? 2005 GDGM 机电,数控机床与编程》
模块 九 加工中心编程
模块 九:加工中心编程基础
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?单元一 加工中心编程基础
?单元二 加工中心编程指令
?单元三 加工中心编程实例
Exit
模块 九:加工中心编程基础
? 2005 GDGM 机电GDGM 20053
单元一 加工中心编程基础
一, 加工中心的坐标系
二、刀具参数设定
三, 加工工艺基础
Exit
模块 九:加工中心编程基础
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单元一 加工中心编程基础
Exit
一, 加工中心的坐标系
如图 9-1所示的立式加工中心有 X,Y,Z三个直线坐标
轴, 回转工作台的回转轴为 C轴, 主轴的回转轴为 A轴
( 绕 X轴回转 ), 这样构成了五个坐标轴的加工中心 。
C
X
Y
Z
A
W
Z
Y′
X′
图 9-1 立式加工中心坐标系
模块 九:加工中心编程基础
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单元一 加工中心编程基础
三, 加工工艺基础
Exit
(一)加工工序的划分
(二)工件的装卡方式
(三)选择走刀路线
(四)加工刀具
选择
(五)切削用量的确

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单元二 加工中心编程指令
一, 与坐标系有关的指令
二, 切削用量
三, 换刀指令
Exit
四, 基本运动指令
五, 刀具补偿
六, 固定循环
七, 图形变换功能
八, 用户宏编程
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单元二 加工中心编程指令
一, 与坐标系有关的指令
Exit
1,机床原点和工件原点及其设定
2,工件原点的绝对设定指令 G92
3,尺寸单位 G20,G21
4,绝对值编程与增量编程 G90,G91
5,平面选择 G17,G18,G19
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单元二 加工中心编程指令
Exit
1,机床原点和工件原点及其设定
工作原点W
参考点R
机床原点M X
YZ
图 9-2 机床原点与机床参考点
机床坐标系原点 ( 也称为机床零点 ), 一般设在机床最大加
工范围内平面的左前角, 如图 9-2所示 。
为了编程方便,编程人员可在工件的适当位置上确定工件原点
(即编程原点)。当工件安装在机床上之后、进行加工之前,必
须建立工件原点与机床原点之间的关系,一般用 G54~ G59指令来
分别表示不同工件的工件原点,G54~ G59实际上是 6个存储器的地
址,其中存储了 6个工件原点到机床原点的坐标尺寸,如图 9-3所
示。
机床原点 M
坐标系 3(G56)
O XY
ZZ
Y XO
坐标系 2(G55)
坐标系 1(G54)
O XY
Z
图 9-3 工件坐标原点的设定
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单元二 加工中心编程指令
Exit
2,工件原点的绝对设定指令 G92
G92用于在工件坐标系中设定新的工件坐
标原点。
15
10
Y
Y′
X′
X
图 9-4 G92设定新的工件坐标原点
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单元二 加工中心编程指令
Exit
3,尺寸单位 G20,G21
用 G20表示以英寸为单位编程,用 G21表示以毫米
(公制)为单位编程,两者都是模态代码,可互相
取代,G20,G21必须在程序前设定,用单独的程序
段指定,当电源开时,CNC的状态与电源关前一样。
模块 九:加工中心编程基础
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单元二 加工中心编程指令
Exit
4,绝对值编程与增量编程 G90,G91
G90表示绝对值编程,此时刀具运动的位置坐
标是从工件原点算起的。 G91表示增量值编程,此
时编程的坐标值表示刀具从所在点出发移动的数
值,正、负号表示从所在点移动的方向。 G90和
G91都是模态代码,可互相取代。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
5,平面选择 G17,G18,G19
当进行圆弧切削 ( G02,G03) 或刀具补偿 ( G41、
G42) 时, 必须先确定切削平面的位置 。
G17表示切削平面为 X,Y轴所形成的平面;
G18表示切削平面为 X,Z轴所形成的平面;
G19表示切削平面为 Y,Z轴所形成的平面。
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单元二 加工中心编程指令
二, 切削用量
Exit
( 一 ) 主轴转速
主轴转速用 S表示,如主轴转速为 1000r/min,则可写为 S1000
。( 二 ) 主轴旋转方向
M03表示主轴顺时针旋转,M04表示主轴逆时针旋转,这两
个 M指令规定在该程序段开始时执行。 M05表示主轴停止旋
转运动,该指令在该程序段的最后执行。
( 三 ) 进给速度和进给量
G94表示进给速度, 单位是 mm/min(或 in/min)。 G95表示
进给量, 单位是 mm/rev( 或 in/rev) 。 两者都是模态指令
,可互相取代, 对加工中心机床, 开机后 G94自动生效 。
进给速度、进给量用 F表示。当 G94有效时,程序中出现
F100,表示进给速度为 100mm/min。 当 G95有效时,程序中
出现 F1.5,表示进给量为 1.5mm/rev。
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单元二 加工中心编程指令
三, 换刀指令
Exit
换刀一般包括选刀指令( T) 和换刀动作指令( M06)。
选刀指令用 T表示,其后是所选刀具的刀具号。如选用 2
号刀,写为, T02”。 T指令的格式为 T××,表示允许有
两位数,即刀具最多允许有 99把。
M06是换刀动作指令,数控装置读入 M06代码后,送
出并执行 M05等信息,接着换刀机构动作,完成刀具的
自动转换。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
四, 基本运动指令
1、快速定位 G00
2、直线插补 G01
3,圆弧插补 G02,G03
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单元二 加工中心编程指令
Exit
3,圆弧插补 G02,G03
G02为刀具沿顺时针走刀切削圆弧。 G03为刀具沿
逆时针走刀切削圆弧。
格式,_
____03/0217 FJIRYXGGG ???????
______03/0218 FJIRZXGGG ??????
______03/0219 FJIRZYGGG ??????
( c )
向量
Y
Z
终点
起点
圆心圆心
起点
终点
Y
Z
向量
( b )(a)
向量
X
Y
终点
起点
圆心
图 9-5 I,J,K增量值
[ 1,2 ]
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单元二 加工中心编程指令
Exit
3,圆弧插补 G02,G03
在已知圆弧的起点和终点的情况下,用半径编程,按几何作图会
出现两段圆弧,如图 9-6所示。
圆弧 1编程,G90 G17 G02 X50 Y28 R22 F120
圆弧 2编程,G90 G17 G02 X50 Y28 R-22 F120
对于整圆,其起点和终点重合,用 R编程无法定义,只能用圆
心坐标编程。图 9-7所示圆的编程为:
G90 G17 G02 I-40 J0
F150。
Y
X
圆弧2
圆弧1
P 2 (50,28)
P 1 (24,12)
X
Y
图 9-6 R+和 R-编程 图 9-7 整圆编程
[ 1,2 ]
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
1、刀具长度补偿
( 1)刀具长度补偿的概念
( 2)长度补偿值的获取方法
( 3)刀具长度补偿偏置设置
( 4)建立长度补偿
( 5)取消长度补偿
( 6)长度补偿的特殊情况
2、刀具半径补偿
( 1)建立刀具半径补偿指令
( 2)取消刀具补偿指令
( 3)刀具半径补偿的其它用途
( 7)实例
( 0)概述
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单元二 加工中心编程指令
Exit
( 1)刀具长度补偿的概念
刀具长度补偿值是当前刀具与标准刀具的长度差值,
如图 9-8所示。
L
2
L
0
Δ
L
2
Δ
L
3
L
3
T02
T01
T03
刀具参考点 刀具参考点 刀具参考点
* * *
图 9-8 刀具长度补偿值
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 2)长度补偿值的获取方法
通过试切法,可获得当前刀具的长度补偿值。
在机床坐标系 ( H00) 状态, 分别使标准刀和当前刀轻微碰到
坯料上表面, 记下其 Z坐标值 Z0和 Zi,则当前刀的长度补偿值为
ΔL i= Zi-Z0,如图 9-9所示 。
在图 9-9所示的机床坐标系 ( H00) 状态下, 标准刀和当前刀
分别轻微碰到坯料的上表面, 获得 CRT动态坐标 Z0和 Zi,其值均
小于 0。 图 9-9所示当前刀的长度补偿值为 ΔL i=Zi-Z0<0,即当前
刀比标准刀短 。
*
*
Z
0
(<
0)
Δ
L
i
Z
i
(<0
)
+Z
-Z
Z0 (H 00 )
标准刀
当前刀坯料
图 9-9 一种试切对刀方法
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 3)刀具长度补偿偏置设置
刀具长度补偿是用来补偿刀具长度差值的,当实际
刀具长度与编程的标准刀具长度不一致时,可以通过刀
具的长度补偿功能实现对刀具长度差值的补偿,只要将
实际刀具长度与编程的标准刀具长度之差作为偏置值存
入刀具参数存储器中即可。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具 补偿
( 4)建立长度补偿 格式, G43/G44 Z_
H_
G43/G44
H_
说明,( 1) G43为长度正向补偿; G44为长度
负向补偿 。
( 2) 机床通电后, 其自然状态
为取消长度补偿 。
( 3) 偏置号为 H00~ H32或 H00~
H64。
( 4) H00的偏置量固定为 0。
( 5)长度补偿仅对 Z坐标起作用

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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 5)取消长度补偿
格式:
G49
说明:取消长度补偿,除用 G49指令外,也可以用 H00
的办法。机床通电后,其自然状态为 G49。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 6)长度补偿的特殊情况
有的加工中心在绝对值指令( G90) 中,当指定的移动量
为 0时,虽然该程序段同时指定了偏置量,但机床仍然不移动;
但在 G91状态时,则按表 9-1方式运动。有的加工中心无论在 G90
还是在 G91状态,当指定移动量为 0时,若程序段同时指定了偏
置量,机床将按表 9-1方式运动;也有的加工中心无论在 G90还
是 G91状态,当指定移动量为 0时,无论程序段中是否指定了偏
置量,机床都不会运动。
表 9-1 移动量(补偿量为 10.1,偏置号为 H01)
NC指令 G43 G01 Z0 H01 G43 G01 Z-0 H01 G44 G01 Z0 H01 G44 G01 Z-0 H01
移动量 Z10.1 Z-10.1 Z-10.1 Z10.1
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 7)实例
【例 9-1】加工图 9-10所示的三条槽,槽深均为 2mm,用刀
具长度补偿指令编程 。
(b)(a)
O
Z
X
Y
D
B
E
C
A
E
X
Y
图 9-10 刀具长度补偿应用实例
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 0)概述
刀具半径补偿一般是指铣刀中心轨迹与工件的实际尺寸之
间的距离,且采用半径补偿的方式来设定,补偿量为刀具半径
值。如图 9-11所示,图样上的尺寸是零件轮廓尺寸,程序按轮
廓尺寸来编制,而计算机根据刀具半径的数值自动计算,控制
刀具中心向外移动一个刀具半径 r后沿虚线移动。这样更换刀
具或刀具破损后,只需改变刀具半径补偿值,仍可用原来的程
序进行加工。
图 9-11 刀具半径补偿
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
1)建立刀具半径补偿指令
格式,G41/G42 G01 α_ β_ F_
其中 α, β 为 X,Y,Z中的任意一根轴。 F为进
给速度。
V
V
G41 G42
工件
图 9-12 G41与 G42
N1
N2
N3A
B
图 9-13 偏差不合理造成的轨迹偏差
表 9-3 D代码的数据正、负符号
+(正) -(负)
G41 往前进左方偏置 往前进右方偏置
G42 往前进右方偏置 往前进左方偏置
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 2)取消刀具补偿指令
格式,G40 G01 α_ β_ F_
说明:系统刚接通或执行过, 复位, 动作及程序终结( M02或
M30) 时,半径补偿均处于取消状态。此时刀具中心轨迹与编
程轨迹一致。一个程序中,在程序终结之前,必须用 G40指令
来取消刀具半径补偿方式,否则在程序结束后,刀具将偏离编
程终点一个向量值的距离。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
五, 刀具补偿
( 3)刀具半径补偿的其它用途
如果人为地让刀具中心与工件轮廓相距的不是一个刀具
半径,则可以用来处理粗、精加工问题。刀具补偿值的输入,
在粗加工时输入刀具和精加工余量,而在精加工时只输入刀具
半径,这样粗、精加工就可以用同一程序。
模块 九:加工中心编程基础
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
2,固定循环指令
3,固定循环中重复次数的使用方法
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
( 1)固定循环指令
( 2)固定循环的动作组成
( 3)固定循环的代码组成
( 4)固定循环指令组的书写格式
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
( 1)固定循环指令
G代码 加工行程( -
Z)
孔底动作 返回行程( +Z) 用途
G73 继续进给 快速进给 高速深孔往复排屑钻
G74 切削进给 主轴正转 切削进给 攻左螺纹
G76 切削进给 主轴定向、刀具移位 快速进给 精镗
G80 -- -- -- 取消操作
G81 切削进给 快速进给 钻孔
G82 切削进给 暂停 快速进给 钻孔
G83 继续进给 快速进给 深孔排屑钻
G84 切削进给 主轴反转 切削进给 攻右螺纹
G85 切削进给 切削进给 镗削
G86 切削进给 主轴停止 切削进给 镗削
G87 切削进给 刀具移位、主轴启动 快速进给 背镗
G88 切削进给 暂停、主轴停止 手动操作后快速返回 镗削
G89 切削进给 暂停 切削进给 镗削
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
( 2)固定循环的动作组成
如图 9-14所示,固定循环一般由下
述 6个动作组成:
初始点
R点
Z值






图 9-14固定循环的动作组成
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
( 3)固定循环的代码组成
组成一个固定循环,要用到以下三
组 G代码:
( 1) 数据格式代码,G90,G91。
( 2) 返回点代码,G98( 返回初始点 ), G99( 返
回 R点 ) 。
( 3) 孔加工方式代码,G73~ G89。
在使用固定循环编程时,一定要在前面程序段中指
定 M03( 或 M04),使主轴启动。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
1,固定循环功能概述
( 4)固定循环指令组的书写格式
格式,G×× X_ Y_ Z_ R_ Q_
P_ F_ L_
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 1)高速深孔往复排屑钻 G73
( 2)攻左旋螺纹 G74
( 3)钻孔 G81
( 4)钻孔 G82
( 5)精镗 G76
( 6)镗削 G88
( 7)深孔排屑 G83
( 8)攻右旋螺纹 G84
( 9)镗削 G85
( 10)镗削 G86
( 11)镗削 G89
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 1)高速深孔往复排屑钻 G73
格式, G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 其动作示意如图
9-15所示 。
说明:
(1)图中的 d值由参数设定 。
(2)图中带箭头的虚线表示快进,带箭头的实线表示切削进给(
以下各图相同)。
Z点
d
d
dQ
Q
Q
初始点
R点 G99返回点
G98返回点
图 9-15 G73循环
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 2)攻左旋螺纹 G74
格式, G74 X_ Y_ Z_ R_ F_ 其动作示意如图
9-16所示 。
说明:面对主轴看主轴的旋转方向,CW为主轴顺
时针旋转,而 CCW为主轴顺时针旋转(相当于习
惯说法的, 主轴反转, )。 主轴 CW
主轴 CCW
G98返回点
G99返回点R点
初始点
图 9-16 G74循环
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 3)钻孔 G81
格式, G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ 其动作示意如图
9-17所示 。
初始点
R点 G99返回点
G98返回点
图 9-17 G81循环
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? 2005 GDGM 机电GDGM 200540
单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 4)钻孔 G82
格式, G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_
说明:与 G81动作轨迹一样,仅在孔底增加了,
暂停, 时间,以得到准确的孔深尺寸。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 5)精镗 G76
格式, G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ 其动作示
意如图 9-18所示 。
初始点
R点
P点
图 9-18 G76循环
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 6)镗削 G88
格式,G88 X_ Y_ Z_ Q_ R_ P_ F_ 其动作示
意如图 9-19所示 。
R点
初始点
P点
图 9-19 G88循环
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? 2005 GDGM 机电GDGM 200543
单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 7)深孔排屑 G83
格式,G83 X_ Y_ Z_ Q_ R_ F_ 其动作示意
如图 9-20所示 。
初始点
R点 G99返回点
G98返回点
Z点
d
d
Q
Q
Q
图 9-20 G83循环
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? 2005 GDGM 机电GDGM 200544
单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 8)攻右旋螺纹 G84
格式,G84 X_ Y_ Z_ R_ F_
说明:与 G74类似,但主轴旋转方向相反,攻右
旋螺纹。
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? 2005 GDGM 机电GDGM 200545
单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 9)镗削 G85
格式,G85 X_ Y_ Z_ R_ F_
说明:与 G81类似,但返回行程中,从 Z→R 段为切削
进给。
模块 九:加工中心编程基础
? 2005 GDGM 机电GDGM 200546
单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 10)镗削 G86
格式, G86 X_ Y_ Z_ R_ F_
说明:与 G81类似,但进给到孔底后,主轴停止,
返回到 R点( G99) 或初始点( G98) 后主轴再重新
启动。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
2,固定循环指令
( 11)镗削 G89
格式, G89 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_
说明:与 G85类似,从 Z→R 为切削进给,但在孔底时
有暂停动作。
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单元二 加工中心编程指令
Exit
六, 固定循环
3,固定循环中重复次数的使用方法
在固定循环指令最后,用 L地址指定重复次数。
在增量方式( G91) 中,如果有孔间距相同的若干个
相同孔,采用重复次数来编程是很方便的。
采用重复次数来编程时, 要采用 G91,G99方式 。
当指令为 G81X50.0Z-20.0R-10.0L6F200时,其运动轨
迹如图 9-21所示。
初始点
R点
X
X X X X X
图 9-21 重复次数的使用
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单元二 加工中心编程指令
Exit
七, 图形变换功能
(一 )图形放大, 缩小 ( G50,G51)
该指令需单独编在一个程序段中 。
格式, G51 I_ J_ K_ P_
其中 I,J,K为缩放比例中心的 X,Y,Z坐标值 ( 绝对坐标值 ); P为放大, 缩小比例值 。
G50为取消缩放比例指令。
(二 )图形旋转 ( G68,G69)
使用此功能可以使图形旋转一定的角度 。
格式,G68 α_ β_ P_
其中 α, β 为 旋 转 中 心 的 坐 标 值 ; P 为旋转角度, -
360° ≤ P≤ 360°, 逆时针方向为正值 。
G69为图形旋转取消指令。
( 三 ) 镜像加工
格式,G24 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_
G25 X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ U_ V_ W_
G24建立镜像,由指定坐标轴后的坐标值指定镜像位置,G25指令用于取消镜
像。
模块 九:加工中心编程基础
? 2005 GDGM 机电GDGM 200550
单元二 加工中心编程指令
Exit
八, 用户宏编程
加工中心一般都有用户宏编程功能,用户宏程序与普通程
序一样,但宏程序能够利用变量实现各种运算、跳步、呼叫功能。
将一组命令所构成的功能,像子程序一样登录在内存中,再
把这些功能用一个指令作为代表,执行时只需写出这个代表指令,
就可以执行其功能。
在这里,所登录的一组指令称为用户宏主体(或用户宏程
序),简称为用户宏( Custom Macro)。 这个代表指令称为用户
宏指令,也称为宏调用指令。
模块 九:加工中心编程基础
? 2005 GDGM 机电GDGM 200551
单元三 加工中心编程实例
Exit
ZH7640立式加工中心由北京第三机床厂产生,采用华中铣床、
加工中心数控系统。加工范围 600mm× 400mm× 500mm。 刀库可容纳
20把刀。可用于镗、铣、钻、铰、攻丝等各种加工。
实例为在预先处理好的 100mm× 100mm× 80mm合金铝锭毛坯上加工
图 9-22所示的零件,其中正五边形外接圆直径为 80mm。
图 9-22 零件图 图 9-23 几何模型图