1、數控加工程序編制第二章 數控加工程序編制第一節 數控加工程序編制基礎一、數控加工程序包括的內容二、數控加工程序編制步驟三、數控編程的方法四、穿孔紙帶及代碼五、字與字的七種功能類型六、零件加工程序結構與格式第二節 手工編程第三節 數控加工自動編程簡介數控加工程序編制第一節 數控加工程序編制基礎 數控機床是嚴格按照從外部輸入的程序來自動地對工件進行加工的。為了與數控系統的內部程序（系統軟件）及自動編程用的零件源程序相區別，我們把從外部輸入的、直接用于加工的程序稱為數控加工程序，簡稱加工程序。下面的一段程序就是加工程序：O1000（BIT）；N10 G80G40G49M05；N20 G91G28Z0

2、；N30 G90G54G00X0Y0S1000M03；N40 G01X100.Y100.F100；N50 M30； 根據零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移等內容，按照數控機床的編程格式和數控機床能夠識別的語言編寫數控加工程序的全過程叫做加工程序編制。數控加工程序編制 一、數控加工程序包含的內容在數控加工程序中主要包含有刀具位移指令、切削參數（刀具轉速、進給速度等）以及一些輔助功能控制指令（冷卻液的開關、刀具的交換等）。O1000（BIT）；N10 G91G28Z0M05；回到換刀位置N20 T1（ENDMILL-10mm）； 指定使用的刀具N30 M6；換刀N40 S1

3、000M03指定刀具轉速（切削速度）N50 G90G54G00X0Y0；刀具位移指令及數據N60 G43Z2.0H01M08M08為打開冷卻液N70 G01Z-10.F100；F100指定進給速度N80 G01X100.Y0.F300；刀具位移數據N90 M30；M30程序結束指令 數控加工程序編制二、數控加工程序編制步驟一般來說數控加工程序編制步驟如下: 選擇確定數控加工的零件及內容 對零件圖進行工藝分析 數控加工的工藝處理 對零件圖形進行數學處理 編寫加工程序清單 制作控制介質 程序的修改與檢查 首件試加工或模擬加工 數控加工工藝技術文件的定型與歸檔 數控加工程序編制（一）選擇確定數控加工

4、的零件及內容1. 適應類通用機床無法加工的內容應作為優先選擇內容。通用機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容。 通用機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床上進行加工。 2. 不適應類需要通過較長時間占機調整的加工內容，如毛坯的粗加工。 必須按專用工裝協調的孔及其它加工內容。主要原因是采集編程用的數據有困難，協調效果也不一定理想。不能在一次安裝中加工完成的其它零星部位，采用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床加工。 生產批量大的零件。數控加工程序編制（二）對零件圖進行加工工藝性分析1.審查與分析零件圖紙中的尺寸標注方法是否適合數控加工的特點。對數控加工來說,

5、最傾向于以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。 2.審查與分析零件圖紙中構成輪廓的幾何元素的條件是否充分。在審查與分析圖紙時，一定要仔細認真，看是否有構成零件輪廓的幾何元素不充分或模糊不清的問題。 3.審查與分析定位基準的可靠性 。數控加工工藝特別強調定位基準，尤其是正反兩面都采用數控加工的零件，以同一基準定位就十分必要。數控加工程序編制（三）數控加工的工藝處理數控加工工藝處理的主要任務就是: 確定走刀路線和安排工步順序; 定位基準與夾緊方案的確定; 夾具的選擇; 刀具的選擇; 確定對刀點和換刀點; 測量方法的確定; 確定加工用量。數控加工程序編制（四）對零件圖形進行數學處理根據零件圖和確定的

6、走刀路線來進行一些必要的數學處理主要包括： 計算出走刀軌跡和每個程序段所需數據； 基點坐標的計算；基點就是指相鄰幾何元素的交點和切點。 節點坐標的計算；對非圓曲線需要用小直線段或圓弧段逼近，這些小直線段或圓弧段與非圓曲線的交點或切點叫做節點。數控加工程序編制（五）編寫加工程序清單根據走刀路線計算出的數據和已確定的加工用量，結合數控機床的加工指令和程序格式，逐段編寫加工程序單。加工程序單主要有兩種形式： 在計算機上，用字處理軟件或文本編輯器編寫，以文本文件的形式保存。 直接記錄在紙上。用計算機編寫的加工程序單修改和保存都比較方便。數控加工程序編制（六）按程序單制作控制介質控制介質就是記錄零件加工

7、程序信息的載體。常見的控制介質有： 穿孔紙帶 磁帶 磁盤現在大部分的數控機床都具有與計算機進行數據交換的通信接口，例如RS232、RS422、網卡等，所以編制的數控程序可以直接傳輸到數控機床里而不需制作控制介質。現在穿孔紙帶已基本不使用。數控加工程序編制（七）程序的校驗與修改手工編程采用的程序校驗手段有： 通過穿孔機的穿復校功能檢驗穿孔帶是否有誤 人工對數控程序進行檢查 把數控程序輸入，然后利用機床鎖住坐標軸運動的功能對數控進行檢查 利用機床空運行功能對數控程序進行檢查 利用數控加工模擬軟件對數控程序進行檢查 利用塑料或木材進行試加工數控加工程序編制（八）首件試加工與現場問題處理數控加工程序經

8、過的校驗之后，還無法確定加工程序能否加工出符合精度要求的零件，因此要進行首件試加工。在試加工過程中可以發現程序是否有錯，可以知道零件加工精度是否合格以及加工現場會不會出現問題。如果首件試切削不合格，還要進行加工程序的修改，直到試加工合格為止。在首件試加工中，要特別注意刀具與工件、夾具以及機床干涉的問題。大部分的加工事故都是在首件試切削時發生的。數控加工程序編制（九）數控加工工藝技術文件的定型與歸檔數控加工工藝文件的形式：1. 數控加工工序卡數控加工工序卡與普通加工工序卡不同之處是草圖中應標明編程原點與對刀點,要進行編程簡要說明及切削參數的選定。2. 數控加工程序說明卡數控加工程序說明卡主要內容

9、有:所有數控設備型號及控制機(數控系統)型號;對刀點及允許的對刀誤差;工件相對于機床的坐標方向及位置;使用刀具的規格型號以及刀具號補償量等;數控加工程序編制 三、數控編程的方法 編制數控程序的方法，目前常用的有兩種：一種是手工編程的方法；另一種是自動編程方法。（一）手工編程 由分析零件圖紙、制訂工藝規程、計算刀具運動軌跡、編寫零件加工程序清單、制作控制介質直到程序校驗，整個過程主要由人來完成，這種人工制備零件加工程序的方法稱為手工編程。手工編程的過程如圖21所示。手工編程時，也可以利用計算機輔助計算出坐標值和編寫加工程序清單。數控加工程序編制圖2-1 手工編程工作過程數控加工程序編制（二）手工

10、編程的適用范圍 任何一種編程方法都有它的局限性和一定的適用范圍。根據多年的實際經驗，工程技術人員總結出手工編程的適用范圍如下：加工程序簡單幾何形狀不太復雜零件；加工程序不長零件；編程過程中所需計算比較簡單的零件；數控加工程序編制 （三）自動編程 自動編程又叫計算機輔助編程。它是借助計算機代替人，自動完成零件程序編制過程中的大部分工作。語言輸入式自動編程的工作過程如圖22所示。數控加工程序編制（四）自動編程的適用范圍形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線表面的零件；零件幾何元素雖不復雜，但加工程序太長的零件；在不具備刀具半徑自動補償功能的機床上要進行輪廓銑削時，編程要按刀具中心軌跡進行，如果用手工編

11、程，計算相當繁瑣，程序量大、浪費時間、出錯率高，有時甚至不能編出加工程序，此時必須用自動編程的方法來編制零件的加工程序;聯動軸數超過兩軸以上的加工程序的編制。數控加工程序編制 四、穿孔紙帶及代碼 （一）穿孔紙帶 穿孔紙帶也稱控制帶或簡稱紙帶，是數控機床常用的控制介質之一。國標GB8870-88規定紙帶寬度為25.4mm，每一行有8個代碼孔，用來記錄數字、字母或符號信息，有孔表示二進制的“1”，無孔表示二進制的“0”。穿孔帶內還有一條與帶邊平行的中導孔道（小孔），它的作用是制帶和讀帶時的道向孔，同時用作讀帶的同步孔，也稱同步孔。中導孔和代碼孔的尺寸和位置必須符合GB1990-1980的規定。穿孔

12、紙帶孔的尺寸與位置如圖2-3所示。數控加工程序編制 （二）代碼 代碼是表示信息的符號體系。數控用的信息，如字母、數字和符號等，用二進制數編碼表示，也可以用紙帶上一行孔來表示。國際上數控機床常用代碼有ISO和EIA兩種代碼。ISO代碼是國際標準化組織制訂的代碼，EIA是美國電子工業協會制訂的代碼。表2-2（教材表2-2，P40）是我國制定的符合國際標準的數控機床用七位字符編碼表。表中的字符用七列二進制位表示，也可以用“列號/行號”表示。如字母“K”的位置為1001011或4/11。穿孔帶的ISO和EIA代碼表示方法如圖2-4所示。數控加工程序編制（三）ISO代碼與EIA代碼的比較1. ISO代碼

13、為七位二進制編碼，EIA為六位（不包括奇偶校驗位），因而ISO代碼的信息量比EIA代碼大一倍。2. ISO代碼比EIA代碼的編碼規律性強，容易識別。ISO數字碼在第5、6列均有孔，地址碼第7列有孔，符號碼第六列有孔，這些規律為程序的輸入、譯碼帶來方便。3. ISO代碼為偶數碼，第8列為補偶位，而EIA代碼為奇數碼，第5列為補奇位。4. ISO代碼的編碼與ASCII碼相同，計算機通常采用ASCII碼進行信息交換、屏幕顯示、打印機打印等，使得數控機床使用的ISO代碼就具有易于與計算機配合的優點。 數控加工程序編制 五、字與字的七種功能類型字（Word）是程序字的簡稱，在這里它是機床數字控制的專用術

14、語。它的定義是：一套有規定次序的字符，可以作為一個信息單元存儲、傳遞和操作 。例如X50.、M03等都是程序字。常規加工程序中的字都是由一個英文字符和隨后的若干位10進制數字組成。這個英文字符稱為地址符，國標中規定的地址符的含義見表2-3。程序字按其功能的不同可分為7種類型，它們分別程序順序號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、主軸轉速功能字、刀具功能字和輔助功能字。數控加工程序編制表2-3 地址字符含義字符位置意義字符位置意義A4/1關于X軸的角度尺寸N4/14順序號B4/2關于Y軸的角度尺寸O4/15程序號C4/3關于Z軸的角度尺寸P5/0固定循環參數D4/4第二刀具功能Q5/1固定循環參

15、數E4/5第二進給功能R5/2固定循環參數F4/6第一進給功能S5/3主軸速度功能G4/7準備功能T5/4刀具功能H4/8刀具偏置號U5/5平行X軸的第二尺寸I4/9X軸分量V5/6平行Y軸的第二尺寸J4/10Y軸分量W5/7平行Z軸的第二尺寸K4/11Z軸分量X5/8基本X尺寸L4/12不指定Y5/9基本Y尺寸M4/13輔助功能Z5/10基本Z尺寸數控加工程序編制（一）順序號字N 順序號字，它也叫程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，它的地址符是N，后續數字一般為1 5位。順序號字可以用在主程序、子程序和用戶宏程序中。在程序中的程序段前，可以設定順序號N，也可以不設定順序號。 O123

16、4（MAIN）;O1200（SUB）；N10 G80G40G49M05;N10G80G40G49M05；N20 G91G28Z0;N20G91G28Z0；N30 T1;N30 G00X0Y0；N40 M06;N40M99數控加工程序編制1. 順序號的作用便于人們對程序作校對和檢索修改。無論是何種校對，如有順序號，可正確、迅速地進行；便于在圖上標注。在加工軌跡圖的幾何接點處標上相應程序段的順序號，就可直觀地檢查程序；用于加工過程中的光屏顯示；用于程序段復歸操作。這是指回到程序的中斷處，或加工從程序的中途開始的操作。這種操作必須有順序號才能進行；主程序或子程序中用于無條件轉向的目標；用戶宏程序中用

17、于條件轉向或無條件轉向的目標；數控加工程序編制2. 順序號的使用規則順序號的使用規則 建議不使用N0作為順序號。對于能夠自動地將輸入時沒有程序名的程序的第一個程序段的順序號作為該程序名的數控系統，規定不能使用N0作為第一程序段的順序號，因為0是不允許作為程序名的；地址符N后面的數字應為正整數，所以最小順序號是N1； 地址符N與數字間、數字與數字間一般不允許有空格；順序號的數字可以不連續使用，如第一行用N10、第二行用N20、第三行用N30是允許的； 順序號的數字不一定要從小到大使用，如第一行用N10、第二行用N2也是允許的； 順序號不是程序段的必用字，即可以使用順序號也可以不使用順序號； 對于

18、整個程序，可以每個程序段都設順序號，也可以只在部分程序段中設定順序號，還可以在整個程序中全不設定順序號； 數控加工程序編制(二) 準備功能字G 準備功能字的地址符是G，所以又稱G功能或G指令。它用來指令機床或控制系統的工作方式，為數控系統的插補運算作好準備。 在國標中，準備功能字由地址符G和后續兩位正整數表示，從G00G99共100個。在國標中，G代碼被分成不同的組，在同一個程序段中可以指定不同組的G代碼。有兩種G代碼：模態G代碼和非模態G代碼。所謂模態G代碼是指一經指定一直有效，直到出現同組的其它G代碼為止。非模態G代碼是指僅在指定的程序段內有效，每次使用時，都必須指定。不同的數控系統的G代

19、碼的含義不一定相同，所以在使用時要特別加以注意。數控加工程序編制FANUC系統中常用G代碼表代 碼功 能模 態組 別G00點定位模態G01直線插補模態G02順時針圓弧插補模態G03逆時針圓弧插補模態G04暫停指令非模態G17XY平面選擇模態G18ZX平面選擇模態G19YZ平面選擇模態數控加工程序編制FANUC系統中常用G代碼表（續）代 碼功 能模 態組 別G28參考點符復歸模態G40刀具補償注銷模態G41刀具左補償模態G42刀具右補償模態G43刀具長度補償非模態G49刀具長度補償注銷模態G52局部坐標系設定模態G53機床坐標系模態數控加工程序編制FANUC系統中常用G代碼表（續）代 碼功 能模

20、 態組 別G54-G59工件坐標系設定模態G80固定循環注銷模態G81-G89固定循環模態G90絕對尺寸模態G91增量尺寸非模態G94每分鐘進給模態G98初始點返回模態G99參考點返回模態數控加工程序編制(三) 尺寸字尺寸字也叫尺寸指令。尺寸字在程序段中主要用來指令機床的刀具運動到達的坐標位置，表示暫停時間等指令也列入其中。尺寸字地址符用得較多的有三組：第一組是X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R，主要是用于指令到達點的直線坐標尺寸，有些地址例如X還可以用語G04之后指定暫停時間；第二組是A、B、C、D、E，主要是用于指令到達點的角度坐標；第三組是I、J、K，主要用來指令零件圓弧輪廓圓心點的坐標

21、尺寸。數控加工程序編制(四)進給功能字F 進給功能字的地址符用F，所以又稱F功能或F指令。它的功能是指令切削的進給速度。現在一般都能使用直接指定方式，即可以用F后的數字直接指定進給速度。F 進給速度，地址F后跟四位或五位數字 F指令舉例： F01 1mm/min F10.0 10mm/min F1000 1000mm/minF指令一般用在包含G01、G02、G03及固定循環指令的程序段中。 例如：G01X100.Y100.F100；數控加工程序編制 (五)主軸轉速功能字S 主軸轉速功能字用來指定主軸的轉速，單位是r/min，地址符使用S，所以又稱S功能或S指令。現在的數控機床都采用直接指定方式

22、，例如：S1000表示主軸轉速為1000r/min 對于數控車床來說，還有一種使切削線速度保持不變的所謂恒線速度功能，在FANUC系統中用G96來表示：G96S200表示線速度是200m/min 一般來說S指令都和M指令來一起使用。在FANUC系統中一般用M03或M04指令與S指令一起來指定主軸的轉速。 S1000M03；表示主軸以1000r/min的速度順時針旋轉。數控加工程序編制 (六)刀具功能字T 刀具功能字用地址符T及隨后的代碼化的數字表示，所以也稱為T功能或T指令。T指令的功能含義主要是用來指定加工時用的刀具號。 對于數控車床，T的后續數字還兼作指定刀具長度補償和刀具半徑補償用。 T

23、指令的格式是： T 地址T后跟四位數字（有些數控系統后面跟兩位或六位數字），指定刀具號，例如：把刀庫上的5號刀具換到主軸上時，我們只需指定T05M06；這個程序段，就能完成換刀動作。數控加工程序編制 (七)輔助功能字M 輔助功能字由地址符M及隨后的數字組成，所以也稱為M功能或M指令。它用來指令數控機床的輔助裝置的接通和斷開（即開關動作），表示機床各種輔助動作及其狀態。下表為FANUC系統中常用M代碼。代 碼功 能模 態備注M02程序結束非模態M03主軸順時針方向旋轉模態M04主軸逆時針方向旋轉模態M05主軸停止模態M06換刀非模態M08冷卻液開模態M09冷卻液關模態M30程序結束非模態數控加工

24、程序編制 六、零件加工程序結構與格式 （一）程序段 程序段是可以作為一個單位來處理的連續的字組，它實際是數控加工程序中的一句。多數數控程序段是用來指令機床完成（執行）某一動作。程序的主體是由若干個程序段組成的。在書寫時，每一個程序段單獨占用一行。每個程序段中所使用的字的個數原則上沒有限制。每一個程序段的結尾處必須用程序段結束代碼來分隔。在ISO標準中用EOB（ End Of Block ）符號；在EIA標準中用LF符號。在Fanuc系統中使用“；”來作為程序段結束符號。下面的五行程序就是五個程序段。 N10 G40G49G80M05；N20 G91G28Z0； N30 T1；N40 M06；N

25、50 G90G54G00X0Y0S1000M03； 數控加工程序編制（二）程序段格式 程序段格式是指程序段中字、字符和數據的安排規則。程序段格式主要有：固定順序格式；分隔符程序段格式（HT或TAB） ；字地址可變程序段格式，它又稱為字地址格式。固定順序格式和分隔符程序段格式現在已不使用。在字地址可變程序段格式中，程序字長是不固定的，程序字的個數也是可變的，程序字的順序是任意排列的。例如程序段“G80G40G49”與“G49G40G80”的作用是完全相同的。數控加工程序編制程序段格式中所用符號含義符 號意 義位置（JB3050-1982）HT或TAB分隔符0/9LF或NL程序段結束0/10%程序

26、開始2/5（控制暫停2/8 ）控制恢復2/9+正號2/11-負號2/13/跳過任選程序段2/15：對準功能3/10BS返回0/8EM紙帶終了1/9DEL注銷7/15數控加工程序編制 （三）零件加工程序格式 常規加工程序由程序開始符（單獨位于一個程序段）、程序名（單獨位于一個程序段）、程序的主體和程序結束指令組成。程序的最后還有一個程序結束符，程序開始符和程序結束符是同一個字符，在ISO代碼中是%，在EIA代碼中是ER。在FANUC系統中程序名以字母O為地址符，后面接若干數字組成。程序結束指令可用M02或M30。%程序開始符O1000 ;程序名N10 G80G49G40M05;N20G91G28

27、Z0;程序主體（程序主體由若干程序段組成）N100 M30;程序結束指令%程序結束符數控加工程序編制 七、數控機床坐標系與工件坐標系數控機床的坐標系的規定是一個非常重要的問題。在數控加工及數控編程過程中，我們經常要使用坐標系統，其中機床坐標系和工件坐標系是經常使用的。機床坐標系和工件坐標系兩者之間存在關系，正確地理解機床坐標系與工件坐標系，對數控加工與數控編程是非常必要的。在后面的章節中我們將介紹：1. 數控機床的標準坐標系的標準2. 根據坐標系的標準確定坐標軸的方法3. 數控機床的坐標系統以及他們之間的關系數控加工程序編制 （一）坐標和運動方向命名原則 數控機床的標準坐標系采用右手直角坐標系

28、，也叫笛卡爾坐標系。基本坐標為X、Y、Z直角坐標，對應每個坐標軸的旋轉運動符號為A、B、C。數控機床在加工過程中，不論是刀具運動，還是被加工工件移動，都一律假設被加工工件相對靜止不動，而刀具運動，并同時規定刀具遠離工件的方向作為Z坐標（Y坐標）的正方向。 機床坐標軸的命名方法如下圖所示，右手的拇指、食指和中指相互垂直，其三個手指所指的方向分別為X軸、Y軸和Z軸的正方向。 數控加工程序編制（二）坐標軸和運動方向1. .Z軸的確定軸的確定一般是選取產生切削力的軸向方向作為Z軸方向。對于有主軸的機床，以機床主軸線方向作為Z軸的正方向。對于沒有主軸的機床，則以裝卡工件的工作臺面相垂直的直線作為Z軸方向

29、。規定刀具遠離工件的方向作為Z軸的正方向。 2. .X軸的確定軸的確定 X軸一般位于與工件安裝面相平行的水平面內。對于機床主軸帶動工件旋轉的機床，如車床、磨床等，則在水平面內選定垂直于工件旋轉軸線的方向為X軸，且刀具遠離主軸軸線方向為X軸的正方向。 對于機床主軸帶動刀具旋轉的機床，當主軸是水平的，如臥式加工中心等，人面對主軸，選定主軸左側方向為X軸正方向；當主軸是垂直于地面的，如立式加工中心等，選定主軸右側方向為X軸正方向。數控加工程序編制 3.Y軸的確定Y軸方向根據已選定的Z、X軸按右手笛卡爾坐標系來確定。 4. 旋轉坐標A、B、CA、B、C相應地表示其軸線平行于X、Y、Z的旋轉運動。A、B

30、、C的正方向，相應地表示在正X、Y、Z方向上按右手螺旋方向。數控加工程序編制 （三）數控機床的坐標系統數控機床在加工時，坐標系頁面上一般都顯示四個坐標系：相對坐標系、剩余坐標系、絕對坐標系（工件坐標系）和機床坐標系。在數控編程時，需要重點掌握和了解的是機床坐標系和工件坐標系。1. 機床坐標系機床坐標系是機床上固有的坐標系，它是制造、調整機床的基礎，也是建立工件坐標系的基礎。機床坐標系在出廠前已經調整好，一般情況下，不允許用戶進行變動。機床坐標系的原點(一般用M表示)也叫機床零點。機床零點M是建立其它坐標系的基準。不同的機床，機床的零點的位置也不同。機床零點一般不能直接測量，所以在設計機床時就設

31、定一個與機床零點有固定位置關系的點，這個點叫機床參考點（一般用R表示），通過讓機床返回參考點來建立起數控機床的坐標系。數控加工程序編制2. 機床參考點R數控機床坐標系是通過操作機床各坐標軸返回機床零點的方法建立起來的。但是當機床安裝好工件以后，機床零點已經不能返回也不能測量，所以設定了一個參考點R。參考點R是由機床制造廠家定義的一個點，R和M的坐標位置關系是固定的，其位置參數存放在數控系統中。這樣只要讓機床返回到R點，就能確定M點，從而建立起機床坐標系。參考點R的位置是在每個坐標軸上用檔塊和限位開關精確地預先確定好，參考點R多位于加工區域的邊緣。在絕對行程測量的控制系統中，不需設定參考點，而在

32、增量行程測量的控制系統中，必須設置參考點。在FANUC系統中用G28指令來使機床返回參考點，一般情況下，指令格式為G91G28X0Y0Z0；數控加工程序編制 3.工件坐標系數控機床坐標系是進行設計和加工的基礎，但是利用機床坐標系進行數控編程卻不方便，因此應該在工件上設置一個工件坐標系來進行編程，然后在進行加工時，通過一些特定的方法測量出工件坐標系零點（一般用W來表示）在機床坐標系里的坐標值，并把這個值輸入到數控系統中，這樣就可以建立起工件坐標系與機床坐標系之間的關系。工件坐標系零點W選擇的原則：盡量與工件的尺寸基準重合。讓工件圖中的尺寸容易換算成坐標值。零點應選在容易找正，在加工過程中便于測量

33、的位置。數控加工程序編制FANUC系統設置工件坐標系的方法在FANUC系統中，可以用G54G59來設置六個工件坐標系，這六個工件坐標系的作用是相同的。用G54G59設置工件坐標系時，必須預先測量出工件坐標系的零點W在機床坐標系里的坐標值，并把這個坐標值存放在坐標偏置畫面的相應的參數中，編程時再用指令G54 G59調用。YG58G55G59G57G56G54X2X1Y1Y2X機床零點數控加工程序編制工件坐標系的設置步驟 首先在工件上或工作臺上找出一點作為工件坐標系的原點。利用標準圓棒或傳感器測頭來測出工件坐標系的原點在機床坐標系內的坐標值。工 件數控加工程序編制 通過坐標顯示畫面，記下工件坐標系

34、原點的機械坐標值（圖中的X1、Y1）。 X1(-301.333)Y1(-170.123)工 件數控加工程序編制 在CRT上的工件偏置畫面內設置X1、Y1值，所有的數值都必須為負值。 通用 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000G54 X 301.333 Y 170.123 ZG56 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000G55 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000機械坐標系中的坐標值（X1，Y1）工件補償畫面數控加工程序編制 用一刀具測定出工件坐標系Z軸原點距機床原點的距離。 Z(-411.909)工 件工作臺工件上的Z0平面刀 具數控加工程序編制和設定X、Y值一樣，

35、在工件偏置畫面內設置Z值。 通用 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000G54 X 301.333 Y 170.123 Z 411.909G56 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000G55 X 0.000 Y 0.000 Z 0.000機械坐標系中的坐標值工件補償畫面數控加工程序編制 4. 絕對值與增量增量值編程(G90/G91)數控編程時，可以采用絕對值編程，也可以采用增量值編程，或者絕對值和增量值混合編程。絕對值編程使用G90指令，它表示在程序段中指令的坐標值為工件坐標系中的坐標值。增量值編程使用G91指令，程序段中指令的坐標值是相對于前一個程序段坐標值的增量。G90指令

36、和G91指令都是模態G代碼。 選用絕對值編程還是增量值編程,與零件圖的尺寸標注方法有關。有些數控系統在增量值編程時不用G91指令，而是在運動的起點建立平行X、Y、Z的相對坐標系U、V、W，用U、V、W代替原來的X、Y、Z。數控加工程序編制絕對值編程G90例子101060YXG90 X60. Y10. ;101060YXG90 X10. Y10. ;YX10560G90 X10. Y60. ;YX10560G90 X10. Y5. ;數控加工程序編制增量值編程G91例子10 6010YX10 6010YXG91 X50. ;G91 X-50. ;YX10560G91 Y55. ;YX10560G

37、91 Y-55. ;數控加工程序編制第二節 手工編程一、數控加工工藝處理數控編程人員首先應該是一個很好的工藝人員，再掌握數控加工工藝的特點，才能處理好手工編程中所涉及的一些工藝問題。數控加工的工藝處理主要內容為：確定走刀路線和安排工步順序、定位基準與夾緊方案的確定、夾具的選擇、刀具的選擇、確定對刀點和換刀點、測量方法的確定、確定加工用量等。數控加工程序編制 （一）數控加工的工藝路線設計1. 工序的劃分工序的劃分 根據數控加工的特點，數控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：以一次安裝、加工作為一道工序以一次安裝、加工作為一道工序 這種方法適合于加工內容不多的工件，加工完后就能達到待檢狀態；以同一

38、把刀具加工的內容劃分工序以同一把刀具加工的內容劃分工序 有些零件雖然能在一次安裝加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如系統的存儲容量，機床的連續工作時間等。此外程序太長會增加程序的檢查難度，出錯率高。因此，程序不能太長，一道工序的內容不能太多；以加工部位劃分工序以加工部位劃分工序 對于加工內容很多的零件，可按其結構特點將加工部位分成幾個部分，如內形、外形、曲面或平面等；以粗、精加工劃分工序以粗、精加工劃分工序 對于易發生加工變形的零件，由于粗加工后可能發生的變形而需要進行校形，故一般來說凡是要進行粗、精加工的都要將工序分開。數控加工程序編制 2. 順序的安排順序的安排應根據零

39、件的結構和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應按下列原則進行：上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮；先進行內型內腔加工工序，后進行外形加工工序； 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連接進行，以減少重復定位次數，換刀次數與挪動壓板次數； 在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。 數控加工程序編制（二）數控加工工序的設計數控加工工序設計的主要任務是進一步把本工序的加工內容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式以及刀具運動軌跡都具體確定下來，為編制加工程序作好充分準備。 確

40、定走刀路線和安排工步順序 走刀路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步的內容，也反映出工步的順序。走刀路線是編寫程序的依據之一 。確定走刀路線的原則主要有：尋求最短加工路線，減少空走刀時間以提高加工效率； 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排最后一次走刀連續加工出來； 刀具的進退刀（切入與切出）路線要認真考慮，以減少在輪廓處停刀而留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直上下刀而劃傷工件； 要選擇工件在加工后變形小的路線，對橫截面積小的細長零件或薄板零件應采用分幾次走刀加工到最后尺寸或對稱去余量法安排走刀路線。 數控加工程序編制 確定零件的安裝方法和選擇夾具在確定定位基

41、準與夾緊方案時應注意的是:力求設計、工藝與編程計算的基準統一； 盡量減少裝夾次數，盡可能做到在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面； 避免采用占機人工調整式方案。在選用或設計夾具時，應注意以下幾點：盡量采用組合夾具，可調式夾具及其它通用夾具。裝卸零件要迅速、方便、可靠，以縮短準備時間。夾具要開敞,其定位夾緊機構元件不能影響加工中的走刀。 數控加工程序編制 3. 確定對刀點和換刀點對刀點就是刀具相對工件運動的起點。常常把對刀點稱為程序原點，它可以設在被加工零件上，也可以設在與零件定位基準有固定尺寸聯系的夾具上的某一位置。其選擇原則如下： 與定位基準有一定的坐標尺寸關系；找正容易;編程方便;對刀

42、誤差小;加工時檢查方便及可靠。換刀點是為加工中心、數控車床等多刀加工的機床編程而設置的，因為這些機床在加工過程中間要自動換刀。為防止換刀時碰傷零件或夾具，換刀點常常設置在被加工零件的外面，并要有一定的安全量。 數控加工程序編制 4. 選擇刀具和確定加工用量數控加工的特點是對刀具的剛性及耐用度要求較普通加工嚴格。因為刀具的剛性不好，一是影響生產效率；二是在數控自動加工中極易產生打斷刀具的事故；三是加工精度會大大下降。刀具的耐用度差，則要經常換刀、對刀而要增加準備時間，也容易在工件輪廓上留下接刀階差，影響工件表面質量。加工用量主要指切削速度、切削深度、進給量。對不同的零件材質，有一個最佳加工用量即

43、最佳切削參數。所以加工用量應按最佳切削參數選擇。數控加工程序編制 二、常用G指令（一）快速定位指令G00G00指令用于命令刀具以點位控制方式從刀具當前所在位置以最快速度移動到下一個目標位置。它只是快速定位，無運動軌跡要求。系統在執行G00指令時，刀具不能與工件產生切削運動。 G00指令的格式為： G00 X_Y_Z_;可以在G00指令后面使用的地址有X、Y、Z、A、B、C、U、V和W。G00指令后面的坐標值X_Y_Z_可以是絕對值也可以是增量值。當機床執行包含有G00指令的程序段時，機床各坐標軸分別按各自的快速移動速度移動到定位點，所以在執行G00指令時，刀具的運動軌跡不一定是直線，有時可能是

44、折線。 數控加工程序編制 （二）直線插補指令G01G01指令是直線插補指令，它使機床進行兩坐標（或2坐標以上）聯動的運動，在各個坐標平面內切削出任意斜率的直線。G01的指令格式為：G01 X_Y_Z_F_;G01指令是用來指令機床作直線插補運動的。G01指令后面的坐標值，取絕對值還是取增量值由系統當時的狀態是G90狀態還是G91狀態決定，進給速度用F代碼指定。F代碼是模態指令，可以用G00取消。如果在G01程序段之前的程序段中無F指令，同時在當前包含有G01指令的程序段中又沒有F指令，則機床不運動。 數控加工程序編制 G00和和G01指令使用舉例指令使用舉例 在下面的圖形中，箭頭的方向表示刀具

45、運動方向，刀具的進給速度為100mm/min。刀具首先從原點出發，最后回到原點，虛線部分表示用G00指令移動。 O 20 5020501234XY數控加工程序編制使用絕對值（使用絕對值（G90）指令編程）指令編程 O0001（G00G01）；N10 G80G40G49；N20 G91G28Z0M05；N30 T1；N40 M6；N50 G90G54G00X20.Y20.S1000M03；01N60 G01 Y50. F100 ;12N70 X50. ;23N80 Y20. ; 34N90 X20. ; 41N100G00Z100.N110X0Y0； 10N120G91G28Z0M05；N130

46、M06；N140M30； O 20 5020501234XY數控加工程序編制使用增量值（使用增量值（G91）指令編程）指令編程 O0001（G00G01）；N10 G80G40G49；N20 G91G28Z0M05；N30 T1；N40 M6；N50 G91G54G00X20.Y20.S1000M03；01N60 G01 Y30. F100 ;12N70 X30. ;23N80 Y-30. ; 34N90 X-30. ; 41N100G00Z100.N110X-20.0Y-20.0； 10N120G91G28Z0M05；N130M06；N140M30； O 20 5020501234XY數控加

47、工程序編制G00指令和指令和G01指令使用注意事項指令使用注意事項一般情況下，數控機床的三個坐標軸的快速移動速度是不同的，所以當數控系統執行G00指令時，刀具的運動軌跡不一定是直線；建議不在G00指令后面同時指定三個坐標軸，先移動Z軸，然后再移動X、Y軸，如： G00 Z100.；G00X0 Y0；有些數控系統要求在執行G01指令之前，必須用S指令和M指令指定主軸的旋轉方向和轉速，否則數控機床不產生任何運動；在使用G01指令時必須指定F代碼，否則數控系統會發出報警； 數控加工程序編制 G00、G01指令練習如下圖所示，要求刀具從工件坐標系的原點出發，加工完成之后再回到原點。順時針方向走刀，進給

48、速度為F100，用G90模式和G91模式各編一個程序。10 20 30 40 50 60 70605040302010XYO數控加工程序編制 （三）圓弧插補指令G02和G03所謂的圓弧插補就是控制數控機床在各坐標平面內執行圓弧運動，將工件切削出圓弧輪廓。圓弧插補有兩種類型G02（CW）和G03（CCW），順時針方向切削的為G02（CW），逆時針方向切削的為G03（CCW），如下圖所示： G02（CW）G03（CCW）數控加工程序編制 1. 1. 圓弧插補指令圓弧插補指令G02及及G03的格式的格式 （1）平面選擇是指在那個坐標平面內進行圓弧插補，各G代碼功能為： G17 XY平面 G18 ZX

49、平面 G19 YZ平面 G17G18G19RI_J_I_K_J_K_平面選擇+G02G03旋轉方向+半徑圓弧中心+進給速度 F_終點位置X_Y_Z_X_Y_Z_數控加工程序編制旋轉方向是指刀具前進的方向。各G代碼功能為： G02 順時針方向 G03 逆時針方向 圓弧終點位置是指刀具切削的圓弧最后那一點在G90狀態下，是指X、Y、Z中的兩個坐標在工件坐標系中的終點位置。在G91狀態下，是指X、Y、Z中的兩個坐標從起點到終點的增量距離。 圓弧中心I、J、K、R的含義分別為：I ：從起點到圓心的矢量在X方向的分量。 J ：從起點到圓心的矢量在Y方向的分量。 K ：從起點到圓心的矢量在Z方向的分量。R

50、 ：圓弧半徑。數控加工程序編制 2. I、J、K指令的使用 下面我們用一個例子來說明I，J，K具體的使用方法。在下面的例子中，刀具的起始點在A點，圓弧半徑為R30，圓弧中心的坐標為（10，10）。ABIJ（圓弧起點）（圓弧終點）中心YX10 20 40 402010數控加工程序編制 絕對（絕對（G90）指令狀態）指令狀態 G90 G03 X20.Y40.I-30.J-10.F100 ； 其中I-30J-10是A點（圓弧起點）到圓弧中心的矢量在X、Y方向上的分量。增量（增量（G91）指令狀態）指令狀態 G91 G03 X-20. Y20.I-30. J-10. F100; 其中I-30J-10是

51、A點（圓弧起點）到圓弧中心的矢量在X、Y方向上的分量。 從上面的例子可以看出在切削圓弧時，無論是在G90狀態，還是在G91狀態下，I、J的數值都使用增量值。K的使用方法和I、J使用方法相同。數控加工程序編制 3. 圓弧半徑圓弧半徑R指令指令 當進行圓弧插補時，I、J、K指令可以直接用半徑指令R來代替，其指令格式及使用方法我們用下面的例子來說明。 B (圓弧終點）20 707020R50A（圓弧起點）XY數控加工程序編制在上圖中我們要加工一個從A點加工到B點的圓弧，其中圓弧半徑用R指令來指定，程序如下： 絕對（絕對（G90）指令）指令 G90 G02 X70.Y20. R50. F100 ; X

52、70.Y20. 是B點的坐標值； R50.為為圓弧半徑； 增量（增量（G91）指令）指令 G91 G02 X50.Y-50.R50.F100 ； X50.Y-50. 是A點到B點的坐標增量； R50. 圓弧半徑；數控加工程序編制 4. 4. 整圓插補時整圓插補時I、J、K的使用的使用進行整圓插補時，編程時必須使用I，J，K指令來指定圓弧中心。如果使用半徑R指令進行整圓插補，則系統認為是0度圓弧，刀具將不做任何運動。 例如：順時針方向切削一個半徑40的整圓時 （1）從A點開始順時針整圓切削 絕對指令編程： G90 G02（X0 Y40）J40F100 ； （2）從B點開始順時針整圓切削 絕對指令

53、編程： G90 G02 （X40 Y0）I40F100 ； 如果上面的程序段寫成G90（G91）G02 X40. Y0 R40.時，那么刀具將不做任何切削運動。YABXR40數控加工程序編制5. 圓弧插補指令使用注意事項圓弧插補指令使用注意事項在圓弧插補時，必須有平面選擇指令；平面選擇指令中除了G17可以省略外，G18、G19都不能省略；在使用圓弧插補指令時必須指定進給速度F；I、J、K的數值永遠是增量值；整圓切削時，不能用R來指定圓弧半徑，只能用I，J，K來指定；如果在同一個程序段中同時指定了I，J，K和R，只有R有效，I，J，K 指令被忽略；在進行圓弧插補編程時，X0，Y0，Z0和I0，J

54、0，K0均可省略；如果用指令R來指定圓弧半徑時，當圓弧角度小于或等于180度時，R值為正；當圓弧角度大于180度小于360度時，R值為負。G90 G02 X70Y20R50F100； 70202070XYR50起點終點數控加工程序編制例題： 刀具起始點為坐標原點，其終點也是原點，走刀方向為順時針，進給速度為F100。O1234（G00-G01-G02-G03）；N10 G90G54G17G00X0Y0S1000M03;N20 X-60.Y-40.;N30 G01X-60.Y0F100;N40 G02X0Y60.I60.;N50 G01X40.Y0;N60 G02X0Y-40.I-40.;N70

55、 G01X-60.Y-40.;N80 G00Z100.M05;N90 G00X0Y0;N100 M30; -4040-6060N1N2N3N4N5N6N7R40R60XY數控加工程序編制 G00、G01、G02、G03指令使用練習從原點出發順時針方向走刀，最后回到原點。切削進給速度為F100，圓弧中心使用I，J編程。 YX10 20 30 40 50 60 70 80 90 605040302010數控加工程序編制 （四）刀具半徑補償指令G40、G41、G42在輪廓加工中，由于刀具具有一定的半徑，所以在加工時不允許刀具中心軌跡與被加工工件的輪廓相重合，而需要與被加工輪廓偏置一個刀具半徑值R的距

56、離，只有這樣才能加工出與圖紙上一致的零件輪廓。我們管這種偏置功能叫做刀具半徑補償。 刀具半徑補償的范圍為0999 mm，精度為0.0010.01mm。刀具半徑補償分為B刀具半徑補償和C刀具半徑補償。B補償只能實現本程序段內的刀具半徑補償，而對程序段間的過渡不進行處理。C補償不僅能實現本程序段內的刀具半徑補償，而且能夠自動處理兩個程序段之間的過渡形式。數控加工程序編制 1. G40、G41、G42指令指令 在ISO標準中，使用G40、G41、G42三個指令來進行刀具半徑補償的設定與取消。G40、G41和G42指令均為模態G代碼。其中： G41：左偏刀具補償，簡稱左補償。所謂的左補償就是沿著刀具運

57、動方向看（假設工件不動），刀具在工件的左側。G42：右偏刀具補償，簡稱右補償。就是沿著刀具前進的方向看，刀具在工件的右側。 G40：刀具補償注銷。 刀具前進方向刀具中心軌跡刀具中心向右偏移值工件刀具前進方向刀具中心軌跡刀具向左偏移值工件數控加工程序編制（1 1）G41G41、G42G42指令格式指令格式G41、G42的指令格式如下：其中用G17、G18、G19來選擇補償平面。D_代表偏置寄存器的地址,刀具半徑補償值是預先輸入到內存中的。例如刀具的半徑值是5mm，則先把5輸入到偏置寄存器中，使用時用地址D_調用。偏置量的范圍：1、mm輸入時：0999.999mm 2、inch輸入時：099.99

58、99inch D00的偏置量總是零。故對D00不設定偏置量。 GGG171819GG0001GG4142XYZXYZ_D數控加工程序編制（2）G40G40指令格式指令格式G40指令格式如下:G40的作用是取消刀具半徑補償，使刀具中心的運動軌跡與編程軌跡重合。GGG171819GG0001XYZXYZ_G40數控加工程序編制 （3）刀具半徑補償使用說明編制數控程序時，如果使用G40、G41、G42指令，那么我們要了解和掌握補償指令的組成及使用規則。下面我們以一個例子來說明補償指令的各個階段。O0002（BIT）；N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 ；N20 S1000 M03 ；

59、N30 G41 X20. Y10. D01 ；刀補建立N40 G01 Y50. F100 ；N50X50.； 刀補進行 N60 Y20. ； N70 X10. ； N80 G40 G00 X0 Y0 M05 ；刀補取消N90 M30 ；從上面可以看出，刀具半徑補償分三個階段：刀補建立、刀補進行及刀補撤消 。XY數控加工程序編制刀補建立下面用三個程序段來說明刀補建立時必須滿足的條件。 從上面的三個程序段中我們可以看出在刀補建立階段必須滿足以下五個條件：在程序中必須包含有G41或G42指令；在補償平面內有不為零的軸運動指令，如：X20.、Y30.等； 在程序中包含有不是D00的補償代號；必須指定補

60、償平面（G17、G18、G19）； 刀補建立時的插補指令必須是G00或G01，而不能是G02或G03指令。 N1 G54 G17G00X0 Y0 S1000 M03 ；N2 G41X20. Y10. D01 ；N3 G01 Y50. F100 ；（1）（2）（3）（4） （5）數控加工程序編制 刀補進行 在刀補建立完成以后，數控系統進入刀補進行階段。這時無論執行G00、G01指令，還是執行G02、G03指令，數控系統都會進行刀具半徑補償。在補償有效階段必須滿足以下幾個條件才能正確地加工出合格零件： 必須預先讀入兩個在同一坐標平面內的程序段，才能正確地自動地計算出補償以后的刀具運動軌跡； 在刀補