FANUC系统数控铣床与加工中心的编程
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数控机床编程与操作
第6章 FANUC系统数控铣床与加工中心编程
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数控机床编程与操作 6.1数控铣床坐标系 6.1.1数控铣床的坐标系设置
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数控机床编程与操作 6.1.2机床原点、参考点、机床坐标系、参考坐标系
机床原点是由机床制造商在机床上设置的一个固定点，是机床制 造和调整的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般情况下不允 许用户进行更改。
G54 G55 G56 格式： G57 G58 G59 说明：① 使用该组指令时，必须 先用MDI方式输入各坐标系的坐标 原点在机床坐标系中的坐标值。 ② 为模态指令，可相互注销。
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数控机床编程与操作
如图要求刀具从当前点移动到G54坐标系下零件1的孔中 心点，再移动到G55坐标系下零件2的孔中心点，再移动 到G59坐标系下零件3的孔中心点。孔坐标为（30，20）
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数控机床编程与操作
说明： ① G40、G41、G42为模态指令，可相互注销。 ② G41、G42指令必须与G00或G01指令同时使用才有效， 与G02或G03指令同时使用无效。 ③ G41、G42不能重复使用，必须与G40成对使用；如用 G41后，必须用G40取消后再用G42。 ④ 在使用G41或G42指令后的两个程序段之内，必须有 所使用刀具半径补偿平面内的坐标移动指令，否则G41 或G42指令会失效。 ⑤ 切换刀具半径补偿平面必须在刀具半径补偿取消状 态下。
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数控机床编程与操作 ⑤刀具半径补偿的格式
G17 G41
G18
G42
G00
X_Y_Z_D_；
G19
G40
G01 X_Y_Z_D_；
G41：刀具半径左补偿； G42：刀具半径右补偿； G40：刀具半径补偿取消； D_：存放刀具半径补偿值的地址。
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数控机床编程与操作 定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在 零件左侧为左补偿，刀具在零件右侧为右补偿。
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数控机床编程与操作 ④刀具半径补偿的方法 刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨迹的过程交由CNC系 统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的 轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则存放在一个可 编程刀具半径偏置寄存器中，在加工过程中，CNC系统根 据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，完成对 零件的加工。 刀具半径补偿分为： 刀具半径左补偿和刀具半径右补偿。
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数控机床编程与操作
（圆心角<180°） 绝对值编程: G90 G03 X0 Y25.0 R25.0 F80； G90 G03 X0 Y25.0 I-25.0 J0 F80； 增量值编程: G91 G03 X-25.0 Y25.0 R25.0 F80； G91 G03 X-25.0 Y25.0 I-25.0 J0 F80；
工件坐标系的原点就是工件原点。在实际应用中，为了 对刀和编程方便，工件原点通常选择在零件上表面上。并且对
于形状对称的工件，原点设在几何中心处；对于一般零件，原点 设在某一角点上。
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数控机床编程与操作
为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点，也叫 编程原点或程序零点。对于简单零件，工件原点就是程序零点； 对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序，为了编程方 便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上 ，而设在便于程序编制的位置。
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数控机床编程与操作 如图，要求刀具从P1快速到P2再到P3点的移动，用 以上两种方式分别编程 。
绝对坐标编程： G90 G00 X10. Y15.； G90 G00 X30. Y30.； G90 G00 X45. Y45.；
相对坐标编程 G90 G00 X10. Y15.； G91 G00 X20. Y15.； G91 G00 X20. Y15.；
相对坐标编程： G90 G54 G00 X0 Y0； G91 G00 X20.0 Y15.0； G00 X20.0 Y30.0； G00 X20.0 Y-20.0；
G00 X-60.0 Y-25.0；
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数控机床编程与操作 6.3.3坐标平面的选择G17、G18、G19 G17表示XY平面 G18表示XZ平面 G19表示YZ平面
（圆心角>180°） 绝对值编程: G90 G03 X0 Y25.0 R-25.0 F80；或 G90 G03 X0 Y25.0 I0 J25.0 F80； 增量值编程: G91 G03 X-25.0 Y25.0 R-25.0 F80；或 G91 G03 X-25.0 Y25.0 I0 J25.0 F80；
圆弧顺逆方向的判别： 沿着不在圆弧平面内的坐 标轴，由正方向向负方向 看，顺时针方向G02，逆时 针方向G03。
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格式：G02 X—Y—I—J—F— G02 X—Y—R—F— G02 X—Y—I—J—F— G02 X—Y—R—F—
X、Y、Z为圆弧终点的坐标值； I、J、K为圆弧起点相对于圆弧圆心的坐标增量值； R为圆弧半径，圆心角大于180°时R为正，圆心角小于 180°时R为负； F为进给速度。 注：圆弧插补只能在指定平面内（G17/G18/G19）进行。 默认为G17，可省略。
注：第一个孔的加工应采用绝对坐标编程。
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数控机床编程与操作
如图，刀具由原点按顺序向
1、2、3点快速移动时用G90、
绝对坐标编程： G90 G54 G00 X0
Y0；
G91指令编程。
G00 X20.0 Y15.0；
G00 X40.0 Y45.0；
G00 X60.0 Y25.0；
G00 X20.0 Y15.0；
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数控机床编程与操作 6.2数控系统的功能 6.1.1准备功能（G代码） 6.1.2主轴功能（S功能） 6.1.3进给功能（F功能） 6.1.4辅助功能（M代码）
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数控机床编程与操作 6.3数控铣床的编程指令 6.3.1坐标系设定指令 ①设定工件坐标系G92 通过设定刀具起点与坐标系 原点的相对位置确定当前工 件坐标系。 指令格式：G92X_Y_Z_； 式中：X＿ Y＿ Z＿为刀尖 起始点距工件原点在X、Z方 向的距离。
注：为模态指令，可相互注销。
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6.3.4 极坐标指令G16、G15 指令格式： G□□G◇◇G○○G16 G□□：表示G17、G18或G19，即选择加工平面 G◇◇：表示G90或G91 G○○：表示G00、G01等插补指令 G16：表示极坐标指令 G15 极坐标指令取消 例：G00 X0.Y0.；
O0001； …… G90 G54 G00 X30.0 Y20.0； G55； G00 X30.0 Y20.0； G59； G00 X30.0 Y20.0； …… M30；
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数控机床编程与操作 6.3.2绝对坐标和相对坐标指令G90、G91 格式：G90 X_ Y_ Z_； G90表示绝对坐标， X、Y、Z值为目标点的坐标，只与 原点有关。 G91 X_ Y_ Z_； G91表示相对坐标目标点的坐标由X、Y、Z值和前一点决 定，不仅与原点有关还与前一点有关。 注：为模态指令，可相互注销。
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数控机床编程与操作 如图，要求刀具从A点切削到B点。
绝对值编程：G90 G01 X90.0 Y45.0 F100； 相对值编程：G91 G01 X70.0 Y30.0 F100；
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数控机床编程与操作 ③圆弧插补指令G02/G03 是刀具从当前位置以指定的速度F沿着圆弧轨迹运动到 目标点。
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数控机床编程与操作 例：如图要求刀具快速从O点快速移动到（40，20）位置。
G90 G00 X40.0 Y20.0；
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数控机床编程与操作 ②直线插补指令G01 是刀具以插补联动方式从当前位置以指定的进给速 度F直线移动到目标点。 格式： G01 X＿ Y＿ Z＿ F ＿ ； X、Y、Z为刀具所要移动到目标点的坐标值； 在G90编程时为目标点在工件坐标系中的坐标值； 在G91编程时为目标点相对于前一点的位移量。 F为进给速度。
G17 G90 G16；（调用极坐标） G01 X50. Y60.；（X表示半径，Y表示角度）
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O2004 G17 G90G54G16； G00 X100.Y30.； G01 Z-20.F200; G00 Z10.; Y150. G01Z-20.F200; G00 Z10.; Y270.; G01Z-20.F200; G00Z10.; G15; M30;
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②刀具半径补偿的目的 Hale Waihona Puke Baidu削加工时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹和工件轮廓
不重合； 要按刀心轨迹编程，计算复杂； 补偿功能使编程可以按工件轮廓进行，刀具自动偏离工件轮廓
一个补偿值（刀具半径），简单方便。
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数控机床编程与操作 ③刀具半径补偿的应用 刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径变化后，
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数控机床编程与操作
G90 G94 G17 G21 G54；（程序初始设置） S1200 M03；（主轴正转，转速1200r/min） G00 X20.0 Y-20.0；(快速接近工件) Z10.0；（Z方向快速接近工件） G01 Z-3.0 F60；（Z方向下刀3mm） Y62.0；(切削直线) G02 X44.0 Y86.0 R24.0；（切削R24圆弧） G01 X100.0；（切削直线） G03 X120.0 Y66.0 R20.0；（切削R20圆弧） G01 Y40.0；（切削直线） X100.0 Y14.0；（切削直线） X0.0；（切削直线） G00 Z100.0；（抬刀） M05；（主轴停转） M30；（程序结束）
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数控机床编程与操作 6.3.8刀具半径补偿指令G40、G41、G42 ①刀具补偿功能 刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置（或实际刀 尖圆弧半径）与理论编程位置（或理论刀尖圆弧半径） 之差的一种功能。 通常有三种形式，即： 刀具位置补偿、刀具半径补偿、刀具长度补偿。 对于数控铣削：刀具半径补偿和刀具长度补偿。
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6.3.7回参考点指令G28 G28：经过中间某点返回参考点
格式： G28 X_ Y_ Z_；
注：① 在使用上经常将 XY和Z分开来用。先用G28 Z_提刀并回Z轴参考点位 置，然后再用G28 X_Y_回 到XY方向的参考点。 ② 在G90时为指定点在工 件坐标系中的坐标；在 G91时为指令点相对于刀 具当前点的位移量。
只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具直径，而不 必修改程序。
如图所示，1为未磨损刀 具，2为磨损后刀具，只 需将刀具参数表中的刀具 半径r1改为r2，即可。
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用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿， 可进行粗精加工。
如图所示，刀具半径 为r，精加工余量Δ。 粗加工时，输入刀具 半径（r＋Δ)，则加 工出细点画线轮廓； 精加工时，输入刀具 半径r，则加工出实线 轮廓。
参考点通常作为换刀的位置，大多数数控铣床的参考点设在工作 台正向运动的极限点位置并由行程档块来控制。
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数控机床编程与操作 6.1.3工件坐标系与工件原点、编程原点
对于不同的零件，为了编程方便，需要根据零件图样在零件上建 立的一个坐标系，该坐标系称为工件坐标系，也称编程坐标系。
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数控机床编程与操作 6.3.5 英制/公制转换指令G20、G21 G21：毫米 G20：英寸 进给速度单位的设定指令G94、G95 G94：in/min mm/min G95：in/r mm/r
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6.3.6 切削指令G00、G01、G02、G03 ①快速移动指令G00 是使刀具以点定位控制方式从当前位置以系统设定的速度快速移 动到目标点。 格式： G00 X＿ Y＿ Z＿； X、Y、Z：刀具所要移动到目标点的坐标值； 注：①为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移 动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。 ②进刀时，先在安全高度Z上移动（联动）X、Y轴，再下移Z轴到 工件附近。 ③退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。
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数控机床编程与操作 注：① 执行此程序段只建立工件坐标系，刀具并不 产生运动，且刀具必须放在程序要求的位置上。 ② 该坐标系在机床重开机时消失，是临时的坐标系。 例：如图所示，用G92 指令建立工件坐标系 G92 X30.0 Y30.0 Z20.0；
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②选择工件坐标系G54～ G59
第6章 FANUC系统数控铣床与加工中心编程
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数控机床编程与操作 6.1数控铣床坐标系 6.1.1数控铣床的坐标系设置
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数控机床编程与操作 6.1.2机床原点、参考点、机床坐标系、参考坐标系
机床原点是由机床制造商在机床上设置的一个固定点，是机床制 造和调整的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般情况下不允 许用户进行更改。
G54 G55 G56 格式： G57 G58 G59 说明：① 使用该组指令时，必须 先用MDI方式输入各坐标系的坐标 原点在机床坐标系中的坐标值。 ② 为模态指令，可相互注销。
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数控机床编程与操作
如图要求刀具从当前点移动到G54坐标系下零件1的孔中 心点，再移动到G55坐标系下零件2的孔中心点，再移动 到G59坐标系下零件3的孔中心点。孔坐标为（30，20）
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说明： ① G40、G41、G42为模态指令，可相互注销。 ② G41、G42指令必须与G00或G01指令同时使用才有效， 与G02或G03指令同时使用无效。 ③ G41、G42不能重复使用，必须与G40成对使用；如用 G41后，必须用G40取消后再用G42。 ④ 在使用G41或G42指令后的两个程序段之内，必须有 所使用刀具半径补偿平面内的坐标移动指令，否则G41 或G42指令会失效。 ⑤ 切换刀具半径补偿平面必须在刀具半径补偿取消状 态下。
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数控机床编程与操作 ⑤刀具半径补偿的格式
G17 G41
G18
G42
G00
X_Y_Z_D_；
G19
G40
G01 X_Y_Z_D_；
G41：刀具半径左补偿； G42：刀具半径右补偿； G40：刀具半径补偿取消； D_：存放刀具半径补偿值的地址。
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数控机床编程与操作 定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在 零件左侧为左补偿，刀具在零件右侧为右补偿。
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数控机床编程与操作 ④刀具半径补偿的方法 刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨迹的过程交由CNC系 统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的 轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则存放在一个可 编程刀具半径偏置寄存器中，在加工过程中，CNC系统根 据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，完成对 零件的加工。 刀具半径补偿分为： 刀具半径左补偿和刀具半径右补偿。
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（圆心角<180°） 绝对值编程: G90 G03 X0 Y25.0 R25.0 F80； G90 G03 X0 Y25.0 I-25.0 J0 F80； 增量值编程: G91 G03 X-25.0 Y25.0 R25.0 F80； G91 G03 X-25.0 Y25.0 I-25.0 J0 F80；
工件坐标系的原点就是工件原点。在实际应用中，为了 对刀和编程方便，工件原点通常选择在零件上表面上。并且对
于形状对称的工件，原点设在几何中心处；对于一般零件，原点 设在某一角点上。
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数控机床编程与操作
为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点，也叫 编程原点或程序零点。对于简单零件，工件原点就是程序零点； 对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序，为了编程方 便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上 ，而设在便于程序编制的位置。
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数控机床编程与操作 如图，要求刀具从P1快速到P2再到P3点的移动，用 以上两种方式分别编程 。
绝对坐标编程： G90 G00 X10. Y15.； G90 G00 X30. Y30.； G90 G00 X45. Y45.；
相对坐标编程 G90 G00 X10. Y15.； G91 G00 X20. Y15.； G91 G00 X20. Y15.；
相对坐标编程： G90 G54 G00 X0 Y0； G91 G00 X20.0 Y15.0； G00 X20.0 Y30.0； G00 X20.0 Y-20.0；
G00 X-60.0 Y-25.0；
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数控机床编程与操作 6.3.3坐标平面的选择G17、G18、G19 G17表示XY平面 G18表示XZ平面 G19表示YZ平面
（圆心角>180°） 绝对值编程: G90 G03 X0 Y25.0 R-25.0 F80；或 G90 G03 X0 Y25.0 I0 J25.0 F80； 增量值编程: G91 G03 X-25.0 Y25.0 R-25.0 F80；或 G91 G03 X-25.0 Y25.0 I0 J25.0 F80；
圆弧顺逆方向的判别： 沿着不在圆弧平面内的坐 标轴，由正方向向负方向 看，顺时针方向G02，逆时 针方向G03。
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格式：G02 X—Y—I—J—F— G02 X—Y—R—F— G02 X—Y—I—J—F— G02 X—Y—R—F—
X、Y、Z为圆弧终点的坐标值； I、J、K为圆弧起点相对于圆弧圆心的坐标增量值； R为圆弧半径，圆心角大于180°时R为正，圆心角小于 180°时R为负； F为进给速度。 注：圆弧插补只能在指定平面内（G17/G18/G19）进行。 默认为G17，可省略。
注：第一个孔的加工应采用绝对坐标编程。
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如图，刀具由原点按顺序向
1、2、3点快速移动时用G90、
绝对坐标编程： G90 G54 G00 X0
Y0；
G91指令编程。
G00 X20.0 Y15.0；
G00 X40.0 Y45.0；
G00 X60.0 Y25.0；
G00 X20.0 Y15.0；
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数控机床编程与操作 6.2数控系统的功能 6.1.1准备功能（G代码） 6.1.2主轴功能（S功能） 6.1.3进给功能（F功能） 6.1.4辅助功能（M代码）
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数控机床编程与操作 6.3数控铣床的编程指令 6.3.1坐标系设定指令 ①设定工件坐标系G92 通过设定刀具起点与坐标系 原点的相对位置确定当前工 件坐标系。 指令格式：G92X_Y_Z_； 式中：X＿ Y＿ Z＿为刀尖 起始点距工件原点在X、Z方 向的距离。
注：为模态指令，可相互注销。
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6.3.4 极坐标指令G16、G15 指令格式： G□□G◇◇G○○G16 G□□：表示G17、G18或G19，即选择加工平面 G◇◇：表示G90或G91 G○○：表示G00、G01等插补指令 G16：表示极坐标指令 G15 极坐标指令取消 例：G00 X0.Y0.；
O0001； …… G90 G54 G00 X30.0 Y20.0； G55； G00 X30.0 Y20.0； G59； G00 X30.0 Y20.0； …… M30；
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数控机床编程与操作 6.3.2绝对坐标和相对坐标指令G90、G91 格式：G90 X_ Y_ Z_； G90表示绝对坐标， X、Y、Z值为目标点的坐标，只与 原点有关。 G91 X_ Y_ Z_； G91表示相对坐标目标点的坐标由X、Y、Z值和前一点决 定，不仅与原点有关还与前一点有关。 注：为模态指令，可相互注销。
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数控机床编程与操作 如图，要求刀具从A点切削到B点。
绝对值编程：G90 G01 X90.0 Y45.0 F100； 相对值编程：G91 G01 X70.0 Y30.0 F100；
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数控机床编程与操作 例：如图要求刀具快速从O点快速移动到（40，20）位置。
G90 G00 X40.0 Y20.0；
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数控机床编程与操作 ②直线插补指令G01 是刀具以插补联动方式从当前位置以指定的进给速 度F直线移动到目标点。 格式： G01 X＿ Y＿ Z＿ F ＿ ； X、Y、Z为刀具所要移动到目标点的坐标值； 在G90编程时为目标点在工件坐标系中的坐标值； 在G91编程时为目标点相对于前一点的位移量。 F为进给速度。
G17 G90 G16；（调用极坐标） G01 X50. Y60.；（X表示半径，Y表示角度）
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O2004 G17 G90G54G16； G00 X100.Y30.； G01 Z-20.F200; G00 Z10.; Y150. G01Z-20.F200; G00 Z10.; Y270.; G01Z-20.F200; G00Z10.; G15; M30;
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②刀具半径补偿的目的 Hale Waihona Puke Baidu削加工时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹和工件轮廓
不重合； 要按刀心轨迹编程，计算复杂； 补偿功能使编程可以按工件轮廓进行，刀具自动偏离工件轮廓
一个补偿值（刀具半径），简单方便。
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数控机床编程与操作 ③刀具半径补偿的应用 刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径变化后，
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G90 G94 G17 G21 G54；（程序初始设置） S1200 M03；（主轴正转，转速1200r/min） G00 X20.0 Y-20.0；(快速接近工件) Z10.0；（Z方向快速接近工件） G01 Z-3.0 F60；（Z方向下刀3mm） Y62.0；(切削直线) G02 X44.0 Y86.0 R24.0；（切削R24圆弧） G01 X100.0；（切削直线） G03 X120.0 Y66.0 R20.0；（切削R20圆弧） G01 Y40.0；（切削直线） X100.0 Y14.0；（切削直线） X0.0；（切削直线） G00 Z100.0；（抬刀） M05；（主轴停转） M30；（程序结束）
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数控机床编程与操作 6.3.8刀具半径补偿指令G40、G41、G42 ①刀具补偿功能 刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置（或实际刀 尖圆弧半径）与理论编程位置（或理论刀尖圆弧半径） 之差的一种功能。 通常有三种形式，即： 刀具位置补偿、刀具半径补偿、刀具长度补偿。 对于数控铣削：刀具半径补偿和刀具长度补偿。
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6.3.7回参考点指令G28 G28：经过中间某点返回参考点
格式： G28 X_ Y_ Z_；
注：① 在使用上经常将 XY和Z分开来用。先用G28 Z_提刀并回Z轴参考点位 置，然后再用G28 X_Y_回 到XY方向的参考点。 ② 在G90时为指定点在工 件坐标系中的坐标；在 G91时为指令点相对于刀 具当前点的位移量。
只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具直径，而不 必修改程序。
如图所示，1为未磨损刀 具，2为磨损后刀具，只 需将刀具参数表中的刀具 半径r1改为r2，即可。
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数控机床编程与操作
用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿， 可进行粗精加工。
如图所示，刀具半径 为r，精加工余量Δ。 粗加工时，输入刀具 半径（r＋Δ)，则加 工出细点画线轮廓； 精加工时，输入刀具 半径r，则加工出实线 轮廓。
参考点通常作为换刀的位置，大多数数控铣床的参考点设在工作 台正向运动的极限点位置并由行程档块来控制。
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数控机床编程与操作 6.1.3工件坐标系与工件原点、编程原点
对于不同的零件，为了编程方便，需要根据零件图样在零件上建 立的一个坐标系，该坐标系称为工件坐标系，也称编程坐标系。
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数控机床编程与操作 6.3.5 英制/公制转换指令G20、G21 G21：毫米 G20：英寸 进给速度单位的设定指令G94、G95 G94：in/min mm/min G95：in/r mm/r
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6.3.6 切削指令G00、G01、G02、G03 ①快速移动指令G00 是使刀具以点定位控制方式从当前位置以系统设定的速度快速移 动到目标点。 格式： G00 X＿ Y＿ Z＿； X、Y、Z：刀具所要移动到目标点的坐标值； 注：①为避免干涉，通常的做法是：不轻易三轴联动。一般先移 动一个轴，再在其它两轴构成的面内联动。 ②进刀时，先在安全高度Z上移动（联动）X、Y轴，再下移Z轴到 工件附近。 ③退刀时，先抬Z轴，再移动X-Y轴。
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数控机床编程与操作 注：① 执行此程序段只建立工件坐标系，刀具并不 产生运动，且刀具必须放在程序要求的位置上。 ② 该坐标系在机床重开机时消失，是临时的坐标系。 例：如图所示，用G92 指令建立工件坐标系 G92 X30.0 Y30.0 Z20.0；
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②选择工件坐标系G54～ G59