数控编程

数控程序的指令由一系列的程序字组成，而程序字通常由地址（address）和数值（number）两部分组成，地址通常是某个大写字母。数控程序中的地址代码意义如表1所示。表1功能地址意义程序号：(ISO)，O(EIA)程序序号顺序号N顺序号准备功能G动作模式（直线、圆弧等）尺寸字X、Y、Z坐标移动指令A、B、C、U、V、W附加轴移动指令R圆弧半径I、J、K圆弧中心坐标进给功能F进给速率主轴旋转功能S主轴转速刀具功能T刀具号、刀具补偿号辅助功能M辅助装置的接通和断开补偿号H、D补偿序号暂停P、X暂停时间子程序号指定P子程序序号子程序重复次数L重复次数参数P、Q、R固定循环数控程序中的每一个指令都有一定的固定格式，使用不同的数控机床的指令格式也不同，因此需要按照该数控机床的指令格式来编写数控指令。一般的数控机床可以选择公制单位毫米（mm）或者英制单位英寸（inch）为数值单位。公制可以精确到0.001mm，英制可以精确到0.0001in，这也是一般数控机床的最小移动量。表2列出了一般数控机床所能输入的指令数值范围，而数控机床实际使用范围受到机床本身的限制，因此需要参考数控机床的操作手册而定。例如表中X轴可以移动±99999.999mm，但实际上数控机床的X轴行程可能只有650mm，进给速率F最大可输入100000.0mm/min，但实际上数控机床可能限制在3000mm/min以下。因此在编制数控程序时，一定要参照数控机床的使用说明书。表2功能地址公制单位英制单位程序号：(ISO)O(EIA)1～99991～9999顺序号N1～99991～9999准备功能G0～990～99尺寸X、Y、Z、Q、R、I、J、K±99999.999mm±9999.9999inchA、B、C±99999.999deg±9999.9999deg进给功能F1～100000.0mm/min0.01～400.0inch/min主轴转速功能S0～99990～9999刀具功能T0～990～99辅助功能M0～990～99暂停X、P0～99999.999sec0～99999.999sec子程序号P1～99991～9999重复次数L1～99991～9999补偿号D、H0～320～32下面简要介绍各种数控指令的用法。1．顺序号字顺序号字也称程序段号。在程序段之首，以字母N开头，其后为一个2～4位的数字。需要注意的是，数控程序是按程序段的排列次序执行的，与顺序段号的大小次序无关，即程序段号实际上只是程序段的名称，而不是程序段执行的先后次序。2．准备功能字以字母G开头，后接一个两位数字，因此又称为G指令。它是控制机床运动的主要功能类别。常用的G指令有以下几种。（1）G00：快速点定位，即刀具快速移动到指定坐标，用于刀具在非切削状态下的快速移动，其移动速度取决于机床本身的技术参数。如刀具快速移动到点（100，100，100）的指令格式为：G00X100.0Y100.0Z100.0（2）G01：直线插补，即刀具以指定的速度直线运动到指定的坐标位置，是进行切削运动的两种主要方式之一。如刀具以250mm/min的速度直线插补运动到点（100，100，100）的指令格式为：G01X100.0Y100.0Z100.0F250（3）G02、G03：顺时针和逆时针圆弧插补，即刀具以指定的速度以圆弧运动到指定的位置。G02/G03有两种表达格式，一种为半径格式，使用参数值R，如G02X100Y100Z100R50F250表示刀具以250mm/min的速度沿半径50的顺时针圆弧运动至终点（100，100，100）。其中R值的正负影响切削圆弧的角度，R值为正时，刀位起点到刀位终点的角度小于或等于180°；R值为负值时，刀位起点到刀位终点的角度大于或等于180°。另一种为向量格式，使用参数I、J、K给出圆心坐标，并以相对于起始点的坐标增量表示。例如G02X100Y100Z100I50J50K50F250表示刀具以250mm/min的速度沿一顺时针圆弧运动至点（100，100，100），该圆弧的圆心相对于起点的坐标增量为（50，50，50）。（4）G90、G91：绝对指令/增量指令。其中G90指定NC程序中的刀位坐标是以工作坐标系原点为基准来计算和表达的。而G91则指定NC程序中每一个刀位点的坐标都是以其相对于前一个刀位点的坐标增量来表示的。（5）G41、G42、G40：刀具半径左补偿、右补偿和取消半径补偿。用半径为R的刀具切削工件时，刀轨必须始终与切削轮廓有一个距离为R的偏置，在手工编程中进行这种偏置计算往往十分麻烦。如果采用G41、G42指令，刀具路径会被自动偏移一个R距离，而编程只要按工件轮廓考虑即可。在G41、G42指令中，刀具半径是用其后的D指令指定。所谓左补偿，是指沿着刀具前进的方向，刀轨向左侧偏置一个刀半径的距离。（6）G54、G92：加工坐标系设置指令。G54是数控系统上设定的寄存器地址，其中存放了加工坐标系（一般是对刀点）相对于机床坐标系的偏移量。当数控程序中出现该指令时，数控系统即根据其中存放的偏移量确定加工坐标系。G92是根据刀具起始点与加工坐标系的相对关系确定加工坐标系，其格式示例为G92X20Y30Z40。它表示刀具当前位置（一般为程序起点位置）处于加工坐标系的（20，30，40）处，这样就等于通过刀具当前位置确定了加工坐标系的原点位置。表3是FANUC数控系统的准备功能G代码列表。表3G代码功能G代码功能G00☆快速定位（快速进给）G01☆直线插补（切削进给）G02顺时针（CW）圆弧插补G03逆时针（CCW）圆弧插补G04暂停、正确停止G09正确停止G10资料设定G11资料设定模式取消G15极坐标指令取消G16极坐标指令G17☆XY平面选择G18ZX平面选择G19YZ平面选择G20英制输入G21公制输入G22☆行程检查功能打开（ON）G23行程检查功能关闭（OFF）G27机械原点复位检查G28机械原点复位G29从参考原点复位G30第二原点复位G31跳跃功能G33螺纹切削G39转角补正圆弧切削G40☆刀具半径补偿取消G41刀具半径左补偿G42刀具半径右补偿G43刀具长度正补偿G44刀具长度负补偿G49☆刀具长度补偿取消G52局部坐标系设定G53机械坐标系选择G54☆第一工件坐标设置G55第二工件坐标设置G56第三工件坐标设置G57第四工件坐标设置G58第五工件坐标设置G59第六工件坐标设置G65宏程序调用G66宏程序调用模态G67宏程序调用取消G73高速深孔钻孔循环G74左旋攻螺纹循环G76精镗孔循环G80☆固定循环取消G81钻孔循环、钻镗孔G82钻孔循环、反镗孔G83深孔钻孔循环G84攻螺纹循环G85粗镗孔循环G86镗孔循环G87反镗孔循环G90☆绝对指令G91☆增量指令G92坐标系设定G98固定循环中起始点复位G99固定循环中R点复位注：☆记号G码在电源开时是这个G码状态。3．辅助功能字辅助功能字一般由字符M及随后的2位数字组成，因此也称为M指令。它用来指令数控机床的辅助装置的接通和断开（即开关动作），表示机床各种辅助动作及其状态。常用的M指令有以下几种。（1）M02、M30：程序结束。（2）M03、M04、M05：主轴顺时针转、主轴逆时针转、主轴停止转动。（3）M08、M09：冷却液开、关。表4所示是部分辅助功能M代码。表4M代码功能M代码功能M00程序停止M01计划停止M02程序结束M03主轴顺时针旋转M04主轴逆时针旋转M05主轴停止旋转M06换刀M08冷却液开M09冷却液关M30程序结束并返回M74错误检测功能打开M75错误检测功能关闭M98子程序调用M99子程序调用返回4．其他功能字（1）尺寸字：也叫尺寸指令，主要用来指令刀位点坐标位置。如X、Y、Z主要用于表示刀位点的坐标值，而I、J、K用于表示圆弧刀轨的圆心坐标值（参见G02、G03指令中的内容）。（2）进给功能字：以字符F开头，因此又称为F指令，用于指定刀具插补运动（即切削运动）的速度，称为进给速度，单位是毫米/分钟（mm/min）。（3）主轴转速功能字：以字符S开头，因此又称为S指令。用于指定主轴的转速，以其后的数字给出，单位是转/分钟（r/min）。（4）刀具功能字：用字符T及随后的号码表示，因此也称为T指令。用于指定加工时采用的刀具号，该指令在加工中心上使用数控指令格式附录一FANUC数控指令格式数控程序是若干个程序段的集合。每个程序段独占一行。每个程序段由若干个字组成，每个字由地址和跟随其后的数字组成。地址是一个英文字母。一个程序段中各个字的位置没有限制，但是，长期以来以下排列方式已经成为大家都认可的方式：N-G-X-Y-Z-••••F-S-T-M-LF行号准备功能位置代码进给速度主轴转速刀具号辅助功能行结束在一个程序段中间如果有多个相同地址的字出现，或者同组的G功能，取最后一个有效。1行号Nxxxx程序的行号，可以不要，但是有行号，在编辑时会方便些。行号可以不连续。行号最大为9999，超过后从再从1开始。选择跳过符号“/”，只能置于一程序的起始位置，如果有这个符号，并且机床操作面板上“选择跳过”打开，本条程序不执行。这个符号多用在调试程序，如在开冷却液的程序前加上这个符号，在调试程序时可以使这条程序无效，而正式加工时使其有效。2准备功能地址“G”和数字组成的字表示准备功能，也称之为G功能。G功能根据其功能分为若干个组，在同一条程序段中，如果出现多个同组的G功能，那么取最后一个有效。G功能分为模态与非模态两类。一个模态G功能被指令后，直到同组的另一个G功能被指令才无效。而非模态的G功能仅在其被指令的程序段中有效。例：……N10G01X250.Y300.N11G04X100N12G01Z-120.N13X380.Y400.……在这个例子的N12这条程序中出现了“G01”功能，由于这个功能是模态的，所以尽管在N13这条程序中没有“G01”，但是其作用还是存在的。本软件支持的G功能见表6.1.13辅助功能地址“M”和两位数字组成的字表示辅助功能，也称之为M功能。本软件支持的M功能见4主轴转速地址S后跟四位数字；单位：转/分钟。格式：Sxxxx5进给功能地址F后跟四位数字；单位：毫米/分钟格式：Fxxxx尺寸字地址：X，Y，Z，I，J，K，R数值范围：＋999999.999毫米～－999999.999毫米。附录二FANUC0数控指令FANUC0G指令列表本软件提供的G指令0-T0-M0-T0-M0-T0-MG00√√G44√G75√G01√√G49√G76√√G02√√G50√√G80√G03√√G51√G81√G04√√G52√G82√G15√G53√√G83√G16√G54√√G84√G17√G55√√G85√G18√G56√√G86√G19√G57√√G88√G20√√G58√√G89√G21√√G59√√G90√√G28√√G68√G91√G29√√G69√G92√√G32√G70√G94√G40√√G71√G98√√G41√√G72√G99√√G42√√G73√√G43√G74√√G功能格式1）FANUC0数控铣床和加工中心代码分组意义格式G0001快速进给、定位G00X--Y--Z--G01直线插补G01X--Y--Z--G02圆弧插补CW（顺时针）XY平面内的圆弧：ZX平面的圆弧：YZ平面的圆弧：G03圆弧插补CCW（逆时针）G0400暂停G04[P|X]单位秒，增量状态单位毫秒，无参数状态表示停止G1517取消极坐标指令G15取消极坐标方式G16极坐标指令GxxGyyG16开始极坐标指令G00IP_极坐标指令Gxx：极坐标指令的平面选择（G17，G18，G19）Gyy：G90指定工件坐标系的零点为极坐标的原点G91指定当前位置作为极坐标的原点IP：指定极坐标系选择平面的轴地址及其值第1轴：极坐标半径第2轴：极角G1702XY平面G17选择XY平面；G18选择XZ平面；G19选择YZ平面。G18ZX平面G19YZ平面G2006英制输入G21米制输入G2800回归参考点G28X--Y-