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1、本章主要内容本章主要内容2.1 2.1 数控铣床和加工中心编程基础数控铣床和加工中心编程基础2.2 2.2 数控铣床和加工中心坐标系数控铣床和加工中心坐标系2.3 2.3 工件坐标系建立的方法工件坐标系建立的方法2.4 2.4 基本基本G G编程指令编程指令2.5 2.5 数控铣床和加工中心高级编程指令数控铣床和加工中心高级编程指令2.6 2.6 加工中心换刀编程指令加工中心换刀编程指令2.7 2.7 用户宏程序用户宏程序第1页/共89页2.1数控铣床和加工中心编程基础数数控控铣铣床床是是主主要要采采用用铣铣削削方方式式加加工工工工件件的的数数控控机机床床，能能完完成成各各种种平平面面、沟沟槽
2、槽、螺螺旋旋槽槽、成成型型表表面面、平平面面曲曲线线和和空空间间曲线等复杂型面的加工。曲线等复杂型面的加工。按主轴布置形式分类按主轴布置形式分类 1)1)立式数控铣床立式数控铣床 2)2)卧式数控铣床卧式数控铣床 3)3)龙门式数控铣床龙门式数控铣床4)4)立、卧两用数控铣床立、卧两用数控铣床 1数控铣床第2页/共89页2加工中心通常所指的加工中心（通常所指的加工中心（MCMC）是指）是指带有刀库和刀具自动交换带有刀库和刀具自动交换装置装置（AutomaticToolChanger-ATCAutomaticToolChanger-ATC）的数控铣床。）的数控铣床。按主轴布置形式分类按主轴布置形
3、式分类 1)1)立式加工中心立式加工中心2)2)卧式加工中心卧式加工中心3)3)复合加工中心复合加工中心第3页/共89页3数控系统 进口数控系统：进口数控系统：FANUC FANUC（法那科）、（法那科）、SIEMENSSIEMENS（西门子）（西门子）国产数控系统：国产数控系统：KND KND（北京凯恩地）、（北京凯恩地）、HNCHNC（华中）、（华中）、GSKGSK（广数控）（广数控）第4页/共89页1、点位控制功能2、连续轮廓控制功能3、刀具半径补偿功能4、刀具长度补偿功能5、比例及镜像加工功能6、旋转功能7、子程序调用功能8、宏程序功能9、数据输入输出及DNC功能10、自诊断功能4主要
4、功能第5页/共89页1）数控铣床加工对象（1）平面类零件（2）变斜角类零件（3）曲面类零件（4）孔及螺纹2 2）加工中心加工对象）加工中心加工对象（1 1）既有平面又有孔系的零件）既有平面又有孔系的零件（2 2）结构形状复杂的零件结构形状复杂的零件（3 3）外形不规则的异形零件外形不规则的异形零件（4 4）其他类零件其他类零件5加工对象第6页/共89页刀具与数控铣床和加工中心的连接部分，通常由刀具、刀柄、拉钉及中间模块等组成，起到固定刀具及传递动力的作用。6工具系统1主轴；2-刀柄；3-换刀机械手；4-中间模块；5-刀具刀柄第7页/共89页（1）平口钳和（2）卡盘和分度头（3）专用夹具、组合夹
5、具和成组夹具 7夹具 选择依据：选择依据：零件精度等级、结构特点、产品批零件精度等级、结构特点、产品批量及机床精度等因素。量及机床精度等因素。选择顺序：选择顺序：首先考虑通用夹具，其次考虑组合首先考虑通用夹具，其次考虑组合夹具，最后考虑专用夹具、成组夹具。夹具，最后考虑专用夹具、成组夹具。第8页/共89页(1)正确选择程序起始点和返回点(2)合理选择铣刀的刀位点(3)选择进刀点(4)选择退刀点 (5)刀具的下刀方式(6)进刀、退刀方式的确定8工艺处理第9页/共89页a a 垂直进刀垂直进刀 b b 侧向进刀侧向进刀 c c 圆弧进刀圆弧进刀二维轮廓铣削的进退刀方式选择二维轮廓铣削的进退刀方式选
6、择刀具轨迹工件工件入刀入刀出刀出刀 a a 垂直进刀垂直进刀 b b 圆弧进刀圆弧进刀二维型腔铣削的进退刀方式选择二维型腔铣削的进退刀方式选择第10页/共89页(a)(b)曲面铣削加工（行切法）曲面铣削加工（行切法）型腔铣削加工型腔铣削加工第11页/共89页（a）(b)(c)孔系的加工孔系的加工（单向趋近定位法）（单向趋近定位法）第12页/共89页（1）广泛采用刀具补偿来进行编程。9编程特点（2 2）用自带的）用自带的孔加工固定循环功能孔加工固定循环功能来实现常见的镗孔、来实现常见的镗孔、钻孔及攻丝等切削加工。钻孔及攻丝等切削加工。（3 3）大多数具备镜像加工、坐标系旋转、极坐标及比）大多数具
7、备镜像加工、坐标系旋转、极坐标及比例缩放等例缩放等特殊编程指令特殊编程指令。（4 4）根据需要选择加工中心采用自动）根据需要选择加工中心采用自动换刀换刀还是手动换刀。还是手动换刀。（5 5）广泛采用广泛采用子程序编程子程序编程的方法。的方法。（6 6）宏程序编程宏程序编程功能。功能。第13页/共89页1 机床原点与参考点2.2数控铣床和加工中心坐标系（2 2）机床参考点）机床参考点机械原点，设置在机床各坐标轴正行程最大位置上的一个固机械原点，设置在机床各坐标轴正行程最大位置上的一个固定点定点(由限位开关准确定位由限位开关准确定位)，作为系统内运算的基准点。，作为系统内运算的基准点。（1 1）机
8、床原点）机床原点机床零点，由机床设计和制造单位确定，通常不允许改变。机床零点，由机床设计和制造单位确定，通常不允许改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。回零其实就是回参考点，通过参考点与机床零点之间的距回零其实就是回参考点，通过参考点与机床零点之间的距离关系确认机床原点，从而保证机床运行同步。离关系确认机床原点，从而保证机床运行同步。开机后首开机后首先要进行回零操作。先要进行回零操作。第14页/共89页（1）机床坐标系 符合右手笛卡尔坐标原则的标准坐标系。2 2 机床坐标系和工件坐标系机床坐标系和工件坐标系（2 2）工件坐标系工件坐标系工件坐
9、标系与机床坐标系的关系，就相当于机床坐标系工件坐标系与机床坐标系的关系，就相当于机床坐标系平移到某一点（工件坐标系原点）。平移到某一点（工件坐标系原点）。1 1）编程坐标系编程坐标系 2 2）工件坐标系工件坐标系第15页/共89页设定工件坐标系就是确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置。2.3 工件坐标系建立的方法 1.G92设定工件坐标系设定工件坐标系以刀具当前位置设置工件坐标系。指令格式：G92 X a Y b Z c；G92指令仅仅用来建立工件坐标系，在G92指令段中机床不发生运动。第16页/共89页2.G54G59设定工件坐标系在程序运行前设定的工件坐标系，它通过确定工件坐标系的原点在
10、机床坐标系的位置来建立工件坐标系。用G54G59指令可以建立六个工件坐标系，使用54G59指令运行程序时与刀具的初始位置无关。G54 G59工件坐标系的原点的设置，需要在 MDI（手动数据输入）方式下，将工件坐标系原点的机械坐标输入到G54 G59偏置寄存器中。第17页/共89页G92指令与指令与G54G59指令用法区别：指令用法区别：G92通过程序来设定工件坐标系，所设定的加工坐标原点与当前刀具所在位置有关。G54G59通过CRT/MDI方式设定工件坐标系，与刀具的当前位置无关。G92只是设定工件坐标系，而不产生任何动作；G54G59和G00、G01指令组合，可在选定的工件坐标系中移动。第1
11、8页/共89页2.4.1基本编程指令2.4 基本编程指令1)G90/G91：绝对坐标编程与增量坐标编程绝对坐标编程与增量坐标编程G90G90指令表示程序中的编程尺寸是按其绝对坐标给定的。注意：注意：这两个指令是同组续效指令，在同一程序段中不能同时使用。在缺省的情况下，默认为G90状态。G91G91指令表示编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故又称增量坐标指令。第19页/共89页2)G00：快速点定位指令：快速点定位指令G00命令刀具以点定位控制方式快速定位，用于刀具的空行程运动。G00是模态指令。指令格式：G00 X_Y_Z_；注意事项：注意事项：安全性。进给速度F对G00程序段无效。第20页/
12、共89页3)G01：直线插补指令：直线插补指令使机床各个坐标间以插补联动方式，按指定的F进给速度直线切削运动到规定的位置。G01为模态指令。指令格式：G01 X_Y_Z_F_；G00指令时的刀具轨迹指令时的刀具轨迹G01指令时的刀具轨迹指令时的刀具轨迹G00、G01指令时的刀具轨迹指令时的刀具轨迹XY第21页/共89页应用举例例1.刀具从起点快速运动到目标点绝对值方式：G90 G00 X170 Y150；增量值方式：G91 G00 X160 Y140；例2.刀具从起点直线运动到目标点绝对值方式：G90 G01 X170 Y150；增量值方式：G91 G01 X160 Y140；第22页/共89
13、页4)G02/G03：圆弧插补指令：圆弧插补指令使机床在各坐标平面内作圆弧切削运动，加工出圆弧轮廓。(1）平面选择）平面选择由G代码选择圆弧插补平面、刀具半径补偿平面及钻孔平面。平面选择指令:G17XY平面G18ZX平面G19YZ平面XYZG19G17G18第23页/共89页(2）指令格式）指令格式G02为顺时针圆弧加工，G03为逆时针圆弧加工。I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90,G91无关；主要用于整圆加工，亦可用于圆弧加工。R为圆弧半径，当圆心角180时，R值为正，当圆心角180时，R值为负。主要用于圆弧加工。第24页/共89页圆弧的方向判别沿圆弧所在平面(如XY平面)的另一
14、坐标轴的负方向(Z)看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。第25页/共89页R的正负号判别圆心角180时，R取负值，180时，R取正值。N10 G02 X12 Y10 R5/R-5；第26页/共89页应用举例顺圆插补绝对值方式：G90 G02 X58 Y50 I18 J8 F150；G90 G02 X58 Y50 R_ F150;增量值方式：G91 G02 X26 Y18 I18 J8 F150；G91 G02 X26 Y18 R_ F150;第27页/共89页应用举例逆圆插补增量值方式：G91 G03 X-40 Y-50 I-15 J-25 F150；G91
15、G03 X-40 Y-50 R_ F150;绝对值方式：G90 G03 X40 Y20 I-15 J-25 F150；G90 G03 X40 Y20 R_ F150;第28页/共89页应用举例如图所示零件，要求顺圆弧加工，绝对值方式编程。O0015G54;T01 S1000 M03;G00 X-30.Y-30.Z10.;G00 G41 X0.Y-10.Z-12.D01;G01 X0 Y0 F100;Y20.;X10.;G03 X25.Y35.R15.;G02 X75.Y35.R25.;G03 X90.Y20.R15.;G01 X100.;Y0;X-10.;G40 G00 X-30.Y-30.;
16、M05;M30;第29页/共89页1刀具长度补偿的用途2.4.2刀长补的建立和取消刀长补的建立和取消G43、G44、G49（1 1）实现不同长度刀具的相同编程。）实现不同长度刀具的相同编程。（2 2）实现长度磨损补偿。）实现长度磨损补偿。（3 3）在加工深度方向上进行分层铣削。）在加工深度方向上进行分层铣削。（4 4）在加工深度方向上实现粗精加工调整。）在加工深度方向上实现粗精加工调整。（5 5）可以空运行程序，检验程序的正确性。）可以空运行程序，检验程序的正确性。第30页/共89页2 刀具长度补偿格式：（1）补偿方向 G43：Z正方向补偿；G44：Z负方向补偿。（2）补偿值 Z 为指令终点位
17、置，H为刀补号的内存地址，用H00H99来指定。（3）用用G49指定补偿取消。指定补偿取消。（4）G43、G44、G49 均为模态指令 第31页/共89页程序中指令点程序中指令点程序中指令点程序中指令点实际到达点实际到达点实际到达点实际到达点Hxx值值Hxx值值G43G44+Z+Z正补偿（G43）负补偿（G44）执行执行G43时时，控制系统认为刀具，控制系统认为刀具加长加长，刀具远离工件，刀具远离工件，则：则：Z实际值实际值=Z指令值指令值 H xx执行G44时，控制系统认为刀具缩短，刀具趋近工件，则：Z实际值=Z指令值H xxHxx是指xx寄存器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。当刀长补
18、偿量取负值时，G43和G44的功效将互换。第32页/共89页（5）刀具长度补偿的方法XZH03=0接触法测量刀具长度接触法测量刀具长度主要采用主要采用接触法接触法测量刀具长度来进行刀具长度补偿。测量刀具长度来进行刀具长度补偿。设置过程：使刀具的刀尖运动到程序原点位置（设置过程：使刀具的刀尖运动到程序原点位置（Z0Z0）。在）。在控制系统的刀具长度补偿菜单下相应的控制系统的刀具长度补偿菜单下相应的H H补偿号里输入值。补偿号里输入值。数控铣床上的刀具长度补偿的方法数控铣床上的刀具长度补偿的方法数控铣床上的刀具长度补偿的方法数控铣床上的刀具长度补偿的方法第33页/共89页 加工中心刀具长度补偿的方
19、法基准基准H01H02H03工件工件机外测量刀具长度机外测量刀具长度工作台工作台G54Z01 1）机外测量刀具长度）机外测量刀具长度第34页/共89页2）用接触法测量刀具长度基准基准403525H01=40H02=35H03=25工件工件接触法测量刀具长度接触法测量刀具长度工作台工作台Z0G54第35页/共89页3）主刀方法：它一般基于最长刀具的长度。工件工件工作台工作台Z0基准线基准线20.15.H05=-20H04=-15H03=0主刀设置法主刀设置法G54第36页/共89页2.4.3刀具半径补偿的建立和取消G41 G42 G40 半径补偿及矢量半径补偿及矢量如图，要用半径如图，要用半径R
20、 R的刀具切削一个用的刀具切削一个用A A表示的工件形状，刀具表示的工件形状，刀具的中心路径需要离开的中心路径需要离开A A图形，刀具中心路径为图形，刀具中心路径为B B，刀具这样离，刀具这样离开切削工件形状的一段距离称为开切削工件形状的一段距离称为半径补偿半径补偿（径补）。（径补）。第37页/共89页1刀具半径补偿的作用4)实现轮廓方向的分次铣削。实现轮廓方向的分次铣削。1)实现不同直径刀具的相同编程。2)通过调整刀具半径补偿值来补偿刀具 的磨损量和重磨量。3)实现使用同一把刀具对工件进行粗、精加工。实现使用同一把刀具对工件进行粗、精加工。第38页/共89页2刀具半径补偿的格式：X、Y、Z
21、值是建立补偿的终点坐标值；值是建立补偿的终点坐标值；D 为刀补号地址，用为刀补号地址，用D00D99来指定。来指定。在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行；第39页/共89页顺着编程轨迹前进的方向：1）刀具半径补偿G41、G42G41G41G42G42刀具在工件的左侧前进为左补，用G41指令表示。刀具在工件的右侧前进为右补，用G42指令表示。第40页/共89页2）刀具半径补偿的取消格式：注意：径补的引入和取消要求应在G00或G01程序段。当径补数据为负值时，则G41、G42功效互换。G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。第41页/共89页O000
22、；N1 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03；N2 G41 X20.0 Y10.0 D01；N3 G01 Y50.0 F100；N4 X50.0；N5 Y20.0；N6 X10.0；N7 G40 G00 X0 Y0；N8 M05；N9 M30；3 刀具半径补偿的应用第42页/共89页4刀具半径补偿应用的注意事项为了避免过切：为了避免过切：内侧圆弧的半径内侧圆弧的半径R刀具半径刀具半径r+剩余余量。剩余余量。精加工时，为提高工件表面质量，一般采用顺铣加工。轮廓内侧一般采用逆时针方向铣削。轮廓外侧一般采用顺时针方向铣削。对于封闭的内轮廓，一般采用对于封闭的内轮廓，一般采用
23、圆弧圆弧切入、切出，切入、切出，对于外轮廓可采用对于外轮廓可采用切线切线切入、切出。切入、切出。第43页/共89页刀具补偿综合应用O0003O0003；N1G90G54G17G00X0Y0S1000M03N1G90G54G17G00X0Y0S1000M03；N2G43Z100H01N2G43Z100H01；N3N3X20.0;X20.0;N4N4Z5.0;Z5.0;N5G01Z-10.0F200;N5G01Z-10.0F200;N6G41Y10.0D01;N6G41Y10.0D01;N7N7Y50.0F100;Y50.0F100;N8N8X50.0;X50.0;N9N9Y20.0;Y20.0;
24、N10X10.0;N10X10.0;N11G40X0Y0;N11G40X0Y0;N12G00G49Z100.0;N12G00G49Z100.0;N13M05;N13M05;N14M30;N14M30;第44页/共89页一般地，一个孔加工固定循环完成以下一般地，一个孔加工固定循环完成以下6 6步动作：步动作：1 1、X X、Y Y 轴快速定位；轴快速定位；2 2、Z Z轴快速定位到轴快速定位到R R点；点；3 3、孔加工；、孔加工；4 4、孔底动作；、孔底动作；5 5、Z Z轴返回轴返回R R点；点；6 6、Z Z轴快速返回初始点。轴快速返回初始点。2.4.4孔加工固定循环 1 孔固定加工循环指
25、令第45页/共89页表2-1 孔加工固定循环G G代码代码加工运动加工运动（Z轴负向）轴负向）孔底动作孔底动作返回运动返回运动（Z轴正向）轴正向）应用应用G73G73分次，切削进给分次，切削进给快速定位进给快速定位进给高速深孔钻削高速深孔钻削G74G74切削进给切削进给暂停主轴正转暂停主轴正转切削进给切削进给左螺纹攻丝左螺纹攻丝G76G76切削进给切削进给主轴定向，让刀主轴定向，让刀快速定位进给快速定位进给精镗循环精镗循环G80G80取消固定循环取消固定循环G81G81切削进给切削进给快速定位进给快速定位进给普通钻削循环普通钻削循环G82G82切削进给切削进给暂停暂停快速定位进给快速定位进给钻
26、削或粗镗削钻削或粗镗削G83G83分次，切削进给分次，切削进给快速定位进给快速定位进给深孔钻削循环深孔钻削循环G84G84切削进给切削进给暂停主轴反转暂停主轴反转切削进给切削进给右螺纹攻丝右螺纹攻丝G85G85切削进给切削进给切削进给切削进给镗削循环镗削循环G86G86切削进给切削进给主轴停主轴停快速定位进给快速定位进给镗削循环镗削循环G87G87切削进给切削进给主轴正转主轴正转快速定位进给快速定位进给反镗削循环反镗削循环G88G88切削进给切削进给暂停主轴停暂停主轴停手动手动镗削循环镗削循环G89G89切削进给切削进给暂停暂停切削进给切削进给镗削循环镗削循环第46页/共89页G90/G91对
27、孔加工固定循环指令的影响第47页/共89页G98/G99决定固定循环在孔加工完成后返回R点还是起始点 初始点初始点下个孔定位下个孔定位 R R点点 初始点初始点 R R点点下个孔定位下个孔定位G99G99（返回（返回R R点）点）G98 G98（返回初始点）（返回初始点）第48页/共89页G X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_；孔加工固定循环指令格式如下：GXX：孔加工方式孔加工方式，可以为，可以为，G73/G74/G76/G81G89 X、Y：被加工孔的位置参数；：被加工孔的位置参数；Z、R、Q、P、F:孔的加工参数；孔的加工参数；K：重复次数重复次数(非模态非模态)第49页/共
28、89页2 孔固定加工循环指令具体动作（1）G73（高速深孔钻削循环）用于径深比小的孔的加工第50页/共89页（2）G74（左螺纹攻丝循环）1）进给倍率被保持在100；2）在一个固定循环执行完毕之前不能中途停止。第51页/共89页主轴定向主轴定向刀具刀具偏移量偏移量Q Q孔底移动的方向是使主轴定向后，刀尖离开工件表面的方向注意（3）G76(精镗循环)第52页/共89页循环（G73、G74、G76、G81G89）被该指令取消，除F外的所有孔加工参数均被取消。另外01组的G代码G00、G01、G02和G03也会起到同样的作用。（4）G80(取消固定循环)第53页/共89页（5）G81(钻削循环)第5
29、4页/共89页（6）G82(钻削循环，粗镗削循环)孔底的暂停可以提高孔深的精度。第55页/共89页（7）G83(深孔钻削循环)第56页/共89页 G84 G84固定循环除固定循环除主轴旋转的方向完全相反主轴旋转的方向完全相反外，其外，其它与左螺纹攻丝循环它与左螺纹攻丝循环G74G74完全一样。用于右螺纹加完全一样。用于右螺纹加工。工。（8）G84(G84(攻丝循环攻丝循环攻丝循环攻丝循环)第57页/共89页应用举例O0160G90 G54 G17 G00 X0 Y0 S500 M03;G43 Z100 H01;G91 G99 G76 X100 Y-100 Z-102 R-98 Q0.1 F10
30、0;X200 K4;Y-200;X-200 K4;Y-200;X200 K4;G80 Z98G49 G90 X0 Y0 M05;M30;第58页/共89页2.4.5子程序1)工件上若干处具有相同的轮廓形状；工件上若干处具有相同的轮廓形状；2）工件加工中反复）工件加工中反复出现的具有相同轨迹的走刀路线；出现的具有相同轨迹的走刀路线；3）为优化加工程序，将工）为优化加工程序，将工件加工的每一个独立的工序编写成一个子程序，主程序中只有件加工的每一个独立的工序编写成一个子程序，主程序中只有换刀和调用子程序的指令。换刀和调用子程序的指令。1.子程序的应用 第59页/共89页2 子程序格式：O；子程序号；
31、M99；子程序内容返回主程序 M99可以不必出现在一个单独的程序段中，如G90 G00 X0 Y100.M99G90 G00 X0 Y100.M99；第60页/共89页在主程序中，调用子程序的程序段格式如下：M98 PM98 P；调用次数 子程序号M98 P51002M98 P51002；调用；调用10021002号子程序，重复号子程序，重复5 5次。次。M98 P1002M98 P1002；调用调用10021002号子程序，重复号子程序，重复1 1次。次。M98 P50004M98 P50004；调用；调用4 4号子程序，重复号子程序，重复5 5次。次。子程序调用指令可以和运动指令出现在同一
32、程序段中：子程序调用指令可以和运动指令出现在同一程序段中：如：如：G90 G00 XG90 G00 X 75.Y50.Z53.M98 P4003575.Y50.Z53.M98 P40035；第61页/共89页在在M99M99返回主程序指令中，用地址返回主程序指令中，用地址P P来指定一个顺序号，如下例：来指定一个顺序号，如下例：这种主子程序的执行方式只有在程序存储器这种主子程序的执行方式只有在程序存储器中的程序能够使用。中的程序能够使用。第62页/共89页工件外形加工工件外形加工例 使用子程序调用，加工工件外形子程序O0100N100G91 Z-95.0;N101G41 X20.0 Y10.0
33、 D01;N102G01 Z-15.0 F200;N103Y40.0 F100;N104X30.0;N105Y-30.0;N106X-40.0;N107G00 Z110.0;N108G40 X-10.0 Y-20.0;N109X50.0;N110M99;主程序O0001;N1S1000 M03;N2G90 G54 G00 G17 X0 Y0;N3Z100.0;N4M98 P0030100;N5G90 G00 X0 Y60.0;N6M98 P0030100;N7G90 G00 X0 Y0 M05;N8M30;第63页/共89页2.5 高级编程指令2.5.1机床坐标系选择G53G53也常用来和G9
34、2配合使用，确保程序运行起点的一致性。如：G90 G53 G00 X Y Z ;G92 X Y Z ;格式：（G90）G53 X Y Z ;在指定在机床坐标系中，刀具移动到指定的坐标值位置。第64页/共89页例：使用G53移动到机床指定的位置。注意：1）G53仅在绝对模式（G90）下有效。2）G53为暂态代码。3）在电源ON后至少一次回零。P1：G90 G53 G00 X-340.0 Y-210.0;P2：G90 G53 G00 X-570.0 Y-340.0;第65页/共89页2.5.2子坐标系（G52）格式：G52 X Y Z ;在工件坐标系中制作程序，有时为了制作程序方便，在工件坐标系中
35、建立子坐标系，这个子坐标系也称为局部坐标系。注意：1）G52指令指定的子坐标系，即是所有工件坐标系（G54G59）的子坐标系。2）当子坐标系用绝对（G90）模式设定时，该模式保持继续。3）当需要取消子坐标系时，设置子坐标系的原点与工件坐标系的原点重合，即G52 X 0 Y 0 Z 0 ;第66页/共89页数控机床的坐标系的关系如图所示机床坐标系机床坐标系G53（机床坐标系）（机床坐标系）工件坐标系工件坐标系G92（工件坐标系的设定、变更）（工件坐标系的设定、变更）G54G59（工件坐标系）（工件坐标系）G52子坐标系子坐标系数控机床数控机床坐标系统坐标系统第67页/共89页例：（刀具轨迹如图所
36、示）O0001；G90 G54 G00 X0 Y0；N1 X50.0 Y150.0;N2 G52 X100.0 Y50.0;子坐标系设定N3 X50.0 Y50.0;N4 G55 G52 X100.0 Y50.0;X50.0 Y100.0;N5 G52 X0 Y0;回复到原坐标系N6 G54 X0 Y0;M30;图2-94 子坐标系使用第68页/共89页G15 极坐标模式取消 G16 极坐标模式有效2.5.3极坐标（G15、G16）格式：格式：（G17G18G19G17G18G19）G16G16其中其中 极坐标半径；极坐标半径；极坐标角度，逆时针为正，顺时针为负。极坐标角度，逆时针为正，顺时针
37、为负。极坐标的旋转中心，极坐标的旋转中心，它是它是G16G16指令前的最后一个编程点。指令前的最后一个编程点。在各种极坐标加工中在各种极坐标加工中选择合适的平面选择合适的平面对正确使用极坐标非常对正确使用极坐标非常关键，甚至缺省的关键，甚至缺省的G17G17平面也要编写出来。平面也要编写出来。G代码代码选择平面选择平面第一根轴第一根轴第二根轴第二根轴G17XYX=半径半径Y=角度角度G18ZXZ=半径半径X=角度角度G19YZY=半径半径Z=角度角度第69页/共89页极坐标编程实例用增量编程用增量编程INCINC指令指定半径和角度指令指定半径和角度N1G17G90G16N1G17G90G16N
38、2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0;N2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0;N3G91Y120.0;N3G91Y120.0;N4Y120.0;N4Y120.0;N5G15G80;N5G15G80;如图，用绝对编程如图，用绝对编程ABSABS指令指定半径和角度指令指定半径和角度N1G17G90G16N1G17G90G16N2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0;N2G81X100.0Y30.0Z-20.0R-5.0F200.0;N3Y150.0;N3Y150.0;N4Y270.0;N4Y270.0;N5G15G8
39、0;N5G15G80;第70页/共89页在程序中指定形状缩放比例。2.5.4缩放比例（G50、G51）1 1、缩放比例、缩放比例ONON格式：格式：G51XG51XYYZZPP；X X、Y Y、ZZ：缩放中心的坐标值。：缩放中心的坐标值。P P：缩放比例（最小输入单位：缩放比例（最小输入单位：0.0010.001或或0.000010.00001与与参数选择有关）参数选择有关）2 2、缩放比例、缩放比例OFFOFF格式：格式：G50G50；缩放比例不适用于补偿量，如刀具的长度补偿值、刀具缩放比例不适用于补偿量，如刀具的长度补偿值、刀具的半径补偿值和刀具偏置值。的半径补偿值和刀具偏置值。第71页/
40、共89页例：基本形状经缩放后加工,缩放比例为1.1,切削深度为10mm，刀具的径补偿为D21。O1000O1000；G90G00G54X0Y0G90G00G54X0Y0；Z100.0;Z100.0;G51(X0Y0)Z0P1100;G51(X0Y0)Z0P1100;X-60.0Y-40.0;X-60.0Y-40.0;N1N1Z2.0;Z2.0;N2N2G01Z-10.0F100;G01Z-10.0F100;G41X-40.0Y-30.0D21F200;G41X-40.0Y-30.0D21F200;Y25.0;Y25.0;X20.0;X20.0;G02Y-25.0J-25.0;G02Y-25.0
41、J-25.0;G01X-45.0;G01X-45.0;G40X-60.0Y-45.0;G40X-60.0Y-45.0;N3N3G50G00Z100.0;G50G00Z100.0;X0Y0;X0Y0;M30;M30;第72页/共89页2.5.5坐标系旋转（G68、G69）坐标系旋转格式：坐标系旋转格式：G17G68XG17G68XYYRR；X X、Y Y：旋转中心坐标值，（：旋转中心坐标值，（G90/G91G90/G91有效）。有效）。R R：旋转角度：旋转角度(角度的最小值为角度的最小值为0.0010.001，旋转范围为旋转范围为0 0 R R 360.000360.000)坐标系旋转取消格式
42、：坐标系旋转取消格式：G69G69；（示意图）（示意图）第73页/共89页主程序：N110 G59；N120 G90 G00 X0 Y0；N130 G68(X0 Y0)R60；N140 M98 P0200；N150 G69；N160 M30；子程序子程序O0200N10 S1500 M03 F100；N20 G00 X0 Y0 N25 Z10N30 G42 Y10 D01；N40 G01 X20 F100；N50 Y20；N60 G03 X10 R5；N70 G01 Y0；N80 G40 G00 X0 Y0；N90 M99；以程序原点为旋转中心，将图形旋转60 加工。第74页/共89页M21
43、沿X轴镜像；M22 沿Y轴镜像；M23 取消镜像2.5.6可编程镜像（轴对称加工功能）主程序：N05 G54 G90 G00 X0 Y0;Z5；N10 M03 S600；N15 M98 P2001；加工 A N20 M21；X 轴镜像 N25 M98 P2001；加工 B N30 M22；X、Y 轴镜像 N35 M98 P2001；加工 D N40 M23；取消镜像 M22;Y 轴镜N50 M98 P2001；加工 C N55 M23；取消镜像 G91 G28 Z0;G28 X0 Y0;N60 M30；第75页/共89页子程序：子程序：O2001O2001N005G90G00X30N005G9
44、0G00X30；G01Z-5G01Z-5F120F120;N010Y90N010Y90；N015X50Y70N015X50Y70；N020X90N020X90；N025G02Y30J-20N025G02Y30J-20；N030G01X10N030G01X10；N040M99N040M99；第76页/共89页加工中心是由数控机床和自动换刀装置（automatic tool changer 简称ATC）组成。2.6 加工中心换刀编程指令1）自动原点复归格式：G91/（G90）G28 X_ Y_ Z_;ATC由存放刀具的刀库和换刀机构组成。第77页/共89页装装刀刀顺顺时时针针旋旋转转抓抓刀刀逆时针
45、旋转复位逆时针旋转复位旋转旋转180交换交换拔刀拔刀主轴换刀点主轴换刀点主轴位置主轴位置2）刀具交换条件主轴回换到点；选好待换刀具。机械手与主轴的换刀共有五个动作，如图所示。机械手与主轴的换刀共有五个动作，如图所示。第78页/共89页3）刀具交换指令自动换刀有两个过程，选刀和换刀。刀具准备TX X XX表示刀具号，取值为0099。换刀指令M061）N G28 Z_ M06 T；程序：N0110 G01 X_ Y_ Z_ M03 S_；N0120；N0130 G28 Z_ T02 M06；程序：N0110 G01 X_ Y_ Z_ M06 T01；N0140 G28 Z_ M06 T02；N01
46、70 G28 Z_ M06；2）N G28 Z_ T M06；编程时的两种换刀方法：第79页/共89页加工中心编程实例如图所示的平面凸轮，材料为铝合金。零件毛坯是一个圆形如图所示的平面凸轮，材料为铝合金。零件毛坯是一个圆形毛坯，已粗车外圆至毛坯，已粗车外圆至 l00mm，并已完成上下平面及，并已完成上下平面及 20mm中心的孔加工。中心的孔加工。第80页/共89页工序划分：工序划分：第一道：粗铣外轮廓；精加工余量为第一道：粗铣外轮廓；精加工余量为0.5mm；第二道：精铣外轮廓；第二道：精铣外轮廓；第三道：钻中心定位孔；第三道：钻中心定位孔；第四道：钻孔。第四道：钻孔。1)工艺分析第81页/共8
47、9页3)零件的装夹方式与夹具 采用心轴定位、螺柱压紧即可。2)设备选择 选用一般的数控加工中心加工。第82页/共89页刀具与切削用量表加工内容加工内容刀刀 具具刀号刀号 (刀具直刀具直径径)/mm转速转速/(r/min)进给量进给量/(mm/min)粗、精铣粗、精铣外轮廓外轮廓立铣刀立铣刀T01121000（粗）（粗）150（粗）（粗）1200（精）（精）120（精）（精）钻中心定钻中心定位孔位孔中心钻中心钻T0221000100钻钻 8孔孔麻花钻麻花钻T038800 804)刀具与切削用量 铝合金硬度不高，因而选择普通高速钢刀具；第83页/共89页5)编程坐标系与走刀路线编程坐标系与走刀路线
48、编程坐标系零点设在凸轮毛坯轴心上表面处。经查询各点坐编程坐标系零点设在凸轮毛坯轴心上表面处。经查询各点坐标如下：标如下：A(18.856，36.667)、B(28.284，10.00)、C(28.284，10)、D(18.856，36.667)。走刀路线：从零件毛坯上方走刀路线：从零件毛坯上方35mm处的处的S(50，50，100)点起点起刀，垂直进刀到刀，垂直进刀到(50，50，-6)进刀点，进刀点，(-20，80，-6)抬刀点。抬刀点。走刀路线走刀路线：起刀点：起刀点FEDCBAF抬刀点抬刀点换换刀刀钻中心孔钻中心孔换刀换刀钻钻4 8mm孔。孔。第84页/共89页O1000 N01 G54
49、 G28 G91 G00 Z0;M06 T01;N02 G90 G00 Z100;G42 X50 Y50 D01;(建立刀补建立刀补D01=6.5)-粗加工粗加工N03 G00 Z-6 M03 F150 S1000;N04 G01 X0;N05 G03 Y-50 I0 J-50;N06 G03 X18.856 Y-36.667 R20;N07 G01 X28.284 Y-10;N08 G03 X28.284 Y10 R30;N09 G01 X18.856 Y36.667;N10 G03 X0 Y50 R20;N11 G01 X-20;G00 G40 Y80;N12 Z100;加工中心换刀6)编
50、写加工程序第85页/共89页N13 G00 G42 X50 Y50 D02;(建立刀补建立刀补D02=6)-精加工精加工N14 G00 Z-6 M03 F150 S1200;N15 G01 X0；N16 G03 Y-50 I0 J-50;N17 G03 X18.856 Y-36.667 R20;N18 G01 X28.284 Y-10;N19 G03 X28.284 Y10 R30;N20 G01 X18.856 Y36.667;N21 G03 X0 Y50 R20;N22 G01 X-20;N23 G00 Z100;N24 G40 Y80 M05;(换刀之前，主轴停止换刀之前，主轴停止)第8