下图所示。 使用刀尖中心轨迹编程时的刀具轨迹 36 使用假想刀尖编程时的刀具轨迹 假想刀尖方位 从刀尖中心观察的假想刀尖方位由切削时刀具的方向决定，它必须同偏置值一起提前设定。同相应的T 代码一起选择。 当刀尖中心与起始位置重合时用假想刀尖号 0或9号。 假想刀尖方向 1～8 只能用于G18(Z-X)平面中。 假想刀尖 0 或9 用于 G17和G19 两个平面中的补偿。 说明： 偏置号和偏置值 刀具几何偏置 刀具磨损偏置 偏置值设定范围 增量系统 公制系统 英制系统 IS-B 0～±999.999 mm 0～±99.9999 inch IS-C 0～±999.9999 mm 0～±99.99999 inch 注： 偏置号0 的偏置值总是0。偏置号0 不能设非0 的偏置值。 刀尖半径补偿 刀尖半径补偿值是刀具几何偏置值与刀具磨损偏置值的和：OFR = OFGR+OFWR 假想刀尖方位 假想刀尖方位可以设定为几何偏置或者是磨损偏置。 但是，最后设定的方位有效。 偏置值指令 使用T 代码，来指定偏置号。 37 工件位置和运动指令 在刀尖半径补偿中，必须指定工件相对于刀具的方位。 G 代码 工件位置 刀具轨迹 G40 (取消) 沿程编轨迹运动 G41 左侧 在程编轨迹左侧运动 G42 右侧 在程编轨迹右侧运动 设定坐标系可以改变工件位置如下图： 不要在G41（ G42）方式指定G41 （ G42） ，如果指定了，补偿不正确。 在G41 或G42 方式，没有指令G41 或G42 的那些程序段分别表示是G41或G42。 工件方位不变时的刀具运动 当刀具运动时，刀尖保持与工件接触。 38 问题： 1、后置刀架车床使用正手外圆车刀加工外圆，刀尖补偿的刀尖方位号是（3）。 2、数控车床实现刀尖圆弧半径补偿需要的参数有偏移方向、半径数值和（刀尖方位号）。 起刀 从G40 方式变为G41 或G42 方式的程序段叫做起刀程序段。 G40_； G42_；(起刀程序段) 在起刀程序段中执行刀具偏置过渡运动。在起刀段的下一个程序段的起点位置，刀尖中心定位于程编轨迹的垂线上。 偏置取消 由G41 或G42 方式变为G40 方式的那个程序段叫做偏置取消程序段。 G42_； G40_；(偏置取消程序段) 在取消程序段之前的程序段中刀尖中心运动到垂直于程编轨迹的位置。刀具定位于偏置取消程序段(G40)的终点位置如下图所示。 例如 39 (G40 方式) N1 G42 G00 X60.0； N2 G01 X120.0 W-150.0 F0.2； N3 G40 G00 X300.0 W150.0； 倒角时刀尖半径补偿 插入拐角圆弧时刀尖半径补偿 补偿后的运动如下： 补偿后的运动如下： 注： 开机偏置取消 开机时CNC系统处于刀偏取消方式。在取消方式中，矢量总是0 ，并且刀具中心轨迹和编程轨迹一致。 偏置方式 当在偏置取消方式指定刀具半径补偿指令（ G41 或G42）时，CNC进入偏置方式。 偏置（起刀）时应指令定位G00 或直线插补G01 。如果指令圆弧插补G02、G03 ，出现P/S报警034。 在处理起刀程序段和以后的程序段时CNC预读2个程序段。 偏置方式中 在偏置方式中，由快速定位G00 、直线插补G01 或圆弧插补G02、G03 实现补偿。如果在偏置方式中处理2个或更多刀具不移动的程序段（辅助功能、暂停等），刀具将产生过切或欠削。如果在偏置方式中切换偏置平面，则出现P/S报警037 ，并且刀具停止。 取消偏置方式 （1）G40的程序段。 （2）指令了刀具半径补偿偏置号为0的程序段。 注意： 当执行偏置取消时，圆弧指令G02 和G03 无效。如果指令圆弧指令，产生P/S报警No.034 ，并且刀具停止移动。 起刀时的刀具运动示意图 符号的意义 ： 下列符号用在以后的图中： – S 表示单程序段执行一次的位置 – SS 表示单程序段执行二次的位置 – SSS 表示单程序段执行三次的位置 – L 表示刀具沿直线运动 – C 表示刀具沿圆弧运动 – r 表示刀尖半径补偿值 – 交点是指两个程序段的程编轨迹被移动r 后彼此相交的位置。 – ●表示刀尖半径中心 40 刀具轨迹的内侧和外侧 当两段程序指令建立的刀具轨迹的夹角超过180O 时，称该轨迹为内侧；当夹角在0O和180O之间时称为外侧，如下图： 围绕拐角内侧的刀具移动（180O≤α） 围绕钝角拐角外侧的刀具移动90O≤α ＜180O 围绕锐角拐角外侧的刀具移动α< 90O 围绕小于1O 锐角拐角外侧的刀具移动α <1O 41 起刀程序段没有刀具的移动指令 如果在起刀的程序段未包含刀具移动指令，则不执行偏置。 刀具半径补偿产生的过切 加工半径小于刀尖半径的内拐角 加工小于刀尖半径的台阶 当用圆弧加工来指令台阶加工且加工程序中包含有小于刀尖半径的台阶时，用普通偏置的刀具中心轨迹变成相反于程编方向，在这种情况下，第一个矢量被忽略，刀具直线运动到第二个矢量位置。单程序段工作就停在此点。如果不是单程序段工作方式加工，循环工作继续进行。如果台阶是直的，不产生报警而能正确切削。但是将剩下切不着的部分。 42 加工小于刀尖半径的沟槽 由于刀尖半径补偿迫使刀具中心轨迹向着与程编轨迹方向相反的方向运动，将产生过切。在这种情况下， 显示一个报警，CNC 停在该程序段的起点。 G90或G94的刀尖半径补偿 G90(外径/ 内径切削循环)或G94(端面车循环)的刀尖半径补偿如下： 关于假想刀尖号的运动 对于循环中的每个轨迹，通常刀尖中心轨迹平行于程编轨迹。 偏置的方向 偏置方向表示如下图而与G41/G42 方式无关。 G71～G76或G78 的刀尖半径补偿 当指定下列循环之一时，循环偏离一个刀尖半径补偿矢量，循环中，不进行交点计算。 G71 (粗车循环或给定尺寸进刀磨削循环) G72 (端面粗车循环或直接测量进刀磨削循环) G73 (成形重复循环或给定尺寸摆动磨削循环) G74 (端面深孔钻) G75 (外径/ 内径钻) G76 (螺纹切削多重循环) G78 (螺纹切削循环) 43 18、简化编程功能 固定循环（G90，G92，G94） 多重循环（G70～G76） 钻孔固定循环（G80～G89） 倒角和拐角R 直接图纸尺寸编程 刚性攻丝 常用切削循环 G代码 切削轴 切削操作（-向） 回退（+向） 应用 G90 Z轴 切削进给 快速移动 内/外径切削循环 G92 Z轴 切削进给 快速移动 螺纹车削循环 G94 X轴 切削进给 快速移动 端面切削循环 G70 X、Z轴 切削进给 快速移动 精车循环 G71 Z轴 切削进给 快速移动 外径粗车循环 G72 X轴 切削进给 快速移动 端面粗车循环 G73 Z轴 切削进给 快速移动 型车复合循环 G74 X轴 间歇进给 快速移动 端面钻削循环 G75 Z轴 间歇进给 快速移动 内/外径钻孔循环 G76 Z轴 切削进给 快速移动 螺纹切削复合循环 外径/内径切削循环G90 该循环执行外径、内径切削循环。 切削循环格式： G90 X（U） Z（W） F ； 外径/内径切削循环G90运行轨迹 例题 程序示例 O0090； G96 S180 M3 T0101； 恒线速切削 G0 X62. Z1.； 快速定位 G90 X55. Z-28.9 F0.3；循环开始，端面留0.1mm余量 X49.； X43.； X37.； X31.； X30. Z-29. F0.16； 精加工 G28 U0 M5； M30； 44 圆锥面车削格式： 格式： G90 X（U） Z（W） R F ； 圆锥面车削轨迹 在锥形切削循环中数值的符号 在增量编程中，地址U、W 和R 后的数值的符号与刀具轨迹之间的关系如下： 45 例题： 尺寸计算 采用相似三角形边长之比计算起刀直径（Z1.）： （40-30）/ 2=5 a 1 —— = —— 5 60 a=0.0833 （小三角形边长） 起刀直径X=30-0.0833×2=29.833 采用锥度计算（L=1） ： 锥度=（大头-小头）/长度=1: 6 X=30-（1/6）L=29.833 程序示例 O0090； G96 S180 M3 T0101； 恒线速切削 G0 X62. Z1.； 快速定位 G90 X55. Z-59.9 R-5.0835 F0.3；循环开始，端面留0.1mm余量 X50.； X45.； X41.； X30. Z-60. F0.16； 精加工 G28 U0 M5； M30； 螺纹车削G92 直螺纹车削循环格式： G92 X（U） Z（W） F ； F：导程 直螺纹切削循环刀具轨迹 φ工件端面安全距离 46 例题 尺寸计算 理论牙型高度： 实际加工牙型高度： 牙型高度=0.541X2=1.082 螺纹底径=30-1.082X2=27.836 程序示例： O0092； G97 S1000 M3 T0101； ★不能使用恒线速切削 G0 X32. Z1.； 快速定位 G92 X29. Z-27. F2.； 循环开始 X28.4； 逐层进刀 X27.9； X27.836； G28 U0 M5； M30； 圆锥螺纹车削G92 格式： G92 X（U） Z（W） R F ； F：导程 锥螺纹切削循环轨迹 配合示意图 螺纹轴线管螺纹外径基准平面 47 60O圆锥管螺纹基本尺寸表 螺纹尺寸 代号 25.4mm内的螺纹牙数 基本面上的基本直径/mm 基准距离L1 装配余量L3 大径d=D 中径d2=D2 小径d1=D1 L1/mm 牙数 L1/mm 牙数 1/16 27 7.895 7.142 6.389 4.064 4.32 2.822 3 1/8 27 10.242 9.489 8.736 4.102 4.36 2.822 3 1/4 18 13.616 12.487 11.358 5.786 4.10 4.234 3 3/8 18 17.055 15.926 14.797 6.096 4.32 4.234 3 1/2 14 21.223 19.772 18.321 8.128 4.48 5.443 3 3/4 14 26.568 25.117 23.666 8.611 4.75 5.443 3 1 11.5 33.228 31.461 29.694 10.160 4.60 6.627 3 11/4 11.5 41.985 40.218 38.451 10.668 4.83 6.627 3 11/2 11.5 48.054 46.287 44.520 10.668 4.83 6.627 3 2 11.5 60.092 58.325 56.558 11.074 5.01 6.627 3 21/2 8 72.699 70.159 67.619 17.323 5.46 6.350 2 3 8 88.608 86.086 83.528 19.456 6.13 6.350 2 31/2 8 101.316 98.776 96.236 20.853 6.57 6.350 2 4 8 113.973 111.433 108.893 21.438 6.75 6.350 2 5 8 140.952 138.412 135.872 23.800 7.50 6.350 2 6 8 167.792 165.252 162.712 24.333 7.66 6.350 2 8 8 218.441 215.901 213.361 27.000 8.50 6.350 2 10 8 272.312 369.772 267.232 30.734 9.68 6.350 2 尺寸计算 例题 导程： P=25.4/11.5≈2.2087 螺纹加工前大头尺寸X大： （X大-48.054）/（22-10.668）=1/16 X=48.76225 螺纹有效长度（18）大头径向尺寸X2： （X2-48.054）/（18-10.668）=1/16 X2=48.51225 螺纹加工前小头尺寸X小： （48.054-X小）/10.668=1/16 X小=47.38725 螺纹加工起刀尺寸X1 （δ1=2） : （48.054-X1）/（10.668+2）=1/16 X1=47.26225 牙型高度h： h=0.8P=0.8X2.2087 ≈ 1.767或48.054-46.287=1.767 螺纹加工大头底径：48.51225-1.767=46.74525 螺纹加工起刀底径：47.26225-1.767=45.49525 R=（48.5-47.26）/2=-0.62 程序示例： O0092； G97 S700 M3 T0101； ★不能使用恒线速切削 G0 X50. Z2.； 快速定位 G92 X46.46 Z-18. R-0.62 F2.； 循环开始 X45.86； 逐层进刀 X45.6； X45.495； G28 U0 M5； M30； 48 问题： 在FANUC车削系统中，G92是（螺纹循环）指令。 固定形状循环加工 G94 平端面车削循环格式： G94 X（U） Z（W） F ； 平端面切削循环刀具运行轨迹 例题 程序示例 O0094； G96 S180 M3 T0101； 恒线速切削 G0 X62. Z1.； G94 X20.1 Z-3. F0.3； 循环开始，直径留0.1mm余量 Z-6.； Z-9.； Z-11.4； 留量取决于刀尖圆弧 X20. Z-12. F0.16； 精加工 G28 U0 M5； M30； 锥面车削循环格式： G94 X（U） Z（W） R F ； 锥面切削循环刀具轨迹 49 锥面切削中指定的数值的符号 例题 程序示例 O0094； G96 S180 M3 T0101； 恒线速切削 G0 X62. Z1.； G94 X20.1 Z-3. R-12 F0.3；循环开始，直径留0.1mm余量 Z-6.； Z-9.； Z-12.； Z-14.； Z-16.4 ； 留量取决于刀尖圆弧 X20. Z-17. F0.16； 精加工 G28 U0 M5； M30； 精车固定循环G70 用于G71、G72、G73指令粗车工件后的精车循环。 在G70状态下指定的精车程序段中的F、S、T有效，不指定则维持粗车循环指定的F、S、T状态。 格式： G70 P（ns） Q（n f） （ns）：精加工程序的开始循环程序段的行号； （n f）：精加工程序的结束循环程序段的行号； 注： （1）、当G70循环结束时，刀具返回到起点并预读下一个程序段； （2）、G70到G73中ns到n f之间的程序段不能调用子程序。 外径粗车循环G71 适用于毛坯料粗车外径和粗车内径。 格式： G71 U（△d） R（e）； G71 P（ns） Q（nf） U（ △u） W（ △w） F×× S×× T××； 50 式中： △d—每次循环的切削深度（取半径值、正值）； e —每次切削退刀量； ns —精加工程序的开始循环程序段的行号（指令G70时）； nf —精加工程序的结束循环程序段的行号（指令G70时） ； △u—X向精车预留量； △w —Z向精车预留量。 G71粗车切削轨迹 意义： 系统（CNC装置）根据用户编写的精加工轮廓，在预留出X和Z向精加工余量△u和△w后，计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值，刀具按分层切削的方法将余量去除（刀具向X向进刀，切削外圆后按e值45O退刀，循环切削），此时工件成台阶状表面。粗加工后可用G70指令完成精加工。 51 说明： 1） △d和△u两者都由地址符号U指定，但意义不同； 2）粗加工循环由地址符号P和Q实现（之间的程序段），循环中指定的F、S（包括恒速切削G96）和T功能对粗加工循环无效，对精加工有效，在G71程序段或者之前的程序段中指定的F、S和T功能对粗加工循环有效。 G71指令中△U和△W的符号如下： 圆弧切点尺寸计算示意图 例题：（不需要尺寸计算） 例题：（需要尺寸计算） 尺寸计算 切线长定理： 从圆外一点引圆的两条切线，它们的切线长相等，圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角。 已知：∠2＝9.462O ，则∠3= ∠2+90O=99.462O ∠1= 90O - ∠3 / 2=40.269O a=tan40.269O×5=4.236 根据切线长定理，则b=a=4.236 d= sin∠2 × b=sin 9.462O ×4.236=0.696 R5倒角终点Z坐标c（增量）： c=cos∠2 × b=cos9.462O ×4.236=4.178 倒角前右边长X：（50-X）/30=1/3，X=40 起刀点X1 =40-2a=40-4.236×2=31.528 R5倒角终点X2 =40+2d=40+0.696×2=41.392 ∠3＝∠1＝∠2＝ 52 程序示例 O0071； G96 S180 M3 T0101； G0 X62. Z 2.； G71 U2.5 R1. ； 每层切深2.5mm，退刀1mm， G71 P10 Q20 U0.8 W0.2 F0.3； X向留0.8mm,Z向留0.2mm,粗车0.3mm/r N10 G0 X0； G1 Z0 F0.16； G3 X20. Z-10. R10； G1 W-5.； G2 X30. W-15. R15.； G1 W-5.； X31.529； G3 X41.393 W-4.178 R5.； G1 X60. Z- 65.； X58.； X60. W-1. ； U1. W-1.； N20 G0 Z2.； G70 P10 Q20； 精加工 G28 U0 M5； M30； 练习题 中级实操题3 端面粗车循环G72 从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环，适用于盘类工件端面粗加工。 格式： G72 W（△d） R（e）； G72 P（ns） Q（nf） U（ △u） W（ △w） F×× S×× T××； 式中： △d—每次循环的切削深度（Z向取值、正值）； e —每次切削退刀量； ns —精加工程序的开始循环程序段的行号； nf —精加工程序的结束循环程序段的行号； △u—X向精车预留量； △w —Z向精车预留量。 G72端面粗车切削轨迹 53 说明： 1） △d和△w两者都由地址符号W指定，但意义不同； 2）粗加工循环由地址符号P和Q实现（之间的程序段），循环中指定的F、S（包括恒速切削G96）和T功能对粗加工循环无效，对精加工有效，在G72程序段或者之前的程序段中指定的F、S和T功能对粗加工循环有效； 3）加工端面内凹的形体时需选择适合的刀具； 数值的符号： A 和A ′之间的刀具轨迹在包含G00 或G01 顺序号为“ns”至“ nf ”的程序段中指定，在这个程序段中，不能指定X 轴的运动指令。在A ′和B 之间的刀具轨迹 沿X 和Z 方向都必须单调变化。沿AA ′切削是G00 方式还是G01 方式， 由A 和A ′之间的指令决定。如下图所示。 G72指令时， △ U、 △ W指令值的符号 例： 程序： O0072; G96 S180 M3 T0202; G0 X61. Z- 56.; G72 W2.5 R1. ; G72 P10 Q20 U1. W1. F0.3; N10 G1 X50. W11. F0.16; X40.; W10.; X30. W10.; W20.; N20 X18. W6.; G70 P10 Q20.; M5; M30; 形状复合循环G73 适用于复杂外形或内孔的固定形状粗车循环， 对于一般工件的粗加工同样适用。 格式： G73 U（ △i）W（△k） R（ △d ）； G73 P（ns） Q（nf） U（ △u） W（ △w） F×× S×× T××； 式中： △i —X方向毛坯需要切除的余量（取半径值、正值）； △k —Z方向毛坯需要切除的余量（正值），无需切削可省略； △d—分割数（粗切循环的次数）； ns —精加工程序的开始循环程序段的行号； nf —精加工程序的结束循环程序段的行号； △u—X向精车预留量； △w —Z向精车预留量。 54 G73形状复合循环轨迹 图形轨迹说明： D→C ：粗加工（G73） ；A→A ′→B ：精加工（使用G70时） G73 U （Δi） W （Δk） R（Δd）； G73 P (ns) Q (nf) U (Δu) W (Δw) F (f) S (s) T (t) ; N (ns)............ ............... F A 和B 间的运动指令指定在从顺序 S 号ns 到 nf 的程序段中 T N (nf)............ G70 P (ns) Q (nf) ； 注： f,s,t ：顺序号“ns”和“nf”之间的程序段中所包含的任何F，S 和T 功能在G70时有效，G73 程序段中的F，S，T 功能仅在G73时有效。 程序： 例： O0073; G96 S180 M3 T0203; G0 X61. Z5.; G73 U25. W3. R10.; G73 P10 Q20 U1. W0. 6 F0.3; N10 G0 X22. Z1.; G1 Z0 F0.15; X0; W0.5; G0 X10.; G1 Z0; G3 X20. W-5. R5.; Z-15.; G2 X30. W-15. R20.; G1 W-5.; X40. W-5.; Z-60.; G2 X50. W-5. R5.; G1 X58.; X60. W-1.; N20 U1. W-1.; G70 P10 Q20; M30; △（）（）△△程序指令△其余 55 端面深孔钻削循环G74（端面沟槽复合循环） 该指令可实现端面槽和端面深孔的断屑加工，Z向切进指定深度后返向退刀，实现断屑。 （1）端面沟槽循环 格式： G74 R（e）； G74 X(U) Z(W) P（ △i）Q （ △k） R（ △d） F（f） ； 式中： e —每次啄式切削退刀量； X(U)—X为绝对值编程，X向终点坐标值；U为增量值编程； Z(W)—Z为绝对值编程，Z向终点坐标值；W为增量值编程； △i—X方向每次的移动量； △k—Z方向每次的切深； △d —切削到终点时的X轴退刀量（当刀宽=槽宽时不可指定）； 注： 需要注意刀具的宽度。 端面沟槽或深孔钻削的轨迹 轨迹说明： G74 R（e）； G74 X(U) Z(W) P（ △i）Q （ △k） R（ △d） F（f） ； e ：回退量。该值是模态值。该值可由5139 号参数指定，由程序指令改变。 X ：B 点的X 分量 U ：从A 到B 的增量 Z ：C 点的Z 分量 W ：从A 到C 的增量 Δi ：X 方向的移动量(总是正值) ΔK ：Z 方向切深(总是正值) Δd ：刀具在切削底部的退刀量（沿X方向），可省略。 f ：进给速度 56 例题： 深孔钻孔例题： 程序示例： O0074; G97 S500 M3 T0302; 端面槽刀刃宽5mm G0 X70. Z1.; 以槽刀内侧对刀，由外向内加工，起刀X=80-刀宽X2 G74 R0.5; 回退量0.5mm G74 X40. Z-20. P4000 Q3500 F0.1; △i=4mm，△k=3.5mm，不设刀具在底部的退刀量（ △d ） G1 X42.; 离开φ40外径2mm G0 X50. Z50.; G28 U0 M5; M30; （2）深孔钻孔循环（啄式钻孔循环） 该循环执行深孔钻。执行间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除切屑。 格式： G74 R（e）； G74 Z ( W ) Q （ △k） F×× ；（省略X、P和△d ） 式中： e —每次啄式切削退刀量； Z ( W )—Z向终点坐标值（即孔深），绝对和增量均可； △k—Z方向每次的切入量（啄钻深度）； 程序示例： O0074; G97 S500 M3 T0302; 钻头直径φ20mm G0 X0. Z5.; 注意对刀点 G74 R1.; 回退量1.mm G74 Z-73. Q12000 F0.1; △k=12mm G0 Z50.; G28 U0 M5; M30; 57 外径沟槽复合循环G75 用于内、外径切槽或钻孔，用法与G74大致相同。当G75用于径向钻孔时，需配备动力刀具（车削中心）。 格式： G75 R（e）； G75 X（ u）Z（ w）P（ △i）Q （ △k） R（ △d） F（ f ）； 式中： e —分层切削每次退刀量； u—X向终点坐标值； w—Z向终点坐标值； △i—X方向每次的切入量； △k—Z方向每次的移动量； △d —切削到终点时的X轴退刀量； 注：需要注意刀具的宽度。 外径沟槽或径向钻削的轨迹 轨迹说明： G75 R（e）； G75 X(U) Z(W) P（ △i）Q （ △k） R（ △d） F（f） ； e ：回退量。 X ：X向（径向）终点坐标值； U ：径向起刀点到终点的增量 ； Z ：Z向（纵向）终点坐标值； W ：纵向起刀点到终点的增量 ； Δi ：X 方向每次切入量(总是正值) ΔK ：每次径向切削后Z向移动的增量(总是正值) ； Δd ：刀具在切削底部的退刀量（沿Z方向），可省略。 f ：进给速度 58 例题： 程序示例： O0075; G96 S100 M3 T0305; 切槽刀刃宽5mm G0 X82. Z-25.; 以槽刀左侧对刀，由外向内加工， 起刀Z=20+刀宽(5) G75 R1.; 回退量0.5mm G75 X40. Z-60. P3000 Q4000 F0.1; △i=3mm，△k=4.0mm，不设 刀具在底部的退刀量（ △d ） G0 X100.; 离开φ80外径20mm G28 U0 Z100. M5; M30; G76螺纹切削复合循环刀具轨迹 螺纹切削复合循环G76 格式： G76 P（m）（r）（α） Q（ △d min） R（d）； G76 X(U) Z(W) R（i） P（k） Q（ △d ）F（L）； 式中： m—精加工重复次数（1～99）。该值是模态的，可以 用5142#参数设定，由程序指令改变。 r—倒角量。当螺距由L表示时，可以从0.0L到9.9L设定，单位为0.1L（两位数：从00～99）。该值是模态 的，可用5130#参数设定，由程序指令改变。 α—刀尖角度。可以选择80O、60O、55O、30O、29O和0O六种中的一种，由两位数规定。该值是模态的，可 用5143#参数设定，由程序指令改变。 例如：当m =2， r =1.2L， α =60O ，指定如下：P021260 。注： 1.2L—L是螺距。 △d min—X向最小切深（半径指定）。当一次循环运行（ △d - △d -1）的切深小于此值时，切深嵌在此值（即 此值不变）。该值是模态的，可用5140#参数设定，由程序指令改变。 59 实例 程序示例： O00076； G97 S300 M3 T0101; G0 X62. Z3.; δ1=0.0015np=2.7 G76 P011560 Q100 R200; m =1， r =1.5L， α =60O ，△d min=0.1，d=0.2 G76 X53.508 Z-69. P3246 Q1200 F6.0; i =0 (省略)， k=3.246， △d =1.2，L=6 G28 U0 ; M30; 注： K=5H/8=0.541X6=3.246 X=60-3.246X2=53.508 固定切深的交错螺纹切削 指定P2可以执行固定切深的交错螺纹切削。 例：G76 X60640 Z25000 K3680 D1800 F6.0 A60 P2； 对于交错螺纹切削，总用FS15 纸带格式(见 17.5)。 如果指定切削方法的指令 P 未指定或 P2 以外的值被指定，每刀切削量为恒定值。 如果一个循环中的切深小于Δdmin(在 5140号参数中设定) ，切深箝在 Δdmin。 图示： δδ2 60 多重循环（G70～G76）注释 1. 在指令多重循环的程序段中，应当正确地为每个程序段指定地址P，Q， X，Z，U，W 和R。 2. G71，G72 或G73 由地址P 指定的程序段中，应当指令G00 或G01 组。如果没有指令，产生65 号P/S 报警。 3. 在 MDI 方式不能指令 G70，G71，G72 或 G73，如果指令了，产生67 号P/S 报警。在MDI 方式可以指令G74，G75 或G76。 4. 在 G70，G71，G72 或 G73 指令的程序段中，由 P 和 Q 指定的顺序号 之间，不能指令M98(子程序调用)和M99(子程序结束)。 5. 在P 和Q 指定的顺序号之间的程序段中，不能指定下列指令 ·除G04(暂停)以外的非模态G 代码 ·除G00、G01、G02 和G03 外的所有01 组G 代码 ·06 组G 代码 ·M98/M99 6. 当正在执行多重循环(G70 到G76)时，可能停止循环而进行手动操作。 但是，当重新起动循环操作时，刀具应当返回到循环操作停止的位置。 如没有返回到停止位置重新起动循环操作，手动操作的运动加在绝对值上，刀具轨迹就移动了一个手动操作移动量。 7. 当执行G70，G71，G72 或 G73 时，用地址P 和 Q 指定的顺序号不应 当在同一程序中指定两次以上。 8. 在复合型固定循环中，在由 P 和 Q 指定的序列号之间的程序块中，不 能使用“图纸尺寸直接输入”、“倒角、拐角R”的程序。 9. G74，G75 和G76 也不支持P 或Q 用小数点输入。最小输入增量作为单 位，以此单位指定移动量和切深。 10. 当使用用户宏程序执行#1=2500 时，2500.000 被赋予#1。在此情况下， P#1 等效于P2500。 11. 刀尖半径补偿不能用于G71、G72、G73、G74、G75、G76 或G78。 12. 在DNC 操作时不能执行多重循环。 13. 在执行多重循环时不能执行中断型用户宏程序。 14. 在先行控制方式下，不能执行复合型固定循环。 钻孔固定循环G80~G89 钻孔固定循环可以简化编程，省略了通常需要直接指令加工操作的许多程序段组成的程序，使用含有 G 代码的单个程序段。 G代码 钻孔轴 孔加工操作 （- 向） 孔底位置操作 回退操作 （+向） 应用 G80 —— —— —— —— 取消固定循环 G83 Z轴 切削进给/断续 暂停 快速移动 轴向钻孔循环 G84 Z轴 切削进给 暂停→主轴反转 切削进给 轴向攻丝循环 G85 Z轴 切削进给 —— 切削进给 轴向镗孔循环 G87 X轴 切削进给/断续 暂停 快速移动 径向钻孔循环 G88 X轴 切削进给 暂停→主轴反转 切削进给 径向攻丝循环 G89 X轴 切削进给 暂停 切削进给 径向镗孔循环 钻孔循环的顺序操作 61 通常，钻孔循环包括下面 6 种顺序操作。 操作 1 ：X(Z)和C 轴定位 操作 2 ：快速移动至R 点平面 操作 3 ：孔加工 操作 4 ：孔底操作 操作 5 ：退刀至R 点平面 操作 6 ：快速移动至起始点 说明： 钻孔G 代码指定定位轴和钻孔（攻丝）轴如下所示。C 轴和X 或Z 轴用作定位轴，不用作定位轴的X 或Z 用作钻孔（攻丝）轴。 定位轴和钻孔轴 G 代码 定位平面 钻孔（攻丝）轴 G83，G84，G85 X 轴，C 轴 Z 轴 G87，G88，G89 Z 轴，C 轴 X 轴 注：G83 和 G87，G84 和 G88 以及G85 和 G89 功能相同，只是定位轴和钻孔轴的指定不同。 钻孔方式 1、G83 和 G85、G87 和 G89 是模态 G 代码，保持有效直至其被取消。当有效时，其状态是钻孔方式。 2、在钻孔方式钻孔数据一旦指定就保持不变直至修改或取消。在固定循环开 始时指定所有必需的钻孔数据，当固定循环执行时，只指定修改数据。 3、在固定循环开始时指定所有必需的钻孔数据；固定循环正在执行时，只须 指定改动的数据 4、F 代码中的切削进给速度即便在钻孔循环被取消后依然保存。 5、对于需要 Q 代码的程序段，每个程序段都必须指定 Q 代码。C 轴的卡紧 及松开M 代码一旦被指定即保存在模态方式中，由 G80 取消。 返回点平面 G98/G99 （应用G代码系统B和C） 重复次数 为了钻等距离的孔，在K▁中指定重复次数。 K 只在其指定的程序段有效。 应以增量值方式指定第一个孔的位置。如果以绝对值方式指定，则在同一位置重复钻孔。 重复数 K 最大指令值 = 9999 当参数5102 号的第4 位 K0E 设为0 且指定K0 时，只执行一次钻孔。当 5102 号参数的第 4 位 K0E 设定为 1 而指定 K0 时，钻孔数据只是存储而不执行钻孔。 62 用于C轴夹紧/松开的M代码 当程序中指令了由参数No.5110 设定的使C 轴夹紧/松开的M 代码时，在刀具定位以后，以快速移动速度移动到R 平面以前，CNC 送出使 C 轴夹紧的M 代码。在刀具退到R 点平面以后，CNC 还发出使 C 轴松开的M 代码（松开代码+1 ）。参数No.5111 设定刀具的停顿时间。 G80取消固定循环 G80 取消固定循环。钻孔固定循环取消后执行正常操作。清除R 和Z 点。其他钻孔数据也被取消(被清除)。 指令格式 G80 ； 例： O0001; 程序号 G80; 取消固定循环 M3 S2000 T0101; 主轴正转，一号刀一号刀补 G00 X50.0 Z5.; X轴Z轴定位 G83 Z-40.0 R3.0 F0.5; 钻孔循环 G80 M05; 取消固定循环，主轴停 M30; 程序返回 固定循环取消 用G80 或一个01 组的G 代码取消固定循环。 01 组 G 代码 G00 ：定位(快速移动) G01 ：直线插补 G02 ：圆弧插补(顺时针方向) G03 ：圆弧插补(逆时针方向) 图中符号 注意： 在每个固定循环中， R-（初始平面和点R 之间的距离）总是作为半径值处理。 Z-或 X-（点 R 和孔底之间的距离）是作为直径值还是半径值处理，取决于规格。 对于 G 代码系统的B 或C，可以用G90 或G91 为孔位数据（X，C 或 Z，C）、从点R 到孔底的距离(Z 或X)、从初始平面到R 平面的距离 (R)指定增量值指令或绝对值指令。 高速深孔钻循环（G83、G87）(参数5101#2=0) 此循环执行高速深孔钻循环。以切削进给速度钻孔，以指定的回退距离回退，周期性地重复进行这样的循环直至孔底。在回退时把切屑排出孔外。 指令格式 G83 X(U)▁C(H)▁Z(W)▁R▁Q▁P▁F▁K▁M▁；（轴向） G87 Z(W)▁C(H)▁X(U)▁R▁Q▁P▁F▁K▁M▁；（径向） 63 式中： X-C-或Z-C-：孔位数据 Z-或X-：从点R 到孔底的距离 R-：初始平面到R 平面的距离 Q-：每次切削的切深 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) G83、G87加工轨迹 深孔钻循环 （G83，G87） （参数5112号2位=1） 指令格式 G83 X(U)▁C(H)▁Z(W)▁R▁Q▁P▁F▁K▁M▁；（轴向） G87 Z(W)▁C(H)▁X(U)▁R▁Q▁P▁F▁K▁M▁；（径向） 式中： X-C-或Z-C-：孔位数据 Z-或X-：从点R 到孔底的距离 R-：初始平面到点R 平面的距离 Q-：每次切削进给的切深 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) 64 G83、G87加工轨迹 编程示例 O0083; M51 ; 设定C 轴分度方式 M3 S22000 ; 转动钻孔轴 G00 X50.0 C0.0 ; 沿X 和C 轴定位钻孔轴 G83 Z-40.0 R-5.0 Q5000 F5.0 M31 ； 钻孔1 C90.0 Q5000 M31 ; 钻孔2 C180.0 Q5000 M31 ; 钻孔3 C270.0 Q5000 M31; 钻孔4 G80 M05; 取消钻循环并停止钻头回转 M50; 取消C 轴分度方式 钻孔循环(G83或G87) 如果没有为每次钻孔指令切削深度，就用普通钻孔循环。刀具从孔底以快速返回。 指令格式 G83 X(U)- C(H)- Z(W)- R- P- F- K- M-；（轴向） G87 Z(W)- C(H)- X(U)- R- P- F- K- M-；（径向） 式中： X-C-或Z-C：孔位置数据 Z-或X-：从点R 到孔底的距离 R-：初始平面到点R 平面的距离 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) G83、G87加工轨迹 65 编程示例 O0083; M51 ; 设定C 轴分度方式 M3 S22000 ; 转动钻孔轴 G00 X50.0 C0.0 ; 沿X 和C 轴定位钻孔轴 G83 Z-40.0 R-5.0 P5000 F5.0 M31 ； 钻孔1 C90.0 Q5000 M31 ; 钻孔2 C180.0 Q5000 M31 ; 钻孔3 C270.0 Q5000 M31; 钻孔4 G80 M05; 取消钻循环并停止钻头回转 M50; 取消C 轴分度方式 注 : 不指令每次切削进给的切削深度，执行普通的钻孔。 正面功丝循环(G84)/ 侧面攻丝循环(G88) 该循环执行攻丝。该循环中，当到达孔底时，主轴反转。 指令格式 G84 X(U)-C(H)-Z(W)-R-P-F-K-M-； G88 Z(W)-C(H)-X(U)-R-P-F-K-M-； 式中： X-C-或Z-C-：孔位置数据 Z-或X-：从R 点到孔底的距离 R：初始平面到R 点平面的距离 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) G84、G88加工轨迹 编程示例 O0084; M51 ; 设定C 轴分度方式 M3 S2300 ; 转动钻孔轴 G00 X50.0 C0.0 ; 沿X 和C 轴定位钻孔轴 G84 Z-40.0 R5.0 P500 F1.5 M31 ； 钻孔1 C90.0 Q5000 M31 ; 钻孔2 C180.0 Q5000 M31 ; 钻孔3 C270.0 Q5000 M31; 钻孔4 G80 M05; 取消钻循环并停止钻头回转 M50; 取消C 轴分度方式 66 注 :不指令C 轴分度方式 （M51），执行普通的攻丝。 正面镗孔循环 (G85)/侧面镗孔循环(G89) 该循环用于镗孔。 指令格式 G85 X(U)- C(H)- Z(W)- R- P- F- K- M-；（轴向） G89 Z(W)- C(H)- X(U)- R- P- F- K- M-；（径向） 式中： X-C-或Z-C-：孔位置数据 Z-或X-：R 点到孔底的距离 R：初始平面到R 点平面的距离 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) G85、G89加工轨迹 编程示例 O0085; M51 ; 设定C 轴分度方式 M3 S22000 ; 转动钻孔轴 G00 X50.0 C0.0 ; 沿X 和C 轴定位钻孔轴 G85 Z-40.0 R5.0 P500 F1.5 M31 ； 钻孔1 C90.0 M31 ; 钻孔2 C180.0 M31 ; 钻孔3 C270.0 M31; 钻孔4 G80 M05; 取消钻循环并停止钻头回转 M50; 取消C 轴分度方式 注 : 不指令C 轴分度方式 （M51），执行普通的镗孔。 67 倒角和拐角R 在两个相交成直角的程序块之间可以插入一个倒角或拐角。 Z→X的倒角 X→Z 的倒角 Z→X 的拐角R 68 X→Z 的拐角R 说明 ： 对于倒角或拐角R 的移动必须是G01 方式中沿X 或Z 轴的单个移动。下一个程序块必须是沿X 或Z 轴的垂直于前一个程序块的单个移动。 I 或K 和R 的命令值为半径编程。 需要注意的是，在跟着一个倒角或拐角R 程序块的程序块中，指定命令的始点不是图 （d）a到d中所示的c 点而是b 点。在增量程序中，指定从b 点出发的距离。 示例： 注： a、下列命令引起一个报警。 （1） 当X 和Z 轴由 G01 指定时，指定了I、K、R 其中之一时。 （P/S 报警器（No.054）发出报警） （2） 在指定了倒角和拐角R 的程序块中X 或Z 的移动距离小于倒角值和拐角R 的值。 （P/S 报警器（No.055）发出报警） （3） 在指定了倒角和拐角R 的下一程序块中没有与上一程序块相交成直角的G01 命令。（P/S 报警器（No.051、052）报警） （4） 如果在 G01 中指定了多于一个的I、K、R，则发出No.053 报警。 b 、单独程序块停止点是图 13.4(a)～(d)中的点c，而不是点d。 c 、在螺纹切削的程序块中，不能使用倒角和拐角R。 d 、在一个不使用 C 作为一个轴名字的系统中，C 可以用来代替I 或K 作为倒角的地址。为了将C 作为倒角的地址，将参数 CCR No.3405#4 固定为 1。 69 直接图纸尺寸编程： 直线的角度、倒角值、拐角圆弧过渡值以及加工图纸上的其它尺寸值，可 以直接输入这些值来编程。此外，任意倾角的直线间可以插入倒角或过渡圆弧。这种编程只在存储器工作方式有效。 指令表 示例： 70 说明： 指令一条直线，应指令X，Z 和A 中的一个或两个。如果只指定一个，在下个程序段必须首先定义直线。要指令直线的倾角、或倒角值或拐角R，用一个逗号(，)指令如下： ， ，A ，C ，R 在不用A 或C 作轴名的系统中，将3405 号参数的第4 位 CCR 设为 1，直线的倾角、倒角值或拐角R 可以不用逗号(，)指令 如下： A C R 注： a、下列G 代码不能在图纸尺寸直接指定的程序段中指令，也不能在定义图形的直接指定图纸尺寸的程序段间指令。 1) 00 组的G 代码(G04 除外) 2) 01 组中的G02、G03、G90、G92 和G94。 b、 螺纹切削程序段中不能插入拐角圆弧过渡。 c、 用图纸尺寸直接输入的倒角或拐角R 不能与倒角或拐角R 同时使用。 d、当前一段的终点是在下一段根据顺序指令的图纸尺寸确定时，不能执行单段运行。但是在前一段的终点可以执行进给暂停。 e、程序中交点计算的角度容差是±1°。(因为在这个计算中得到的移动距离太大。) 1) X-，A-；(如果角度指令值为 0°±1°或 180°±1°以内的值，产生057号P/S 报警)。 2) Z-，A-；(如果角度指令值为90°±1°或270° ±1°以内的值，产生057号P/S 报警) f、 在计算交点时如果两条直线构成的角度是在±1°以内，就产生报警。 g、 如果两条直线构成的角度在±1°以内，倒角或拐角%被忽略。 h、 尺寸指令(绝对编程)和角度指令都必须在只指定角度指令的程序段之后指令。例如： N1 X ，A ，R ； N2 ，A ； N3 X Z ，A ；(除了尺寸指令之外，角度指令必须在3号程序段中指令) 图例： 71 程序示例： 直径编程，公制输入 N10 G50 X0 Z0； N20 G01 X60.0 ，A90.0 ，C1.0 F0.2； N30 Z-30. ，A180. ，R6.； N40 X100. ，A90.； N50 ，A170. ，R20.； N60 X300. Z-180. ，A112. ，R15.； N70 Z-230. ，A180.； ： ： 刚性攻丝 用传统方式或刚性方式可实现正面攻丝（G84）或侧面攻丝（G88）。 在传统方式，主轴的回转与沿攻丝轴进给运动同步。主轴的正转，反转与停止由辅助功能M03、M04和M05 控制。 在刚性方式，主轴电机的控制方法与伺服电机的相同。沿攻丝轴的运动和主轴的回转运动均有补偿。 刚性攻丝时，主轴转一转对应于沿主轴轴向一定的进给量（螺纹螺距）。主轴加减速时，也严格维持这一关系，也就是说，刚性攻丝不用传统攻丝用的浮动丝锥，可实现高速、高精度攻丝。 正面刚性攻丝循环（G84） 侧面刚性攻丝循环（G88） 指令格式： G84 X(U)-C(H)-Z(W)-R-P-F-K-M-； G88 Z(W)-C(H)-X(U)-R-P-F-K-M-； 式中： X-C-或Z-C-：孔位置数据 Z-或X-：R 点到孔底的距离 R-：初始平面到R 点平面的距离 P-：孔底暂停时间 F-：切削进给速度 K-：重复次数(需要时) M-：C 轴夹紧的M 代码(需要时) 加工轨迹 72 说明： X 轴(G84)或Z 轴(G88)一旦完成定位，主轴快速移动到R 点。从R 点到Z 点执行攻丝，然后主轴停止并且进给暂停。随后，主轴开始反转，退回到 R 点，停止转动，接着快速移动到初始平面。 在攻丝时，进给速度倍率和 主轴倍率当作 100%。但是，对于操作 5，可以应用最大到 2000%的固定 倍率，由5211 号参数的(RGOVR)，和5201 号参数的第3 位(OVU)设定5200 号参数的第4 位(DOV)设定。 刚性方式 可以用下列方法之一指定刚性方式： 在攻丝程序段前指定M29 S***** 在攻丝程序段中指定M29 S***** 把G84 或G88 作为刚性攻丝的G 代码【参数 5200 号的第0 位(G84)设为 1】 螺纹螺距 在每分进给方式，进给速度除以主轴速度等于螺距。在每转进给方式，进给速度等于螺距。 限制 S 指令 ： 当指定值超过变速后的最大回转速度时，发出200 号P/S 报警。对于模拟 主轴，当 8ms(检测单位) 内的转速指令脉冲多于4095 时，发出202 号P/S 报警。对于串行主轴，当 8ms 内(检测单位)的指令脉冲多于32767 时，发 出202 号P/S 报警。 例如： 对于装有检测器的内装电机（检测器的分辨率为 4095 脉冲/转），刚性攻丝时的最大主轴速度如下： 对于模拟主轴 ： (4095 ×1000÷8×60)÷4095=7500(min -1 ) 对于串行主轴 ： (32767 ×1000÷8×60)÷4095=60012(min-1) (注：理想值) 刚性攻丝中所使用的 S 指令，在刚性攻丝的取消时被清除，S0 成为被指定的状态。 F指令： 指定大于切削进给速度上限的值会产生201号P/S 报警。 M29： 在 M29 和 G84 之间指定 S 指令或轴运动会产生 203 号P/S 报警。在攻丝循环时指定M29 会产生204 号P/S 报警。 刚性攻丝指令M代码 ： 指令刚性攻丝方式的M 代码通常设定在 5210 号参数中，但是，要设定大 于255 的值，就用5212 号参数。 沿攻丝轴运动的最大位置偏差： 在刚性攻丝方式沿攻丝轴运动的最大位置偏差通常设定在5310 号参数中。 但是，根据所用检测器的分辨率，设定大于 32767 的值时，用 5314 号参 数设定。 R： R 的值必须在执行攻丝的程序段中指令。如果R 值不在攻丝段指定，R 就不是模态值。 取消： G00 到 G03(01 组 G 代码)不能在含有 G84 或 G88 的程序段中指令，如果 指令了，该程序段中的G84 或G88 被取消。G80取消刚性攻丝。 刀具位置偏置 ： 在固定循环方式忽略任何刀具偏置。 73 F的单位： 公制输入 英制输入 备注 G98 1 mm/min 0.01 inch/min 可用小数点 G98 0.01mm/rev 0.0001 inch/rev 可用小数点 程序示例： 攻丝轴进给速度：1000mm/min 主轴速度：1000min -1 螺距：1.0mm 〈每分进给编程〉 G98； 每分进给指令 G00 X100.0； 定位 M29 S1000； 刚性方式指令 G84 Z-100.0 R-20.0 F1000； 刚性攻丝 〈每转进给编程〉 G99； 每转进给指令 G00 X100.0； 定位 M29 S1000； 刚性方式指令 G84 Z-100.0 R-20.0 F1.0 ； 刚性攻丝
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本文标题：(数控机床编程与操作)(数控机床编程与操作答案)
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