数控程序编制1程序编制编程目的

第二部分数控程序编制

1.程序编制

编程目的——获得正确的程序载体。

编程方法——手工编程，用于程序段不多时；自动编程，用于程序段很多时。

编程步骤——分析工件图纸，确定工艺过程，数值计算，编写程序单、制作

和校验程序单，首件试切。

2.数控带

孔位—— B1至B5为代码孔， B8为偶数校验孔； B5和 B6之间的小孔为纸带进给孔(ISO制) 。

代码标准—— ISO、ASCII和 EIA。

格式——程序段顺序： N、G、X、Y、Z、F、S、T、 M、 LF( 程序段结束 )

字符说明：N ——程序段

G——准备功能字

X、Y、 Z ——尺寸字

F——进给功能字

S——主轴功能字

T——刀具交换功能字

M——辅助功能字

3.常用的准备功能字 G的说明

(1) 与位置有关的指令：

a.G90 绝对坐标指令

该指令表示程序段中的编程尺寸，都是相对于某一固定编程原点的绝对尺

寸。

b.G91相对坐标指令

该指令表示程序段中的编程尺寸，都是按相对尺寸决定的。

c.G92坐标系设定的预置寄存指令

机床坐标系与工件坐标系的原点存在一定的关系，通过 G92指令，即可将工

件坐标系的原点 ( 调整点 ) 的偏置值在加工开始前就输入数控系统计算机的内存。

数控系统自动地将这一设定的调整点坐标值加到程序段的坐标位移指令中去，使编

程坐标系平移。也就是说，数控系统将程序段中，按工件坐标系给定的编程尺寸自动地转换到机床坐标系中去。

在执行G92指令时，并不使机床产生运动，而只是记录设定的调整点坐标值，将它存入数控计算机的内存中。

d.G17、 G18、G19

分别表示在 xy 、 zx和yz 坐标平面中加工。

e.G00快速定位指令

它指令刀具相对于工件以数控系统预先设定好的速度，从一个定位点快速移

动到下一个定位点。

(2)插补指令：

a.G01 直线插补指令

执行此指令时，以程序段中规定的进给速度，使沿各坐标轴的移动速度成一定比例。例如：

N150 G00 X20.0 Y30.0 LF

N160 G01 X80.0 Y70.0 F200 LF

执行 N150程序段时，刀具快速移动至坐标值为 (20.0,30.0) 的点。执行 N160 时 , 对起点为 (20.0,30.0), 终点为 (80.0,70.0) 的直线进行直线插补。

b.G02、 G03圆弧插补指令

G02为顺时针圆弧插补，而 G03为逆时针圆弧插补。程序段中以 F代码指令

进给速度。

圆弧插补指令中，以 X、 Y、Z表示圆弧终点的坐标 (x 、y、 z), I 、 J、 K 表示插补参数，按照不同的基准平面，分别表示圆弧中心到圆弧起点坐标的几何特性。在圆弧插补开始前，刀具必须位于起点位置。以圆弧起点作圆弧插补时，需要知道：

(a)刀具运动方向 ( 顺圆还是逆圆 )

(b)圆弧终点坐标

(c)圆弧中心坐标

使用 G02或G03指令的程序格式为：

N××× G02(或 G03)X××× Y××× I ××× J××× F××× LF

其中N×××——程序段顺序号；

X×××——圆弧终点 Z坐标；

Y×××——圆弧终点 y坐标：

I ×××——圆弧中心到圆弧起点沿x轴的距离；

J×××——圆弧中心到圆弧起点沿y轴的距离；

F×××——进给率，在以前的程序段已指定时，可不必重新指定。必须指出，这里是指沿刀具中心轨迹的进给率，并非刀具切削刃沿轨

迹表面运动时的进给率。

LF——程序段结束。

c.圆弧插补举例

设需要插补的圆弧为ABC(图2-1), 使用单象限插补时，要分成AB和BC两段分别插补。插补 AB时，圆弧中心的偏置值 i 和 j 为圆弧起点 A到圆弧中心沿 x和y 轴的距离：

i=59-33=26

j=24-15=9

程序段为：

N50 G00 X59.0 Y24.0 LF

N55 G03 X33.0 Y44.0 I26.0 J9.0 F200 LF

当插补 BO段时，圆弧中心的偏置值为：

i=33-33=0

j=44-15=29

程序段为：

N60 G03 X4.0 Y15.0 I0.0 J29.0 LF

圆弧中心偏置值 i 、j 、k的计算方法，各种机床数控系统不尽相同。有的系

统还具有跨象限插补功能，编程时要参考机床操作说明书的有关规定。

(3)刀具尺寸的补偿：

a. 刀具半径补偿

刀具半径补偿的指令有：

G41——刀具半径补偿指令，左偏；

G42——刀具半径补偿指令，右偏；

G40——刀具半径补偿功能注销。

当对着刀具前进方向看，铣刀切削齿在左边时，用 G41；铣刀切削齿在右边时，用 G42(图2-2) 。|

使用刀具半径补偿指令后，即可按工件尺寸编程, 而不需要计算刀具中心的

实际轨迹。刀具直径的数值 , 应在执行指令 G41或G42前输入数控系统计算机内存 , 以便计算机自动计算刀具中心实际运动轨迹。

刀具半径补偿功能还可有以下三种用法：

(a)当实际使用的刀具半径与编程时设定的刀具半径不同时( 例如刀具因磨损

或重磨而使半径减少 ), 可仅改变补偿时的刀具直径设定值，而不必重新编程。

(b)当工件的加工余量加到刀具半径补偿的设定值上时，就可方便地实现切

去规定的余量 , 而不必另行指令。

(c)同一把刀具可有不同的刀号，对应于不同的补偿设定值，便于加工。此

外，在车削加工中心上，用带刀尖圆弧半径的车刀切削带斜度的工件或

成形工件时 , 也可用 G41或 G42指令来实现刀具轨迹补偿。

b.刀具长度补偿在数控钻床上加工孔时，实际使用的刀具长度会与刀具的编

程长度有所不同，此时可使用刀具长度补偿指令，使刀具运动达到编程终点。

设数控钻床上使用的钻头 ( 图2-3) 因磨损而重磨，使钻头的长度缩短了一个

e值。

为了使钻头达到编程终点位置，加工出规定的孔深，此时可使用刀具长度

补偿指令，即：

(a)G43 ——刀具长度正补偿指令 (e 为正值 ) ；

(b)G44 ——刀具长度负补偿指令 (e 为负值 ) ；

(c)G40 ——刀具长度补偿注销。

刀具长度补偿值 e，事先输入数控计算机内存中，例如 e=-3 。其地址为 D01(或D02等 ), 编程时用 D01=-3输入数控系统。此时的程序段格式为 :

N05 G43 Z-22 D01 LF

执行后，使用刀具长度缩短了3mm的钻头，能自动加工到 z=-22 的编程终点。

c. 刀具偏置指令 5

刀具偏置指令是为了切出规定的长度而设置的。有四种指令:

G45——仅按偏置量 e延伸刀具行程 ( 图 2-4a) ；

G46——仅按偏置量 e缩短刀具行程 ( 图 2-4b) ；

G47——按 2倍偏置量 e延伸刀具行程 ( 图2-4c) ；

G48——按 2倍偏置量 e缩短刀具行程 ( 图2-4d) 。

偏置量的存入地址仍为 D×× =+e，××为两位任意数。

d.暂停指令

暂停指令 G04可使刀具作短时间的无进给运动。用于车削环槽、锪平面、

钻孔等光整加工。其指令格式为 :

G04 X2.5 LF

表示暂停 2.5s ，也可用另外一种格式 :

G04 P2500 LF

也表示暂停 2.5s 。P地址后的暂停时间单位为ms。

e.标准固定循环

这里所述的标准固定循环指令，并不是对所有机床数控系统都完全适用的，

但从中可以了解它们的使用方法。实际使用时，要查阅机床操作说明书。

固定循环这里 G81～89主要用于钻孔、攻螺纹和镗孔等工序。对于铣削加

工中心 , 有标准固定循环都具有类似的运动 :

①刀具定位在第一次顺序运动的开始点；

②刀具沿 z轴的进给速度是编程速度；

③刀具沿 z轴退刀；

④工件沿 x和y轴快速移动到下一个循环的开始点:

⑤循环是重复的。

某些固定循环需要对控制方式作特殊的规定； z轴坐标常是增量坐标控制方式，而移动到下一个加工位置时的移动控制，可以是增量或绝对坐标控制方式，这要看

编程时所有的指令是 G90还是 G91而定。

某些车削加工中心也使用G81～ G89指令来完成类似移动的规定循环。

(a)G81 ——重复钻孔循环

这种循环是最常用的。刀具定位在开始点后 . 以编程进给速度达到编程终点位置，然后快速退回到开始位置，并快速定位到下一循环加工开始点，重新开始循环。

图2-5 中的工件，在 A、B和 C处需要钻孔，孔深 10mm,钻头直径 10mm。使用 G81 指令时的加工程序为 :

N100 G90 G00 X25.0 Y20.0 Z2.0 M03 LF

钻头快速移动至 A孔位置处，刀具在工件表面以上2mm,主轴顺时针方向回转。

N105 G81 X25.0 Y20.0 Z14.89 F200 LF

确认 x和y轴坐标，钻头向下移动 14.89mm,并快速退回 14.89mm,其中 2.89mm是钻头切削刃部分长度，保证孔的有效长度为 10mm。

N110 X40.0 Y20.0 LF

快速移动到 B处，重复 z轴运动。

N115 X55.0 Y20.0 LF

快速移动到 C处，重复 z轴运动。

N120 G00 X100.0 Y-80.0 Z10.0 M00 LF

钻头快速退回到 Z10.0, 并移动到安全位置，程序结束。

(b)G82 ——带暂停的重复钻孔循环

G82的循环与 G81类似，但在刀具达到 z轴编程终点时附加了暂停功能。这个暂停可产生精确效果。它主要用于钻盲孔、端面和车台肩等工序中。暂停的时间可在设置数控系参数时加以设定。

(c)G83 ——深孔钻削循环

本循环用于加工孔深为其直径 5倍以上的深孔。钻头前进到编程 Z值后，要快速退出以排除切屑。然后再快速前进到原先的编程 Z值，转换成工进速度。如此反复进行，一直到钻出全部孔深为止。

(d)G84 ——攻螺纹 ( 车螺纹 ) 循环

G84用于攻螺纹加车螺纹工序。加工螺纹工件时，刀具的进给速度要与刀

具的主轴转速配合好，使刀具一转时，刀具要沿其轴向移动一个螺距。

(e)G85 ——镗孔循环

用装在镗杆上的单刃刀具来镗孔时，可用G85固定循环。使用本循环时，主

轴连续回转，镗刀以同样的编程进给速度进入和退出加工孔。G85的程序段格式

与 G81类似。

(f)G86 ——带刀具脱离接触的镗孔循环

在G86的循环中，当刀具达到 z轴的编程终点后，主轴逐渐慢转，直到镗刀

停在预定的位置。然后沿 z轴作微小移动，以使刀具尖与加工表面脱离接触。然后

刀具即自动退出工件，这样可防止退刀时划伤已加工表面。

(g)G87 ——带断屑动作的钻孔循环

G87循环中，刀具的动作类似于 G83,但没有大幅度的往复运动，而只是钻头退

回约 2mm,再前进钻孔，一直到钻孔完毕。由于钻头稍为退回后再继续钻孔，可

产生断屑效果。 G87循环的程序段格式与 G83类似。

(h)G88 ——带断屑和暂停的钻孔循环

G88循环与 G87的区别，仅在于钻孔达到编程终点时，产生一短时间的暂停进给。

(i)G89 ——带暂停的镗孔循环

G89的循环与 G85的区别，仅在于镗孔底时有一短时间的暂停，以使孔底光洁。

(j)G80 ——注销固定循环

使用 G80可撤销 G81～ G89的指令。固定循环也可以用 G00、 G01、G02、

G03或G06来撤销。

4.常用的 M代码

(1)M00、M01、M02——分别表示程序停止、可选程序停止和程序结束。

(2)M03、M04、M05——分别表示主轴的正向 ( 顺时针 ) 旋转、反向 ( 逆时针 )

旋转和主轴停转。

(3)M07和M08——分别表示 2号切削液 ( 如雾状 ) 开和 1号切削液 ( 如液体状 )开。

5.手工编程

手工编程是本章的重点。考生要熟记主要的 G代码和 M代码的用法，多做练习，主要是钻孔、铣削，其次是车削加工程序。

6.自动编程

(1)自动编程的处理过程——用数控语言编写工件源程序；输入编译 : 数学处

理；后置程序和信息输出。

(2)自动编程系统——最主要的是 MT系统，需要掌握 :

a.确定刀具运动轨迹的控制面——导动面、工件面和停止面。

b.工件是静止的。

c.用直线来近似工件轮廓。

d.数控语言的特点，如定义点、直线和圆的最主要的方法。