数控铣床编程

数控铣床编程 数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，在数控加工中占据了重要地 位。世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床，这主要因于铣床具有X、Y、Z三轴向可移动的特性，更加灵活，且可完成较多的加工工序。现在数控铣 床已全面向多轴化发展。目前迅速发展的加工中心和柔性制造单元也是在数 控铣床和数控镗床的基础上产生的。当前人们在研究和开发数控系统时，也 一直把铣削加工作为重点。 （一）机床坐标系 数控铣床的机床坐标系统同样遵循右手笛卡尔直角坐标系原则。由于数 控铣床有立式和卧式之分，所以机床坐标轴的方向也因其布局的不同而不同， 如图8-1所示。 +Z+Z+Y+Y +X+Z +X +X′+X′ +Y′+Z′ +Y′+W′ (a)(b) 图8-1 数控铣床的坐标系统 图8-1a)所示为立式升降台铣床的坐标方向。其Z轴垂直（与主轴轴线重合），且向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，且将刀具 243 向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；则根据右手笛卡尔坐标系的原 则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。 图8-1b)所示为卧式升降台铣床的坐标方向。其Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。 以上所述的坐标轴方向均是刀具相对于工件的运动方向（即工件不动， 刀具运动）而言，在图8-1中以+X，+Y，+Z 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。+X'，+Y'，+Z'指的是工件相对于刀具运动的坐标轴方向。+X'，+Y'，+Z'的方向与+X，+Y，+Z的方向相反。 （二）机床零点与机床坐标系的建立 机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或 机床零点。在机床经过 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定 的点。数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考 点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床 零点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到 所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。 （三）工件坐标系与加工坐标系 工件坐标系是编程人员在编程时相对工件建立的坐标系，它只与工件有 关，而与机床坐标系无关。但考虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方 向应该与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。通常编程人员会选择某一满 足编程要求，且使编程简单、尺寸换算少和引起的加工误差小的已知点为原 点，即编程原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 在程序开头就要设置工件坐标系，大多的数控系统可用G92指令建立工件坐标系，或用G54～G59指令选择工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直 有效，直到被新的工件坐标系所取代。 244 当零件在机床上被装卡好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置就 成为加工原点，也称为程序原点。由程序原点建立起的坐标系就是加工坐标 系。 因此，编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点， 建立工件坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装卡的实际位置。对 加工人员来说，则应在装卡工件、调试程序时，确定加工原点的位置，并在 数控系统中给于设定（即给出原点设定值），这样数控机床才能按照准确的 加工坐标系位置开始加工。 （一）数控铣床的主要功能 数控铣床从结构上可分为立式、卧式和立卧两用式数控铣床，配置不同 的的数控系统，其功能也有差别。除各自特点之外，一般具有的主要功能有 以下几方面。 1．点位控制功能 利用这一功能，数控铣床可以进行只需要作点位控制的钻孔、扩孔、绞 孔和镗孔等加工。 2．连续轮廓控制功能 数控铣床通过直线插补和圆弧插补，可以实现对刀具运动轨迹的连续轮 廓控制，加工出有直线和圆弧两种几何要素构成的平面轮廓工件。对非圆曲 线构成的平面轮廓，在经过直线和圆弧逼近后也可以加工。除此之外，还可 以加工一些空间曲面。 3．刀具半径自动补偿功能 各数控铣床大都具有刀具半径补偿功能，为程序的编制提供方便。总的 来说，该功能有以下几方面的用途： (1)利用这一功能，在编程时可以很方便地按工件实际轮廓形状和尺寸进 245 行编程计算，而加工中使刀具中心自动偏离工件轮廓一个刀具半径，加工出 符合要求的轮廓表面。 (2)利用该功能，通过改变刀具半径补偿量的方法来弥补铣刀制造的尺寸 精度误差，扩大刀具直径选用范围和刀具返修刃磨的允许误差。 (3)利用改变刀具半径补偿值的方法，以同一加工程序实现分层铣削和 粗、精加工，或者用于提高加工精度。 (4)通过改变刀具半径补偿值的正负号，还可以用同一加工程序加工某些 需要相互配合的工件，如相互配合的凹凸模等。 4．镜像加工功能 镜像加工也称为轴对称加工。对于一个轴对称形状的工件来说，利用这 一功能，只要编出一半形状的加工程序就可完成全部加工了。 5．固定循环功能 利用数控铣床对孔进行钻、扩、铰和镗加工时，加工的基本动作是相同 的，即刀具快速到达孔位——慢速切削进给——快速退回。对于这种典型化 动作，可以专门设计一段程序，在需要的时候进行调用来实现上述加工循环。 特别是在加工许多相同的孔时，应用固定循环功能可以大大简化程序。在利 用数控铣床的连续轮廓控制功能时，也常常遇到一些典型化的动作，如铣整 圆、方槽等，也可以实现循环加工。 固定循环功能是一种子程序，采用参数方式进行编制。在加工中根据不 同的需要对子程序中设定的参数赋值并调用，以此加工出大小不同和形状不 同的工件轮廓及孔径、孔深不同的孔。目前，已有不少数控铣床的数控系统 附带有各种已编好的子程序，并可以进行多重嵌套，用户可以直接加以调用， 编程就更加方便。 除以上的常备功能外，有些数控铣床还加入了一些特殊功能，如增加了 计算机仿形加工装置，使铣床可以在数控和靠模两种控制方式中任选一种来 246 进行加工，从而扩大了机床使用范围；具备自适应功能的数控铣床可以在加 工过程中根据感受到的切削状况（如切削力、温度等）的变化，通过适应性 控制系统及时控制机床改变切削用量，使铣床及刀具始终保持最佳状态，从 而可获得较高的切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命；配置了数据采集 系统的数控铣床可以通过传感器（通常为电磁感应式、红外线或激光扫描式） 对工件或实物（样板、模型等）进行测量和采集所需要的数据。这种功能为 那些必须按实物依据生产的工件实现数控加工带来了很大的方便，大大减少 了对实样的依赖，为仿制与逆向设计??制造一体化工作提供了有效手段。 目前已出现既能对实物扫描采集数据，又能对采集到的数据进行自动处理并 生成数控加工程序的系统，简称录返系统。 (二)数控铣床的加工工艺范围 铣削是机械加工中最常用的加工方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣 削，也可以对零件进行钻、扩、铰和镗孔加工与攻丝等。适于采用数控铣削 的零件有箱体类零件、变斜角类零件和曲面类零件。 1．平面类零件 平面类零件的特点是各个加工表面是平面，或可以展开为平面。目前在 数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。平面类零件是数控铣削加 工对象中最简单的一类，一般只须用三坐标数控铣床的两坐标联动（即两轴 半坐标加工）就可以加工。 2．变斜角类零件 加工面与水平面的夹角成连续变化的零件称为变斜角类零件。加工变斜 角类零件最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工，若没有上述机床，也 可在三坐标数控铣床上采用两轴半控制的行切法进行近似加工。 3．曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。曲面类零件的加工面与铣刀 247 始终为点接触，一般采用三坐标数控铣床加工，常用的加工方法主要有下列 两种： (1)采用两轴半坐标行切法加工。行切法是在加工时只有两个坐标联动， 另一个坐标按一定行距周期行进给。这种方法常用于不太复杂的空间曲面的 加工。 (2)采用三轴联动方法加工。所用的铣床必须具有X、Y、Z三坐标联动加工功能，可进行空间直线插补。这种方法常用于发动机及模具等较复杂空间 曲面的加工。 数控铣床的工艺装备主要包括夹具和刀具两类。 (一)夹具 在数控机床上加工零件，由于工序集中往往是在一次装卡中完成全部工 序。因此，对零件的定位、夹紧方式要注意以下几个方面。 （1）在选用夹具时应综合考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及 经济性等问题。在小批量时应尽量采用组合夹具；当工件批量较大、精度要 求较高时可以考虑设计专用夹具，或采用多工位夹具及气动、液压夹具。但 此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。 （2）零件定位、夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换以及重要 部位的测量。尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具相撞的现象。 （3）夹紧力应力求通过靠近主要支撑点或在支撑点所组成的三角形内。 应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方， 以减少零件变形。 （4）零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间， 提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用同一定位基准，同一装 卡方式。 248 (二)刀具 数控机床，特别是加工中心，其主轴转速较普通机床的主轴转速高1～2倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转，因此数控刀 具的强度与耐用度至关重要。目前硬质合金涂镀刀具已广泛用于加工中心， 陶瓷刀具与立方氮化硼等刀具也开始在加工中心上运用。一般说来，数控机 床所用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑 性能和可调、易更换等特点。 （1）平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走 刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。 注意选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精切走刀精度。 因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时铣刀直径要选大 些，最好能包容加工面的整个宽度。 （2）立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口 面。 为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽 小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。 （3）铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。 （4）加工型面零件和变斜角轮廓外形时常采用球头刀、环形刀、鼓形刀 和锥形刀等，如图8-2所示。 另外，对于一些成型面还常使用各种成型铣刀。 R1OOO1:6～1:20RR1R2dR2 (d)(b)(a)(c) 图8-2 轮廓加工常用刀具 249 数控铣削加工的工艺性 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 是编程前的重要工艺准备工作之一，关系到 机械加工的效果和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序来工作的，因 此对零件加工中所有的要求都要体现在加工中，如加工顺序、加工路线、切 削用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削液等都要预先确定好并编入 程序中。根据加工实践，数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可 归纳为以下几个方面. (一)选择并确定数控铣削加工部位及工序内容 数控铣削加工有着自己的特点和适用对象，若要充分发挥数控铣床的优 势和关键作用，就必须正确选择数控铣床类型、数控加工对象与工序内容。 通常将下列加工内容作为数控铣削加工的主要选择对象： （1）工件上的曲线轮廓，特别是有数学表达式给出的非圆曲线与列表曲 线等曲线轮廓； （2）已给出数学模型的空间曲面； （3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位； （4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽； （5）以尺寸协调的高精度孔或面； （6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状； （7）采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般 加工内容。 此外，立式数控铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、 样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等；卧式数控铣 床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等；多坐 标联动的卧式加工中心还可以用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具 等。 250 (二)加工工序的划分 在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分集中，许多零件 只需在一次装卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛 坯零件的基准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后，再装卡到数 控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度， 延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。在数控机床上加工零 件其工序划分的方法有： 1．刀具集中分序法 即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位， 在用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。这种分序法可以减 少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。 2．粗、精加工分序法 这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分开 的原则进行分序。对单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工，而后精 加工。粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分 恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。 3．按加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复 杂的几何形状；先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。 总之，在数控机床上加工零件，其加工工序的划分要视加工零件的具体 情况具体分析。许多工序的安排是综合了上述各分序方法的。 (三)确定对刀点与换刀点 对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重 要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相 对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工 251 件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件 的加工原点。选择对刀点的原则是： （1）方便数学处理和简化程序编制； （2）在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置； （3）加工过程中便于检查； （4）引起的加工误差小。 对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有 已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基 准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。 对刀时应使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，是指确定刀具位置的基 准点，如平头立铣刀的刀位点一般为端面中心；球头铣刀的刀位点取为球心； 钻头为钻尖。 “换刀点”应根据工序内容来作安排，为了防止换刀时刀具碰伤工件， 换刀点往往设在距离零件较远的地方。 (四)选择走刀路线 走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的的运动轨迹和方向。 走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。 确定走刀路线的一般原则是： （1）保证零件的加工精度和表面粗糙度； （2）方便数值计算，减少编程工作量； （3）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间； （4）尽量减少程序段数。 另外，在选择走刀路线时还要充分注意以下几种情况： （1）避免引入反向间隙误差。数控机床在反向运动时会出现反向间隙， 如果在走刀路线中将反向间隙带入，就会影响刀具的定位精度，增加工件的 252 定位误差。例如精镗图8-3a）中所示的四个孔，当孔的位置精度要求较高时， 安排镗孔路线的问题就显得比较重要，安排不当就有可能把坐标轴的反向间 隙带入，直接影响孔的位置精度。这里给出两个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，方案A如图8-3a）所示，方案B如图8-3b）所示。 XX对刀点对刀点 ???? ?????????? ??? OOYY (a)(b) 图8-3 镗铣加工路线图 从图中不难看出，方案A中由于?孔与?、?、?孔的定位方向相反，X 向的反向间隙会使定位误差增加，而影响?孔的位置精度。 在方案B中，当加工完?孔后并没有直接在?孔处定位，而是多运动了 一段距离，然后折回来在?孔处定位。这样?、?、?孔与?孔的定位方向 是一致的，就可以避免引入反向间隙的误差，从而提高了?孔与各孔之间的 孔距精度。 （2）切入切出路径。在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切 削，由于主轴系统和刀具的刚度变化，当沿法向切入工件时，会在切入处产 生刀痕，所以应尽量避免沿法向切入工件。当铣切外表面轮廓形状时，应安 排刀具沿零件轮廓曲线的切向切入工件，并且在其延长线上加入一段外延距 离，以保证零件轮廓的光滑过渡。同样，在切出零件轮廓时也应从工件曲线 的切向延长线上切出。如图8-4a）所示。 当铣切内表面轮廓形状时，也应该尽量遵循从切向切入的方法，但此时 切入无法外延，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线。切出时也应多安排 253 一段过渡圆弧再退刀，如图8-4b）所示。当实在无法沿零件曲线的切向切入、 切出时，铣刀只有沿法线方向切入和切出，在这种情况下，切入切出点应选 在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免停顿。 刀具运动轨迹刀具运动轨迹 原点原点?????? 取消刀具补偿点???切出点 ??切入点 圆弧切入点 (a)铣削外圆加工路径(b)铣削内圆加工路径 图8-4 铣削圆的加工路线 为了消除由于系统刚度变化引起进退刀时的痕迹，可采用多次走刀的方 法，减小最后精铣时的余量，以减小切削力。 在切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进 行刀具补偿，如图8-5a）所示，这样会产生过切现象。为此，应在切入工件 前的切向延长线上另找一点，作为完成刀具半径补偿点，如图8-5b）所示。 过切 (a)(b) 图8-5 刀具半径补偿点 （3）采用顺铣加工方式 254 在铣削加工中，若铣刀的走刀方向与在切削点的切削速度方向相反，称 为逆铣，其铣削厚度是由零开始增大，如图8-6a）所示；反之则称为顺铣， 其铣削厚度由最大减到零，如图8-6b）所示。由于采用顺铣方式时，零件的 表面精度和加工精度较高，并且可以减少机床的“颤振”，所以在铣削加工零 件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式。 若要铣削如图8-7所示内沟槽的两侧面，就应来回走刀两次，保证两侧 面都是顺铣加工方式，以使两侧面具有相同的表面加工精度。 V fV Vf V 顺铣逆铣(b)(a) 图8-6 顺铣和逆铣 图8-7 铣削内沟槽的侧面 ZZZ OOOYYYXXX (a)(b)(C) 图8-7 图8-8 立体轮廓的加工 （4）立体轮廓的加工 加工一个曲面时可能采取的三种走刀路线，如图8-8所示。即沿参数曲面的u向行切、沿w向行切和环切。对于直母线类表面，采用图8-8b）的方案显然更有利，每次沿直线走刀，刀位点计算简单，程序段少，而且加工过 255 程符合直纹面的形成规律，可以准确保证母线的直线度。图8-8a）方案的优 点是便于在加工后检验型面的准确度。因此实际生产中最好将以上两种方案 结合起来。图8-8c）所示的环切方案一般应用在内槽加工中，在型面加工中 由于编程麻烦，一般不用。但在加工螺旋桨桨叶一类零件时，工件刚度小， 采用从里到外的环切，有利于减少工件在加工过程中的变形。 （5）内槽加工 内槽是指以封闭曲线为边界的平 内槽轮廓底凹坑，如图8-9所示。加工内槽 一律使用平底铣刀，刀具边缘部分 YR的圆角半径应符合内槽的图纸要求。 内槽的切削分两步，第一步切内腔， 第二步切轮廓。切轮廓通常又分为 精加工刀位多边形粗加工刀位多边形 粗加工和精加工两步。粗加工时从 图8-9 内槽加工 内槽轮廓线向里平移铣刀半径R并 且留出精加工余量y。由此得出的粗加工刀位线形是计算内腔走刀路线的依 据。切削内腔时，环切和行切在生产中都有应用。两种走刀路线的共同点是 都要切净内腔中的全部面积，不留死角，不伤轮廓，同时尽量减少重复走刀 的搭接量。环切法的刀位点计算稍复杂，需要一次一次向里收缩轮廓线，算 法的应用局限性稍大，例如当内槽中带有局部凸台时，对于环切法就难于设 计通用的算法。 从走刀路线的长短比较，行切法要略优于环切法。但在加工小面积内槽 时，环切的程序量要比行切小。 以前我国的数控铣床所使用的数控系统基本是从国外进口的，其中以日 本FANUC、德国SIEMENS、美国A-B公司和西班牙FAGOR生产的数控系统为主。 256 近年来，我国也在不断自行开发国产的数控系统，并得到了较广泛的应用。 其中较为成功的是华中数控、北京数控和广州数控。这几种数控系统都是在 FANUC系统的基础上，根据我国国情进行开发改造的。这里以华中数控系统 为例详细讲解数控铣床编程指令的应用。 华中数控系统是武汉华中数控股份有限公司与华中理工大学联合研制开 发的。目前主要的型号有：华中I 型(HNC-1)和华中世纪星(HNC-21M)。华中I 型是一种性能较为全面的、高性能数控装置；华中世纪星是在华中I 型的基础上，为满足市场要求开发的高性能经济型数控装置，是一种基于PC的铣床CNC数控装置，其基本编程指令与华中I 型相同。在此以华中世纪星 (HNC-21M)为例进行讲解。 HNC-21M系统技术性能参数是：可控制轴数和联动轴数位4 轴(X、Y、Z、4TH)；最大编程尺寸为99999.999mm；最小分辨率为0.01m-10m(可设置)。 另外，该系统还具有直线、圆弧和螺旋线插补功能；刀具长度与半径补 偿功能；用户宏程序功能；固定循环功能；旋转、缩放和镜像功能；反向间 隙补偿功能；双向螺距补偿(最多5000 点) 功能；主轴转速及进给速度倍率 控制功能；M、S、T功能；MDI 功能；自动加减速控制(S 曲线) 功能；加速度平滑控制功能；加工断点保护/恢复功能；故障自我诊断与报警功能；全屏 幕程序在线编辑与校验功能；CNC 通讯（RS-232）等功能。 （一）程序格式 一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。它由遵循一 定结构句法和格式规则的若干个程序段组成，而每个程序段又由若干个指令 字组成，如图8-10所示。 257 开始符% 程序名O0008程序段 N10 G92 X0 Y0 Z0； 程序段结束符N20 G90 G01 X-50 Y0 F300 M03 ； „指令字N80 M05 ； N90 M03； 结束符% 图8-10 程序格式 一个零件的加工程序格式因数控系统而不同，但通常（ISO 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ）包括了起始符和结束符，即由“%”开头和结尾，以字母O后跟四位数字构成的程序名单列一行，其下是程序主体，M30或M02作为程序结束指令。华中世纪 星数控装置HNC-21M 的程序结构如下： （1）程序起始符：%(或O)符，%(或O)后跟程序号。 （2）程序结束：M30或M02。 （3）注释符：括号( )内或分号后的内容为注释文字。 值得注意的是，一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的，而不是按 程序段号的顺序执行的，但书写程序时建议按升序书写程序段号。 X..Y..Z..H..I..J..K..A..B..C..N„G„F„S„T„M„；D..RU..V..W.. 主 刀轴尺寸字刀进段准辅程具转具结给助备序补速功功功束功段偿功能能能能符号号能 图8-11 程序段格式 （二）程序段格式 每个程序段由若干个指令字组成，以“；”或“LT”作为段结束标志。 258 具体格式如图8-11所示。 指令字是控制系统的具体指令，由地址符(字母)和带符号（如尺寸字） 或不带符号的数字组成。 编程指令按不同功能划分为准备功能G指令、辅助功能M指令和F、S、T指令三大类。 mm/min（一）F、S、T指令 F 1．F功能 刀具 F是控制刀具位移速度的进 工件 给速率指令，为续效指令，如图 工作台 8-12所示。但快速定位G00的速 度不受其控制。 图8-12进给速率F 在铣削加工中，F的单位一般为mm / min(每分钟进给量)。 2．S功能 S功能用以指定主轴转速，单位是r / min。S是模态指令。S功能只有在主轴速度可调节时才有效。 3．T功能 T是刀具功能字，后跟两位数字指示更换刀具的编号。在加工中心上执 行T 指令，则刀库转动来选择所需的刀具，然后等待直到M06指令作用时自动完成换刀。 T 指令同时可调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径) 。虽然T 指令为非模态指令，但被调用的刀补值会一直有效，直到再次换刀调入新 的刀补值。 如T0101，前一个01指的是选用01号刀，第二个01指的是调入01号刀补值。当刀补号为00时，实际上是取消刀补。如T0100，则是用01号刀， 259 且取消刀补。 （二）、辅助功能M指令 辅助功能M指令，由地址字M后跟一至两位数字组成，M00～M99。主要用来设定数控机床电控装置单纯的开/关动作，以及控制加工程序的执行走 向。各M指令功能如表8-1所示： 表8-1 M 代 码 功 能 表 M 指令 功 能 M 指令 功 能 M00 程序停止 M06 刀具交换 M01 程序选择性停止 M08 切削液开启 M02 程序结束 M09 切削液关闭 M03 主轴正转 M30 程序结束，返回开头 M04 主轴反转 M98 调用子程序 M05 主轴停止 M99 子程序结束 1．暂停指令M00 当CNC 执行到M00 指令时，将暂停执行当前程序，以方便操作者进行刀 具更换、工件的尺寸测量、工件调头或手动变速等操作。暂停时机床的主轴 进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变。若欲继续执行后续程 序重按操作面板上的“启动键”即可。 2．程序结束指令M02 M02用在主程序的最后一个程序段中，表示程序结束。当CNC 执行到M02 指令时机床的主轴、进给及冷却液全部停止。使用M02的程序结束后，若要重新执行该程序就必须重新调用该程序。 3．程序结束并返回到零件程序头指令M30 M30 和M02 功能基本相同，只是M30 指令还兼有控制返回到零件程序头 (%)的作用。 使用M30 的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上 的“启动键”即可。 260 4．子程序调用及返回指令M98、M99 M98 用来调用子程序；M99 表示子程序结束，执行M99 使控制返回到主程序。 在子程序开头必须规定子程序号，以作为调用入口地址。在子程序的结 尾用M99，以控制执行完该子程序后返回主程序。 在这里可以带参数调用子程序，类似于固定循环程序方式。有关内容可 参见“固定循环宏程序”。另外，G65指令的功能与M98相同。 5．主轴控制指令M03 、M04和 M05 M03 启动主轴，主轴以顺时针方向（从Z 轴正向朝Z 轴负向看）旋转；M04 启动主轴，主轴以逆时针方向旋转；M05 主轴停止旋转。 6．换刀指令M06 M06 用于具有刀库的数控铣床或加工中心，用以换刀。通常与刀具功能 字T 指令一起使用。如T0303 M06是更换调用03号刀具，数控系统收到指令后，将原刀具换走，而将03号刀具自动地安装在主轴上。 7．冷却液开停指令M07、M09 M07指令将打开冷却液管道；M09指令将关闭冷却液管道。其中M09为缺省功能。 （三）准备功能G指令 准备功能G代码是建立坐标平面、坐标系偏置、刀具与工件相对运动轨 迹（插补功能）、以及刀具补偿等多种加工操作方式的指令。范围由：G0(等效于G00) ～G99。G代码指令的功能如表8-2所示。 表8-2 常用G代码及功能 G 代 码 组 别 功 能 G00 快速定位 G01 直线插补 01 G02 顺（时针）圆弧插补 G03 逆（时针）圆弧插补 G04 00 暂停 G17 02 X-Y平面设定 261 G18 X-Z平面设定 G19 Y-Z平面设定 G20 英制单位输入 06 G21 公制单位输入 G28 经参考点返回机床原点 00 G29 由参考点返回 G40 刀具半径补偿取消 G41 07 刀具半径左补偿 G42 刀具半径右补偿 G43 正向长度补偿 G44 08 负向长度补偿 G49 长度补偿取消 G52 00 局部坐标系设定 G54 第一工作坐标系 G55 第二工作坐标系 G56 第三工作坐标系 14 G57 第四工作坐标系 G58 第五工作坐标系 G59 第六工作坐标系 G73 分级进给钻削循环 G74 反攻螺纹循环 09 G80 固定循环注销 G81～G89 钻、攻螺纹、镗孔固定循环 G90 绝对值编程 03 G91 增量值编程 G92 00 工件坐标系设定 G98 固定循环退回起始点 10 G99 固定循环退回R点 注：?黑体字指令为系统上电时的默认设置； ?00组代码是一次性代码，仅在所在的程序行内有效； ?其他组别的G指令为模态代码，此类指令一经设定一直有效，直到被同组G代码取代。 1．单位设定指令G20、G21、G22 G20是英制输入制式；G21是公制输入制式；G22是脉冲当量输入制式。3 种制式下线性轴和旋转轴的尺寸单位如表8-3所示。 表8-3 尺寸输入制式及单位 指令 线性轴 旋转轴 G20（英制） 英寸 度 G21（公制） 毫米 度 G22（脉冲当量） 移动轴脉冲当量 旋转轴脉冲当量 2．绝对值编程G90 与相对值编程G91 G90是绝对值编程，即每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的； 262 G91是相对值编程，即每个编程坐标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。G90和G91可以用于同一个程序段中，但要注意 其顺序所造成的差异。 如图8-13a)所示的图形，要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点，使用G90和G91编程如图8-13b)、c)所示。 X245 G91编程G90编程325N X Y N X Y 1N10 X20 Y15N10 X20 Y1515N20 X40 Y45N20 X20 Y30ON30 X60 Y25N30 X20 Y-20204060Y (a)(b)(c) 图8-13 绝对值编程与相对值编程 选择合适的编程方式将使编程可以简化。通常当图纸尺寸由一个固定基 准给定时，采用绝对方式编程较为方便，而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的 间距给出时，采用相对方式编程较为方便。 ZZ 20 30G18OOYG17Y程序起点 刀具起点G19X30 图8-14 加工平面设定 图8-15 设定工件坐标系指令G92 3．加工平面设定指令G17、G18、G19： G17选择XY平面；G18选择ZX平面；G19选择YZ平面，如图8-14所示。一般系统默认为G17。该组指令用于选择进行圆弧插补和刀具半径补偿的平 面。 注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“G17 G01 Z10”时，Z 263 轴照样会移动。 4．坐标系设定指令： （1）工件坐标系设定指令G92 指令格式为：G92 X_ Y_ Z_ G92并不驱使机床刀具或工作台运动，数控系统通过G92命令确定刀具当前机床坐标位置相对于加工原点（编程起点）的距离关系，以求建立起工 件坐标系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀点相对于工件原定的位置。要 建立如图8-15所示工件的坐标系。使用G92 设定坐标系的程序为G92 X30 Y30 Z20 。G92指令一般放在一个零件程序的第一段。 （2）工件坐标系选择指令G54～G59 G54～G59 是系统预定的6 个工件坐标系，可根据需要任意选用。这6 个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值(工件零点偏置值)可用MDI 方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时 的指令值均为相对此工件坐标系原点的值。采用G54～G59选择工件坐标系方式如图8-16所示。 ZZ G59坐标系G54坐标系G59原点G54原点工件零点偏置YY XX 机床原点 图8-16 选择坐标系指令G54～G59 在图8-17a)所示坐标系中，要求刀具从当前点移动到A 点，再从A 点移动到B 点。使用工件坐标系G54和G59的程序如图8-17b)所示。 在使用G54～G59时应注意，用该组指令前，应先用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。 264 ZYY当前点?A?BBA3040%0009N10 G54 G00 G90 X30 Y40N20 G59XG59N30 G00 X30 Y3030G5430„X 机床原点X (a)(b) 图8-17 G54～G59的使用 （3）局部坐标系设定指令G52 指令格式为：G52 X_Y_Z_A_ 其中X 、Y、 Z 、A 是局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。 G52 指令能在所有的工件坐标系(G92、G54～G59)内形成子坐标系，即局部坐标系。含有G52 指令的程序段中，绝对值编程方式的指令值就是在该局 部坐标系中的坐标值。设定局部坐标系后，工件坐标系和机床坐标系保持不 变。G52 指令为非模态指令。在缩放及旋转功能下不能使用G52指令，但在G52下能进行缩放及坐标系旋转。 （4）直接机床坐标系编程指令G53 指令格式为：G53 X_ Y_ Z_ G53 是机床坐标系编程，该指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定 位置上。在含有G53 的程序段中，应采用绝对值编程。且X、Y、Z均为负值。 5．进给控制指令 （1）快速定位指令G00 指令格式为：G00 X_ Y_ Z_ A_ 其中X、Y、Z、A 是快速定位终点，在G90 时为终点在工件坐标系中的 坐标，在G91 时为终点相对于起点的位移量。 G00指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动 到程序段指令的定位目标点。其快移速度由机床参数“快移进给速度”对各 265 轴分别设定，而不能用F规定。G00一般用于加工前的快速定位或加工后的 快速退刀。注意在执行G00 指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各 轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。所以操作者必 须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是将Z 轴移动到安全高度，再放心地执行G00 指令。 (2)单方向定位G60 指令格式为：G60 X_ Y_ Z_ A_ 其中X、Y、Z、A 是单向定位终点。G60 单方向定位过程是：各轴先以 G00 速度快速定位到一中间点，然后以一固定速度移动到定位终点。各轴的 定位方向(从中间点到定位终点的方向)以及中间点与定位终点的距离，由机 床参数单向定位偏移值设定。当该参数值小于0时，定位方向为负；当该参数值大于0 时，定位方向为正。G60 指令仅在其被规定的程序段中有效。 6．直线插补指令G01 数控机床的刀具（或工作台）沿各坐标轴位移是以脉冲当量为单位的（mm/ 脉冲）。刀具加工直线或圆弧时，数控系统按程序给定的起点和终点坐标值， 在其间进行“数据点的密化”——求出一系列中间点的坐标值，然后依顺序 按这些坐标轴的数值向各坐标轴驱动机构输出脉冲。数控装置进行的这种“数 据点的密化”叫做插补功能。 G01是直线插补指令。它指定刀具从当前位置，以两轴或三轴联动方式 向给定目标按F指定进给速度运动，加工出任意斜率的平面(或空间)直线。 指令格式为：G01 X_ Y_ Z_ F_ 其中X、Y、Z是线性进给的终点，F是合成进给速度。 G01 指令是要求刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前 位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。G01是模态指令，可由G00、 G02、 G03 或G33功能注销。 266 7．圆弧插补指令G02、G03 G02、G03按指定进给速度的圆弧切削，G02顺时针圆弧插补，G03逆时K 针圆弧插补。 ZYX顺圆顺圆顺圆逆圆逆圆逆圆终点终点终点 RR起点R起点起点 I圆心圆心圆心 JIK YOXOZOG19平面G17平面G18平面 图8-18 圆弧插补方向 所谓顺圆、逆圆指的是从第三轴正向朝零点或朝负方向看，如X-Y平面J 内，从Z轴正向向原点观察，顺时针转为顺圆，反之逆圆。如图8-18所示。 指令格式为： G02R,,, G17X_Y_,,,G03I_J_,,, G02R_,,, G18X_Z_,,,G03I_K_,,, G02R_,,, G19Y_Z_,,,G03J_K_,,, 其中：X、Y、Z ——X轴、Y轴、Z轴的终点坐标； I、J、K ——圆弧起点相对于圆心点在X、Y、Z轴向的增量值； R ——圆弧半径； F ——进给速率。 终点坐标可以用绝对坐标G90时或增量坐标G91表示，但是I、J、K的 267 值总是以增量方式表示。 【例8-1】 使用G02 对图8-19所示劣弧a 和优弧b 进行编程。 ZZ b R30 A终点R30OXR30 a OBX起点 图8-19优弧与劣弧的编程 图8-20 整圆编程 分析：在图中，a弧与b弧的起点相同、终点相同、方向相同、半径相 同，仅仅旋转角度a＜180?，b＞180?。所以a弧半径以R30表示，b弧半 径以R-30表示。程序编制如表8-4。 表8-4 劣弧a 和优弧b 的编程 类别 劣弧（a弧） 优弧（b弧） G91 G02 X30 Y30 R30 F300 G91 G02 X30 Y30 R-30 F300 增量编程 G91 G02 X30 Y30 R30 F300 G91 G02 X30 Y30 I0 J30 F300 G90 G02 X0 Y30 R30 F300 G90 G02 X0 Y30 R-30 F300 绝对编程 G90 G02 X0 Y30 I30 J0 F300 G90 G02 X0 Y30 I0 J30 F300 【例8-2】使用G02/G03 对图8-20所示的整圆编程。 解：整圆的程序编制见表8-5。 表8-5 整圆的程序 类别 从A 点顺时针一周 从B 点逆时针一周 增量编程 G91 G02 X0 Y0 I30 J0 F300 G91 G03 X0 Y0 I0 J30 F300 绝对编程 G90 G02 X30 Y0 I30 J0 F300 G90 G03 X0 Y-30 I0 J30 F300 注意： ?所谓顺时针或逆时针，是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看 到的回转方向； ?整圆编程时不可以使用R方式，只能用I、J、K方式； 268 ?同时编入R 与I、J、K 时，只有R 有效。 8．螺旋线进给指令G02/G03 指令格式为： G02I_J_,,,, G17X_Y_Z_F_,,,,G03R,,,, G02I_K_,,,, G18X_Z_Y_F_,,,,G03R_,,,, G02J_K_,,,, G19Y_Z_X_F_,,,,G03R,,,, 其中X, Y, Z 是由G17/G18/G19 平面选定的两个坐标为螺旋线投影圆弧 的终点，意义同圆弧进给，第3 坐标是与选定平面相垂直轴的终点。其余参 数的意义同圆弧进给。该指令对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动指 令，对于任何小于360 的圆弧，可附加任一数值的单轴指令。图8-21a)所示 螺旋线编程的程序见图8-21b）。 Z终点10G91 编程：G91 G17 F300G03 X-30 Y30 R30 Z1030OG90 编程：YG90 G17 F300G03 X0 Y30 R30 Z1030起点 X （a）（b） 图8-21 螺旋线进给指令 9．刀具补偿指令 （1）刀具半径补偿指令G40、G41、G42 指令格式为： 269 G41,, ； G01X_Y_D_,,G42,, G01 G40 X_Y_； 刀具运动方向刀具运动方向 工件工件 旋旋刀具刀具 转转 方方向向 （a）（b） 图8-22 刀具半径补偿 其中：G41——左偏半径补偿，指沿着刀具前进方向，向左侧偏移一个刀具半 径，如图8-22a)所示。 G42——右偏半径补偿，指沿着刀具前进方向，向右侧补偿一个刀具半径， 如图8-22b)所示。 X,Y——建立刀补直线段的终点坐标值。 D ——数控系统存放刀具半径值的内存地址，后有两位数字。如：D01代表了存储在刀补内存表第1号中的刀具的半径值。刀具的半径值需预先用 手工输入。 G40——刀具半径补偿撤消指令。 注意： ?刀具半径补偿平面的切换，必须在补偿取消方式下进行。 ?刀具半径补偿的建立与取消只能用G00 或G01 指令，不得是G02 或G03。 【例8-3】考虑刀具半径补偿，编制图8-23所示零件的加工程序。要求 建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工。设加工开始时 刀具距离工件上表面50mm，切削深度为2mm。 270 Y 30D??20EC??B?A10 O-10?10203040X?-10对刀点K 图8-23 刀补指令的应用 解：一个完整的零件程序如表8-6。 表8-6 刀具半径补偿指令的应用 程 序 说 明 %8031 程序名 N10 G92 X-10 Y-10 Z50 确定对刀点 N20 G90 G17 在XY平面，绝对坐标编程 N30 G42 G00 X4 Y10 D01 右刀补，进刀到（4，10）的位置 N40 Z2 M03 S900 Z轴进到离表面2mm的位置，主轴正转 N50 G01 Z-2 F800 进给切削深度 N60 X30 插补直线A?B N70 G03 X40 Y20 I0 J10 插补圆弧B?C N80 G02 X30 Y30 I0 J10 插补圆弧C?D N90 G01 X10 Y20 插补直线D?E N100 Y5 插补直线E?（10，5） N110 G00 Z50 M05 返回Z方向的安全高度，主轴停转 N120 G40 X-10 Y-10 返回到对刀点 N130 M02 程序结束 注意： ?加工前应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点(-10，-10， 50)的对刀点处。 ?图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头的虚线为刀具中心的实际路 线。 （2）刀具长度补偿指令G43、G44、G49 G43使刀具在终点坐标处向正方向多移动一个偏差量e；G44则把刀具在 271 终点坐标值减去一个偏差量e（向负方向移动e）；G49（或D00）撤销刀具长度补偿。其格式与刀具半径补偿指令相类似。 10．回参考点控制指令 （1）自动返回参考点G28 指令格式为：G28 X_ Y_ Z_ A_ 其中X、Y、Z、A 是回参考点时经过的中间点（非参考点）。 G28 指令首先使所有的编程轴都快速定位到中间点，然后再从中间点返 回到参考点。一般G28 指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该 指令之前，应取消刀具补偿。在G28 的程序段中不仅产生坐标轴移动指令， 而且记忆了中间点坐标值，以供G29 使用。 电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下指定G28 时，从中间点自动返回参考点与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方向，就是 机床参数“回参考点方向”设定的方向。G28 指令仅在其被规定的程序段中 有效。 （2）自动从参考点返回G29 指令格式为：G29 X_ Y_ Z_ A_ 其中X、Y、Z、A 是返回的定位终点。 G29可使所有编程轴以快速进给经过由G28 指令定义的中间点，然后再 到达指定点。通常该指令紧跟在G28指令之后。G29指令仅在其被规定的程序段中有效。 YR10 钻孔程序YB中间点%0010AN10 G92 X0 Y0 Z0XN20 G91 F200 M03 S500CN30 G43 G01 Z-6 H01N40 G04 P5N50 G49 G00 Z6 M05 M30OX(b)(a) 图8-24 G28指令的应用 图8-25 暂停指令的应用 272 11．暂停指令G04 指令格式为：G04 P_ 其中：P——暂停时间，单位为s（秒）。 G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作。在执行含G04 指令的程序段时，先执行暂停功能。G04为非模态指令，仅在其被规定的程 序段中有效。图8-25a）所示零件的钻孔加工程序如图8-25b）所示。 在零件的钻孔加工程序中，G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光 滑的表面。如对不通孔作深度控制时，在刀具进给到规定深度后，用暂停指 令使刀具作非进给光整切削，然后退刀，确保孔底平整。 12．简化编程指令 （1）镜像功能G24、G25 指令格式为：G24 X__ Y__ Z__ A__ M98 P_ G25 X__ Y__ Z__ A__ 其中：G24——建立镜像； G25——取消镜像； X、Y、Z、A——镜像位置。 当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只 对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能。 当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。 【例8-4】 使用镜像功能编制如图8-26所示轮廓的加工程序。设刀具起点距工件上表面100mm，切削深度5mm。 273 Y R1030 2021 10 0X-30-20-10102030 -10 34-20 -30 图8-26 镜像功能应用实例 解：轮廓的加工程序见表8-7。 表8-7 镜像功能实例程序 程 序 说 明 %8041 主程序 N10 G17 G00 M03 N20 G98 P100 加工? N30 G24 X0 Y轴镜像，镜像位置为X=0 N40 G98 P100 加工? N50 G24 X0 Y0 X轴、Y轴镜像，镜像位置为（0，0） N60 G98 P100 加工? N70 G25 X0 取消Y轴镜像 N80 G24 Y0 X轴镜像 N90 G98 P100 加工? N100 G25 Y0 取消镜像 N110 M05 N120 M30 %200 子程序 N200 G41 G00 X10.0 Y4.0 D01 N210 Y1.0 N220 Z-98.0 N230 G01 Z-7.0 F100 N240 Y25.0 N250 X10.0 274 N260 G03 X10.0 Y-10.0 I10.0 N270 G01 Y-10.0 N280 X-25.0 N290 G00 Z105 N300 G40 X-5.0 Y-10.0 N310 M99 （2）缩放功能G50、G51 指令格式为：G51 X_Y_Z_P_ M98 P_ G50 其中：G51——建立缩放； G50——取消缩放； X、Y、Z——缩放中心的坐标值； P——缩放倍数。 G51既可指定平面缩放也可指定空间缩放。在G51 后运动指令的坐标值以X、Y、Z为缩放中心，按P规定的缩放比例进行计算。在有刀具补偿的情 况下，先进行缩放，然后才进行刀具 YC110半径补偿和刀具长度补偿。 90 C′【例8-5】用缩放功能编制如 70 50图8-27所示轮廓的加工程序，已知 B′A′30BA三角形ABC的顶点为A(10, 30)，B 10(90, 30) ，C(50, 110) ，三角形 X1030507090 ZA′B′C′是缩放后的图形，其缩放 64中心为D(50, 50)，缩放系数为0.5 O X 倍，设刀具起点距工件上表面为50mm。 图8-27 缩放功能的应用实例 解：该工件的加工程序见表8-8。 275 表8-8 缩放功能实例程序 程 序 说 明 %8051 主程序 N10 G92 X0 Y0 Z50 建立工件坐标系 N20 G91 G17 M03 S600 N30 G43 G00 X50 Y50 Z-46 H01 F300 快速定位至工件中心，距表面4mm，建立长度补偿 N40 #51=14 给局部变量#51赋予14的值 N50 M98 P100 调用子程序，加工三角形ABC N60 #51=8 重新给局部变量#51赋予8的值 N70 G51 X50 Y50 P0.5 缩放中心(50, 50)， 缩放系数0.5 N80 M98 P100 调用子程序，加工三角形A′B′C′ N90 G50 取消缩放 N100 G49 Z46 取消长度补偿 N110 M05 M30 %100 子程序(三角形ABC的加工程序) N100 G42 G00 X-44 Y-20 D01 快速移动到XOY平面的加工起点，建立半径补偿 N120 Z[-#51] Z轴快速向下移动局部变量#51的值 N150 G01 X84 加工A?B或A′?B′ N160 X-40 Y80 加工B?C或B′?C′ N170 X.44 Y-88 加工C?加工始点或C′?加工始点 N180 Z[#51] 提刀 N200 G40 G00 X44 Y 返回工件中心，并取消半径补偿 N210 M99 返回主程序 (3)旋转变换G68、G69 Y指令格式为：G17 G68 X__Y__P__ M98 P_ 2 G69 45?其中：G68——建立旋转； 1OXG69——取消旋转； 201010 X、Y、Z——旋转中心的坐标值； P——旋转角度，单位是(?)， 图8-28 旋转变换功能示例 0??P?360?。 276 在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补（刀具半径补偿、长度补偿）， 在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。 【例8-6】 使用旋转功能编制如图8-28所示轮廓的加工程序，设刀具起点距工件上表面50mm， 切削深度5mm。 解：该工件的加工程序见表8-9。 表8-9 旋转功能应用实例程序 程 序 说 明 %8061 主程序 N10 G92 X0 Y0 Z50 N15 G90 G17 M03 S600 N20 G43 Z-5 H02 N25 M98 P200 加工? N30 G68 X0 Y0 P45 旋转45? N40 M98 P200 加工? N60 G68 X0 Y0 P90 旋转90? N70 M98 P200 加工? N20 G49 Z50 N80 G69 M05 M30 取消旋转 %200 子程序(?的加工程序) N100 G41 G01 X20 Y-5 D02 F300 N105 Y0 N110 G02 X40 I10 N120 X30 I-5 N130 G03 X20 I.5 N140 G00 Y-6 N145 G40 X0 Y0 N150 M99 （四）固定循环指令 数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作 是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等一系列典型的加工动作， 这样就可以预先编好程序，存储在内存中，并可用一个G 代码程序段调用， 称为固定循环。以简化编程工作。孔加工固定循环指令有G73、G74、G76、 277 G80～G89。 孔加工通常由下述6 个动作构成，如图8-29所示。 (1) X、Y 轴定位； (2) 定位到R 点(定位方式取决于上次是G00 还是G01)； (3) 孔加工； (4) 在孔底的动作； (5) 退回到R 点(参考点)； (6) 快速返回到初始点。 初始点动作1Z=0 动作2动作6R点R点R点 Z R动作3ZR动作5 Z点Z点动作4(a)(b) 图8-29 孔加工的6个典型动作图 8-30 固定循环的数据表达形式 固定循环的数据表达形式可以采用绝对坐标(G90)和相对坐标(G91)表示，如图8-30所示，其中图8-30 a)是采用G90的表示；图8-30 b)是采用G91的表示。 固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置 数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90 或G91)在程序开始时就已指定，因此在固定循环程序格式中可不注出。固定循环的程序格式如下： G98,, G_X_Z_R_Q_P_I_J_K_F_L_,,G99,, 其中：G98——返回初始平面； G99——返回R 点平面； 278 G——固定循环代码G73、G74、G76 和G81～G89 之一； X、Y——加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90)； R——初始点到R 点的距离(G91)或R 点的坐标(G90)； Z、R——点到孔底的距离(G91)或孔底坐标(G90)； Q——每次进给深度(G73/G83)； I、J——刀具在轴反向位移增量(G76/G87)； P——刀具在孔底的暂停时间； F——切削进给速度； L——固定循环的次数。 1．高速深孔加工循环指令G73 G98,,格式： G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_ ； ,,G99,, 其中：Q——每次进给深度； K——每次退刀距离。 KKK 初始点G98返回点80 42R点G99返回点 QQ Q 2 Z点 图8-31 G73循环 图8-32 深孔加工实例 G73 用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容易排屑，减少退刀量，可以 进行高效率的加工。G73 指令动作循环见图8-31所示。注意当Z、K、Q的移 动量为零时，该指令不执行。 279 【例8-7】 使用G73 指令编制如图8-32所示深孔加工程序，设刀具起 点距工件上表面42mm，距孔底80mm，在距工件上表面2mm处(R点)由快进转换为工进，每次进给深度10mm，每次退刀距离5mm。 解：深孔的加工程序见表8-10。 表8-10 深孔的加工程序 程序 说明 %8071 程序名 N10 G92 X0 Y0 Z80 设置刀具起点 N20 G00 G90 M03 S600 主轴正转 N30 G98 G73 X100 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200 深孔加工，返回初始平面 N40 G00 X0 Y0 Z80 返回起点 N60 M05 N70 M30 程序结束 2．反攻丝循环指令G74 G98,,格式： G74 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ； ,,G99,, 利用G74攻反螺纹时，主轴反转，到孔底时主轴正转，然后退回。G74 指令动作循环如图8-33所示。 注意：?攻丝时速度倍率、进给保持均不起作用。?R 应选在距工件表面7mm 以上的地方。?如果Z的移动量为零，则该指令不执行。 G98返回点 60 48 R点G99返回点 8主轴正转主轴反转 Z点 图8-33 反攻丝循环 图8-34 反攻丝循环实例 280 【例8-8】 使用G74 指令编制如图8-34所示的反螺纹攻丝加工程序， 设刀具起点距工件上表面48mm，距孔底60mm，在距工件上表面8mm处(R点) 由快进转换为工进。 解：螺纹的加工程序见表8-11。 表8-9 螺纹的加工程序 程 序 说 明 %8081 程序名 N10 G92 X0 Y0 Z60 设置刀具的起点 N20 G91 G00 M04 S500 主轴反转，转速500r/min N30 G98 G74 X100 R-40 P4 F200 攻丝，孔底停留4个单位时间，返回初始平面 N35 G90 Z0 N40 G0 X0 Y0 Z60 返回到起点 N50 M05 N60 M30 程序结束 3．钻孔循环(中心钻)指令G81 G98,,格式： G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_ ； ,,G99,, G81钻孔动作循环，包括X，Y坐标定位、快进、工进和快速返回等动作。 注意的是，如果Z方向的移动量为零，则该指令不执行。G81指令动作循环如图8-35所示。 初始点初始点 G98返回点G98返回点 R点G99返回点R点G99返回点 主轴正转主轴反转 Z点Z点 图8-35 G81循环 图8-36 攻丝循环 281 4．带停顿的钻孔循环指令G82 G98,,格式： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ； ,,G99,, G82 指令除了要在孔底暂停外，其他动作与G81 相同。暂停时间由地址 P给出。G82 指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。注意的是，如果Z方向的移动量为零，则该指令不执行。 5．攻丝循环指令G84 G98,,格式： G84 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ； ,,G99,, 利用G84攻螺纹时，从R点到Z点主轴正转，在孔底暂停后，主轴反转， 然后退回。G84 指令动作循环如图8-36所示。 注意：?攻丝时速度倍率、进给保持均不起作用。?R应选在距工件表面7mm以上的地方。?如果Z方向的移动量为零该指令不执行。 6．取消固定循环指令G80 该指令能取消固定循环，同时R点和Z点也被取消。 使用固定循环时应注意以下几点：?在固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转。?在固定循环程序段中，X, Y, Z, R 数据应至少指令一个才能进行孔加工。?在使用控制主轴回转的固定循环(G74 G84 G86)中，如果连续加工一些孔间距比较小，或者初始平面到R点平面的距离比较短的孔时， 会出现在进入孔的切削动作前，主轴还没有达到正常转速的情况。遇到这种 情况时，应在各孔的加工动作之间插入G04指令，以获得时间。?当用G00～G03指令注销固定循环时，若G00～G03指令和固定循环出现在同一程序段， 则按后出现的指令运行?在固定循环程序段中，如果指定了M，则在最初定位时送出M信号，等待M信号完成后，才能进行孔加工循环。 【例8-9】 编制如图8-37所示的螺纹加工程序，设刀具起点距工作表 282 面100mm处，螺纹切削深度为10mm。 Y 4050 OX40404040 图8-37 固定循环综合编程 解：在工件上加工孔螺纹，应先在工件上钻孔，钻孔的深度应大于螺纹 深（定为12mm），钻孔的直径应略小于内径（定为φ8mm）。螺纹的加工程序见表8-11。 表8-11 螺纹的加工程序 程 序 说 明 %8091 先用G81 钻孔的主程序 N10 G92 X0 Y0 Z100 N20 G91 G00 M03 S600 N30 G99 G81 X40 Y40 G90 R-98 Z-112 F200 N50 G91 X40 L3 N60 Y50 N70 X-40 L3 N80 G90 G80 X0 Y0 Z100 M05 N90 M30 %8092 用G84 攻丝的程序 N210 G92 X0 Y0 Z0 N220 G91 G00 M03 S300 N230 G99 G84 X40 Y40 G90 R-93 Z-110 F100 N240 G91 X40 L3 N250 Y50 283 N260 X-40 L3 N270 G90 G80 X0 Y0 Z100 M05 N280 M30 （五）用户宏功能 在编程工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样 存入存储器，用一个总指令来代表他们，使用时只需给出这个总指令就能执 行其功能。所存入的一系列指令称作用户宏功能主体，这个总指令称作用户 宏功能指令。 在编程时，不必记住用户宏功能主体所含的具体指令，只要记住用户宏 功能指令即可。用户宏功能的最大特点是在用户宏功能主体中能够使用变量； 变量之间还能够进行运算；用户宏功能指令可以把实际值设定为变量，使用 户宏功能更具通用性。可见，用户宏功能是提高数控机床性能的一种特殊功 能。宏功能主体既可由机床生产厂提供，也可由机床用户厂自己编制（见编 程实例）。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存放到内存里，然后用子程 序调用指令M98调用。 华中数控系统中的用户宏程序功能可以使用变量进行算术运算、逻辑运 算和函数的混合运算，此外还可以使用循环语句、分支语句和子程序调用语 句等功能，以利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时 进行繁琐的数值计算，精简程序量。 1、宏变量 在常规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个地址。为 了使程序更具通用性、更加灵活，在宏程序设置了变量。 （1）变量的表示 变量可以用“#”号和紧跟其后的变量序号来表示：# i（i=1，2，3„„） 例如：# 5，# 109，# 501 （2）变量的引用 284 将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。 例如：对于F[# 103]，若 # 103=50 时，则为 F50； 对于Z[-# 110]，若 # 110=100 时，则为 Z-100； 对于G[# 130]，若 # 130=3 时，则为 G03； （3）变量的类型 华中数控系统的变量分为公共变量和系统变量两类。 ?公共变量。公共变量又分为全局变量和局部变量。全局变量是在主程 序和主程序调用的各用户宏程序内都有效的变量，也就是说，在一个宏指令 中的# i与在另一个宏指令中的# i是相同的。局部变量仅在主程序和当前用 户宏程序内有效，也就是说，在一个宏指令中的# i与在另一个宏指令中的# i是不一定相同的。 公共变量的序号为：# 0～# 49 当前局部变量有： # 50～# 199 全局变量 # 200～# 249 0层局部变量 # 250～# 299 1层局部变量 # 300～# 349 2层局部变量 # 350～# 399 3层局部变量 # 400～# 449 4层局部变量 # 450～# 499 5层局部变量 # 500～# 549 6层局部变量 # 550～# 599 7层局部变量 华中数控系统可以子程序嵌套调用，调用的深度最多可以有九层。每一 层子程序都有自己独立的局部变量，变量个数为50。如当前局部变量为#0-#49；第一层局部变量为#200-#249； 第二层局部变量为#250-#299；第三 285 层局部变量#300-#349；依此类推。 ?系统变量 系统变量定义为：有固定用途的变量。它的值决定系统的状态。系统变 量包括刀具偏置变量、接口的输入/输出信号变量、位置信号变量等。 例如： # 600～# 699 刀具长度寄存器 H0～H99 # 700～# 799 刀具半径寄存器 D0～D99 # 800～# 899 刀具寿命寄存器 # 1000～# 1008 机床当前位置 # 1010～# 1018 程编当前位置 # 1020～# 1028 程编工件位置 „„ 2．常量 类似于高级编程语言中的常量，在用户宏程序中也具有常量。在华中数 控系统中的常量主要有三个： PI： 圆周率 TRUE： 条件成立(真) FALSE： 条件不成立(假) 3．运算符 在宏程序中的各运算符、函数将实现丰富的宏功能。在华中数控系统中 的运算符有： （1）算术运算符： +， -， * ，/ （2）条件运算符： EQ（＝），NE（?），GT（＞），GE（?），LT（＝）， LE（?） （3）逻辑运算符： AND，OR，NOT （4）函数：SIN，COS，TAN，ATAN，ATAN2，ABS，INT，SIGN，SQRT，EXP 286 4．语句表达式 在华中数控系统中的语句表达式有三种： （1）赋值语句。即把常数或表达式的值送给一个宏变量。其格式为：宏 变量=常数或表达式。 例如：#2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ] #3 = 124.0 （2）条件判别语句 IF——ELSE——ENDIF。 （3）循环语句 WHILE——ENDW。 5．调用方式 宏程序的调用方式类似于调用子程序，即同样采用M98调用，采用M99 结束。但在宏程序时，应给出所需要的参数值，例如，有一个逼近整园的数 控加工程序，在程序中把加工整圆作为宏程序进行调用，在调用时要给出所 要求的圆心点和圆半径，见表8-12程序实例。 表8-12 圆的宏程序调用 程 序 说 明 %1000 主程序 G92 X0 Y0 Z0 M98 P2 X-50 Y0 R50 调用加工整圆的宏程序，并给出圆心点和圆半径。 M30 %00O2 加工整圆的宏程序 „„ M99 宏程序结束，返回主程序 在调用宏(子程序或固定循环)时，为保存当前主程序的编程信息，系统 会将当前程序段各字段(A～Z共26字段，如果没有定义则为零)的内容拷贝到宏程序执行时的局部变量#0-#25， 同时拷贝调用宏时当前通道九个轴的绝 对位置(机床绝对坐标)到宏程序执行时的局部变量#30-#38。 调用一般子程序时不保存系统模态值，即子程序可修改系统模态参数， 并保持有效。而调用固定循环时，保存系统模态参数值，即固定循环子程序 287 不修改系统模态参数。 6．用户宏程序编制举例 【例8-10】切圆台与斜方台，各自加工3个循环，要求倾斜10?的斜方台与圆台相切，圆台在方台之上，如图8-38所示。 Y φ175 10? X 10? 图8-39 用户宏程序编制 表8-13 用户宏程序编制 程 序 说 明 %8101 #10=10. 圆台阶高度 #11=10.0 方台阶高度 #12=124.0 圆外定点的X坐标值 #13=124.0 圆外定点的Y坐标值 #701=13.0 刀具半径(偏大,粗加工) #702=10.2 刀具半径(偏中,半精加工) #703=10.0 刀具半径(实际,精加工) N01 G92 X0.0 Y0.0 Z0.0 N02 G28 Z10 T02 M06 自动回参考点换刀 N03 G29 Z0 S10 M03 单段走完此段,手动移刀到圆台面中心上 N04 G92 X0.0 Y0.0 Z0.0 N05 G00 Z10.0 #0=0 N06 G00[X-#12] Y[-#13] 快速定位到圆外（-#12，-#13） N07 G01 Z[-#10] F300 Z向进刀-#10mm WHILE #0LT3 加工圆台 288 N[08+#0*6] G01 G42 X[-#12/2] Y[-175/2] F280.0 D[#0+1] N[09+#0*6] X[0] Y[-175/2] N[10+#0*6] G03 J[175/2] N[11+#0*6] G01 X[#12/2] Y[-175/2] N[12+#0*6] G40 X[#12] Y[-#13] N[13+#0*6] G00 X[-#12] Y[-#13] #0=#0+1 ENDW N100 G01 Z[-#10-#11] F300 #2=175/COS[55*PI/180] #3=175/SIN[55*PI/180] #4=175*COS[10*PI/180] #5=175*SIN[10*PI/180] #0=0 WHILE#0LT3 加工斜方台 N[101+#0*6] G01 G90 G42 X[-#2] Y[-#3] F280.0 D[#0+1] N[102+#0*6] G91 X[+#4] Y[+#5] N[103+#0*6] X[-#5] Y[+#4] N[104+#0*6] X[-#4] Y[-#5] N[105+#0*6] X[+#5] Y[-#4] N[106+#0*6] G00 G90 G40 X[-#12] Y[-#13] #0=0+1 ENDW N200 G28 Z10 T00 M05 N201 G00 X0 Y0 M06 M02 M30 【例8-11】如图8-39所示的槽形零件，其毛坯为四周已加工的铝锭（厚 为20mm），槽深2mm。编写该槽形零件加工程序。 289 80 60 φ40 301020 6-M6深880 图8-39 槽形零件 （1）工艺和操作清单。该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。 其工艺安排为“钻孔?扩孔?攻螺纹?铣槽” ，其工艺和操作清单见表8-14。 表8-14 槽形零件的工艺清单 材料 铝 零件号 001 程序号 0030 刀 具 操作 主轴转速 进给速度 内容 序号 （r／min） （m／min） 号数 类型 直径（mm） 1 中心钻 1500 80 1 4mm钻头 4 2 扩钻 2000 100 2 5mm钻头 5 3 攻螺纹 200 200 3 M6攻螺纹 6 4 铣斜槽 2300 100、180 4 6mm铣刀 6 (2)程序清单及说明。该工件在数控铣钻床ZJK7532A-2上进行加工，程序见表8-15。 表8-15 槽形零件的加工程序 程 序 说 明 N10 G21 设定单位为mm N20 G40 G49 G80 H00 取消刀补和循环加工 N30 G28 X0 Y0 Z50 回参考点 N40 M00 开始φ5mm钻孔 290 N50 M03 S1500 N60 G90 G43 H0l G00 X0 Y20.0 Z10.0 快速进到R点，建立长度补偿 N70 G8l G99 X0 Y20.0 Z－7.0 R2.0 F80 G81循环钻孔，孔深7mm，返回R点 N80 G99 X17.32 Y10.0 N90 G99 Y－10.0 N100 G99 X0 Y－20.0 N110 G99 X－17.32 Y－10.0 N120 G98 Y10.0 N130 G80 M05 取消循环钻孔指令、主轴停 N140 G28 X0 Y0 Z50 回参考点 N150 G49 M00 开始扩孔 N160 M03 S2000 N170 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0 N180 G83 G99 X0 Y20.0 Z－12.0 R2.0 Q7.0 F100 G83循环扩孔 N190 G99 X17.32 Y10.0 N200 G99 Y－10.0 N210 G99 X0 Y－20.0 N220 G99 X－17.32 Y－10.0 N230 G98 Y10.0 N240 G80 M05 取消循环扩孔指令、主轴停 N250 G28 X0 Y0 Z50 N260 G49 M00 开始攻螺纹 N270 M03 S200 N280 G90 G43 H03 G00 X0 Y20.0 Z10.0 N290 G84 G99 X0 Y20.0 Z－8.0 R5.0 F200 G84循环攻螺纹 N300 G99 X17.32 Y10.0 N310 G99 X0 Y－20.0 N320 G99 X－17.32 Y－10.0 N330 G98 Y10.0 N340 G80 M05 取消螺纹循环指令、主轴停 N350 G28 X0 Y0 Z50 N360 G49 M00 铣槽程序 N370 M03 S2300 N380 G90 G43 G00 X－30.0 Y10.0 Z10.0 H04 N390 Z2.0 N400 G01 Z0 F180 291 N410 X0 Y40.0 Z－2.0 N420 X30.0 Y10.0 Z0 N430 G00 Z2.0 N440 X－30.0 Y－30.0 N450 G01 Z－2.0 F100 N460 X30.0 N470 G00 Z10.0 M05 N480 G28 X0 Y0 Z50 N490 M30 【例8-12】平面凸轮零件图如图8-40所示，工件的上、下底面及内孔、 端面已加工。完成凸轮轮廓的程序编制。 YY 0.8 G 1×45?4O6.4R61?0.05HR46R175F21.07OO3R69IR21O24?15′R0.3E4-φ13H7ZO5X3.2D2×45?R64?0.05 φ30H73.2R63.8?0.05φ61 φ92 8?59′ B 0.5C6.415R175O 1 图8-40 凸轮零件图 解：(1)工艺分析。从图8-40的要求可以看出，凸轮曲线分别由几段圆 弧组成，内孔为设计基准，其余表面包括4-φ13H7孔均已加工。故取内孔和 16一个端面为主要定位面，在联接孔φ13的一个孔内增加削边销，在端面上用 292 螺母垫圈压紧。 因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上， 这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 (2)加工调整。零件加工坐标系X、Y位于工作台中间，在G53坐标系中取X=-400，Y=-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用 φ20的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在G53坐标系中的位置为Z=-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。凸轮轮廓加工工序卡 见表8-16。 表8-16 铣凸轮轮廓加工工序卡 #材料 45 零件号 812 程序号 8121 刀 具 操作 主轴转速 进给速度 内容 序号 （r／min） （m／min） 号数 类型 直径（mm） 1 铣凸轮轮廓 2000 80、200 1 20mm立铣刀 20 （3）数学处理。该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成，因而只要计算出基点 坐标，才可编制程序。在加工坐标系中，各点的计算坐标如下： BC弧的中心O点： X=-(175+63.8) sin8?59'=-37.28 1 Y=-(175+63.8) cos 8?59'=-235.86 222EF弧的中心O点： X+Y=69 2 222 (X-64)+Y=21 解之得 X=65.75，Y=20.93 HI弧的中心O点： X=-(175+61)cos24?15'=-215.18 4 Y=(175+61)sin24?15'=96.93 222DE弧的中心O点：X+Y=63.7 5 222 (X-65.75)+(Y-20.93)=21.30 解之得 X=63.70，Y=-0.27 B点： X=-63.8sin8?59'=-9.96 293 Y=-63.8cos8?59'=-63.02 222 C点： X+Y=64 222(X+37.28)+(Y+235.86)=175 解之得 X=-5.57，Y=-63.76 222 D点： (X-63.70)+(Y+0.27)=0.3 222X+Y=64 解之得 X=63.99，Y=-0.28 222E点： (X-63.7)+(Y+0.27)=0.3 222 (X-65.75)+(Y-20.93)=21 解之得 X=63.72，Y=-0.03 222F点： (X+1.07)+(Y-16)=46 222 (X-65.75)+(Y-20.93)=21 解之得 X=44.79，Y=19.6 222G点： (X+1.07)+(Y-16)=46 222 X+Y=61 解之得 X=14.79，Y=59.18 H点： X=-61 cos24?15'=-55.62 Y=61sin 24?15'=25.05 222I点： X+Y=63.80 222 (X+215.18)+(Y-96.93)=175 解之得 X=-63.02，Y=9.97 根据上面的数值计算，可画出凸轮加工走刀路线图，如图8-41所示。 294 Y 走刀路线 G 零件轮廓下刀点Z-16FH IEOXZ40D AZ40 抬刀点BC 图8-41 凸轮加工走刀路线图 （4）编写加工程序。凸轮加工的程序及说明见表8-17。 表8-17 凸轮加工的程序 程 序 说 明 N10 G54 X0 Y0 Z40 进入加工坐标系 N20 G90 G00 G17 X-73.8 Y20 由起刀点到加工开始点 N30 M03 S1000 启动主轴，主轴正转（顺铣） N40 G00 Z0 下刀至零件上表面 N50 G01 Z-16 F200 下刀切入工件，深度为工件厚度+1mm N60 G42 G01 X-63.8 Y10 F80 H01 刀具半径右补偿 N70 G01 X-63.8 Y0 切入零件至A点 N80 G03 X-9.96 Y-63.02 R63.8 切削AB N90 G02 X-5.57 Y-63.76 R175 切削BC N100 G03 X63.99 Y-0.28 R64 切削CD N110 G03 X63.72 Y0.03 R0.3 切削DE N120 G02 X44.79 Y19.6 R21 切削EF N130 G03 X14.79 Y59.18 R46 切削FG N140 G03 X-55.26 Y25.05 R61 切削GH N150 G02 X-63.02 Y9.97 R175 切削HI N160 G03 X-63.80 Y0 R63.8 切削IA N170 G01 X-63.80 Y-10 切削零件 N180 G01 G40 X-73.8 Y-20 取消刀具补偿 295 N190 G00 Z40 Z向抬刀 N200 G00 X0 Y0 M05 返回加工坐标系原点，并停住轴 N210 M30 程序结束 附： 参数设置：H01=10； G54：X=-400，Y=-100，Z=-80。 数控系统的固定循环功能可以大大简化程序，方便用户使用。但由于数 控公司提供的固定循环功能有限，且各数控公司定义的固定循环含义也不尽 一致，所以如果用户可以按自己的要求来编制固定循环功能，将十分方便。 利用宏就可以编制固定循环程序。 如华中数控系统的高速钻孔循环 功能指令G73即是采用宏程序的 KKK 初始点G98返回点方法来实现的。以下就以其为例 R点G99返回点说明利用宏编制固定循环程序的 方法，读者可以举一反三，用于 QQ Q实际的循环加工。 G73高速钻孔循环功能共有六 个固定、连续的基本动作，如图8- Z点42所示（详细内容可参见本章第二 图8-42固定循环宏程序 节的固定循环指令）。其程序见表8-15。 表8-15 G73高速钻孔循环的宏程序 程 序 说 明 %0073 G73 宏程序实现源代码调用本程序之前必须转动主 轴M03或M04 IF [AR[#25] EQ 0] OR [AR[#16] EQ 0] OR [AR[#10] EQ 0] M99 如果没有定义孔底Z 值每次进给深度Q 值或退刀量 K 则返回 ENDIF N10 G91 用增量方式编写宏程序 296 IF AR[#23] EQ 90 如果X 值是绝对方式G90 #23=#23-#30 将X转换为增量, #30为调用本程序时X的绝对坐标 ENDIF IF AR[#24] EQ 90 如果Y值是绝对方式G90 #24=#24-#31 将Y转换为增量, #31为调用本程序时Y的绝对坐标 ENDIF IF AR[#17] EQ 90 如果参考点平面R值是绝对方式G90 #17=#17-#32 将R转换为增量, #32为调用本程序时Z的绝对坐标 ELSE IF AR[#26] NE 0 初始Z平面模态值存在 #17=#17+#26-#32 则将R值转换为增量方式 ENDIF ENDIF IF AR[#25] EQ 90 如果孔底Z值是绝对方式G90 #25=#25-#32-#17 将Z值转换为增量 ENDIF IF [#25 GE 0] OR [#16 GE 0] OR [#10 LE 0] 如果增量方式的Z、Q>=0或退刀量K<=0或K>Q的绝OR [#10 GE [-#16]] 对值 M99 则返回 ENDIF N20 X[#23] Y[#24] 移到XY孔加工位 N30 Z[#17] 移到参考点R #40=-#25 循环变量#40，其初始值为参考点到孔底的位移量 #41=0 循环变量#41，为退刀量 WHILE #40 GT [-#16] 如果还可以进刀一次 N50 G01 Z[#16-#41] 进刀 N55 G04 P0.1 暂停 N60 G00 Z[#10] 退刀 N65 G04 P0.1 暂停 #41=#10 退刀量 #40=#40+#16 进刀量为负数，#40将减少 ENDW N70 G01 Z[-#40-#41] 最后一刀到孔底 N80 G04 P[#15] 在孔底暂停 IF #1165 EQ 99 如果第15组G代码模态值为G99 N90 G00 Z[-#25] 即返回参考点R平面 297 ELSE 否则 IF AR[#26] EQ 0 N90 G00 Z[-#25-#17] 返回初始平面, 注#25及#17均为负数 ELSE N90 G90 G00 Z[#26] 否则返回初始平面 ENDIF ENDIF M99 8-1．如题8-1图所示，刀心起点为工件零点O，按“O?A?B?C?D?E”顺序运动，写出A、B、C、D、E各点的绝对、增量坐标值（所有的点均在XOY平面内）。 Y 40 YDC 20 90B 40X402020 A-2030 EX-4030100 题8-1图题8-2图 8-2．用φ10mm的刀具铣题8-2图所示的槽，刀心轨迹为虚线，槽深2mm，试编程。 8-3．用φ6mm的刀具铣题8-3图所示的三个字母，刀心轨迹为虚线（深 2mm）。 298 8-4．某螺旋面的形腔如题8-4图所示，槽宽8mm，刀心轨迹为“O?1?2?3?O?4?5?6?O”， 其中O、5、2的深度为4mm，点1、3、4、6的深为1mm，试编程。 题8-3图 41 250 36 题8-4图 8-5．精铣题8-5图a）、b）所示的外、内表面，刀具直径φ10mm，采用刀具半径补偿指令编程。 8-6．精铣题8-6图所示内、外表面，刀具直径φ8mm，采用刀具半径补偿指令编程。 8-7．用φ8mm的刀具铣削题8-7图所示4个对称称凸块外侧面，凸块高 度3mm，试用镜像加工和刀补指令编程。 299 1580 51060 1580 51060 10801080 100100 b)内表面铣削a)外表面铣削 题8-5图 3280 100均布 570818015 题8-6图 题8-7图题8-8图 300 8-8．题8-8图所示零件上有四个形状、尺寸相同的方槽，槽深3mm，槽 宽10mm，未注圆角R5，试用子程序编程。 8-9．题8-9图所示为四个方槽，由小至大槽深为0.5mm、1mm、2mm、3mm， 试用图形缩放及子程序编程。 Y X 20×20 60×60 40×40 80×80 题8-9图 8-10．综合训练，零件图及毛坯图如题8-10图a）、b）所示。 工件材料：LY12；刀具材料：W18Cr4V；粗铣切深a?3mm，精铣余量0.5mm。 p 要求： （1） 确定加工方案，选择刀具及切削余量； （2） 计算轨迹坐标； （3） 编制一个粗加工程序，采用刀具半径补偿、镜像加工、循环程序 或子程序等功能。 （4） 编辑及图形模拟加工操作。 301 4-φ20Z 0914 18×184X4-φ14 φ32 Y 4-R392 R545?96φ4-14IV 0X125φ568045? 4-80 140 250 题8-10(a) 零件图 φ104 14125 4 题8-10(b) 毛坯图 302 8-11．请根据以下程序推出刀具所走的路线，并划出路线图。 （1） G90 G92 X0 Y0 Z0； G17 G02 X30 Y0 R15 F300 M03； G01 X0 Y-40； X-30 Y0； G02 X0 Y0 R15； M05； M30； （2）（Z轴行程 65mm ） G92 X0 Y50 Z5； G01 Z0 F500 M03； G02 X0 Y-50 Z-10 R50； Y50 Z-20 R50； Y-50 Z-30 R50； Y50 Z-40 R50； Y-50 Z-50 R50； Y50 Z-60 R50； G01 Z5 M05； M30； （3）G90 G92 X0 Y50 Z0； G01 Z-2 F100 M03； G02 X0 Y50 I0 J-50 F500； G01 X110 Y50； G03 X110 Y50 I0 J-50； G01 X250 Y50； 303 G02 X250Y-50 I0 J-50； G01 Z0 M05； M30； （4）G92 X0 Y25 Z5； G90 G01 Z-5 F500 M03； G02 X-25 Y0 R25； X0 Y-25 R25； X25 Y0 R25； X0 Y25 R25； G03 X0 Y25 I0 J-25； G01 Z5； M05； M30； 304