數(shù)控編程加工與操作

第4章加工中心的編程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解加工中心的分類及加工對象，認(rèn)識加工中心的自動換刀裝置2．熟悉加工中心常用的編程指令和編程方式3．熟悉國產(chǎn)華中數(shù)控系統(tǒng)在指令格式上與FANUC系統(tǒng)的區(qū)別4．熟練掌握典型零件的加工程序編制方法和宏程序的應(yīng)用4.1加工中心簡介4.1.1加工中心的概念

加工中心（MachiningCenter，MC）是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。它主要用于箱體類零件和復(fù)雜曲面零件的加工，能把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋、車螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上。因?yàn)樗哂卸喾N換刀或選刀功能及自動工作臺交換裝置（APC），故工件經(jīng)一次裝夾后，可自動地完成或接近完成工件各面的所有加工工序，從而使生產(chǎn)效率和自動化程度大大提高，因此加工中心又稱為自動換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。加工中心的加工范圍主要取決于刀庫容量。刀庫是多工序集中加工的基本條件，刀庫中刀具的存儲量一般有10～40、60、80、100、120等多種規(guī)格，有些柔性制造系統(tǒng)配有中央刀庫，可以存儲上千把刀具。刀庫中刀具容量越大，加工范圍越廣，加工的柔性程度越高，一些常用刀具可長期裝在刀庫上，需要時(shí)隨時(shí)調(diào)整，大大減少了更換刀具的準(zhǔn)備時(shí)間。具有大容量刀庫的加工中心，可實(shí)現(xiàn)多品種零件的加工，從而最大限度地發(fā)揮加工中心的優(yōu)勢。4.1.2加工中心的分類1．按功能特征分類按功能特征分類可分為鏜銑、鉆削和復(fù)合加工中心。①鏜銑加工中心。鏜銑加工中心和龍門式加工中心，以鏜銑為主，適用于箱體、殼體加工以及各種復(fù)雜零件的特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工，適用于多品種、小批量的生產(chǎn)方式。②鉆削加工中心。以鉆削為主，刀庫形式以轉(zhuǎn)塔頭形式為主，適用于中、小批量零件的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋及連續(xù)輪廓銑削等多工序加工。③復(fù)合加工中心。復(fù)合加工中心主要指五面復(fù)合加工，可自動回轉(zhuǎn)主軸頭，進(jìn)行立臥加工。主軸自動回轉(zhuǎn)后，在水平和垂直面實(shí)現(xiàn)刀具自動交換。2．按結(jié)構(gòu)特征分類加工中心工作臺有各種結(jié)構(gòu)，按工作臺結(jié)構(gòu)特征分類，可分成單、雙和多工作臺。設(shè)置工作臺的目的是為了縮短零件的輔助準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和機(jī)床自動化程度。最常見的是單工作臺和雙工作臺兩種形式。3．按主軸種類分類根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)特征分類，可分為單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心。4．按自動換刀裝置分類按自動換刀裝置分類可分為4種。①轉(zhuǎn)塔頭加工中心。有立式和臥式2種。主軸數(shù)一般為6～12個(gè)，這種結(jié)構(gòu)換刀時(shí)間短、刀具數(shù)量少、主軸轉(zhuǎn)塔頭定位精度要求較高。②刀庫

+

主軸換刀加工中心。這種加工中心特點(diǎn)是無機(jī)械手式主軸換刀，利用工作臺運(yùn)動及刀庫轉(zhuǎn)動，并由主軸箱上下運(yùn)動進(jìn)行選刀和換刀。③刀庫

+

機(jī)械手

+

主軸換刀加工中心。這種加工中心結(jié)構(gòu)多種多樣，由于機(jī)械手卡爪可同時(shí)分別抓住刀庫上所選的刀和主軸上的刀，換刀時(shí)間短，并且選刀時(shí)間與機(jī)加工時(shí)間重合，因此得到廣泛應(yīng)用。④刀庫＋機(jī)械手＋雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心。這種加工中心在主軸上的刀具進(jìn)行切削時(shí)，通過機(jī)械手將下一步所用的刀具換在轉(zhuǎn)塔頭的非切削主軸上。當(dāng)主軸上的刀具切削完畢后，轉(zhuǎn)塔頭即回轉(zhuǎn)，完成換刀工作，換刀時(shí)間短。5．按主軸在加工時(shí)的空間位置分類加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心和臥式加工中心，加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的稱為立式加工中心，主軸在空間處于水平狀態(tài)的稱為臥式加工中心，如圖4-1所示。另外，按加工中心立柱的數(shù)量分類，有單柱式和雙柱式（龍門式），如圖4-2所示。按加工中心運(yùn)動坐標(biāo)數(shù)和同時(shí)控制的坐標(biāo)數(shù)分類，有三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動等，如圖4-3所示。圖4-1按主軸在加工時(shí)的空間位置分類圖4-2龍門加工中心圖4-3五坐標(biāo)加工中心4.1.3加工中心的加工對象加工中心適宜于加工復(fù)雜、工序多、要求較高、需用多種類型的普通機(jī)床和眾多刀具夾具，且經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。其加工的主要對象有箱體類零件、復(fù)雜曲面、異形件、盤套板類零件和特殊加工5類。圖4-4箱體零件圖4-5復(fù)雜曲面零件4.1.4加工中心的自動換刀裝置1．自動換刀裝置的形式自動換刀裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型、工藝范圍及刀具的種類、數(shù)量等。自動換刀裝置主要有回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫的自動換刀裝置兩種形式。回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置的刀具數(shù)量有限，但結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。帶刀庫的自動換刀裝置是由刀庫和機(jī)械手組成的，它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀裝置。其整個(gè)換刀過程較復(fù)雜，首先把刀具過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式放入刀庫；換刀后，先在刀庫中進(jìn)行選刀，并由機(jī)械手從刀庫和主軸上取出刀具，在進(jìn)行刀具交換后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可以作為獨(dú)立部件安裝在機(jī)床以外。2．刀庫的形式刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)各異，如圖4-6所示。加工中心常用的刀庫有鼓輪式和鏈?zhǔn)絻煞N。圖4-6（a）、圖4-6（b）所示為鼓輪式刀庫，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，應(yīng)用較多，一般存在刀具不超過32把。圖4-6（c）、圖4-6（d）所示為鏈?zhǔn)降稁?，多為軸向取刀，適用于要求刀庫容量較大的機(jī)床。圖4-6刀庫形式3．換刀過程自動換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部分組成。選刀即刀庫按照選刀命令（或信息）自動將要用的刀具移動到換刀位置，完成選刀過程，為下面換刀做好準(zhǔn)備；換刀即把主軸上用過的刀具取下，將選好的刀具安裝在主軸上。4．刀具的選擇方法數(shù)控機(jī)床常用的選刀方式有順序選刀方式和任選方式兩種。①順序選刀方式。將加工所需要的刀具，按照預(yù)先確定的加工順序依次安裝在刀座中，換刀時(shí)，刀庫按順序轉(zhuǎn)位。這種方式的控制及刀庫運(yùn)動簡單，但刀庫中刀具排列的順序不能錯(cuò)。②任選方式。對刀具或刀座進(jìn)行編碼，并根據(jù)編碼選刀。它可分為刀具編碼和刀座編碼兩種方式。4.2加工中心程序的編制

加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，又稱為自動換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。其特點(diǎn)是數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床自動地更換刀具，連續(xù)地對工件各加工表面自動進(jìn)行銑、鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻螺紋等多種工序的加工；適用于加工凸輪、箱體、支架、蓋板、模具等各種復(fù)雜型面的零件。除換刀程序外，加工中心的編程方法與數(shù)控銑床的編程方法基本相同。4.2.1加工中心數(shù)控系統(tǒng)的功能1．準(zhǔn)備功能G指令

準(zhǔn)備功能G指令是建立坐標(biāo)平面、坐標(biāo)系偏置、刀具與工件相對運(yùn)動軌跡（插補(bǔ)功能）以及刀具補(bǔ)償?shù)榷喾N加工操作方式的指令，其范圍為G00～G99。G指令的功能見表4-1。2．輔助功能（M指令）輔助功能也稱為M指令，由地址字M后跟1～2位數(shù)字組成。M指令主要用來設(shè)定數(shù)控機(jī)床電控裝置單純的開/關(guān)動作，以及控制加工程序的執(zhí)行走向。常用M指令功能如表4-2所示。

3．F、S、T功能（1）F功能F是控制刀具位移動速度的進(jìn)給速率指令，為模態(tài)指令，用字母F及其后面的若干位數(shù)字來表示。在銑削加工中，刀具位移速度的單位一般為mm/min（每分鐘進(jìn)給量），如F150表示進(jìn)給速度為150mm/min。（2）S功能S功能用以指定主軸轉(zhuǎn)速，為模態(tài)指令，用字母S及其后面的若干位數(shù)字來表示，單位是r/min，如S600表示主軸轉(zhuǎn)速為600r/min。（3）T功能T是刀具功能代碼，后跟兩位數(shù)字指示更換刀具的編號，即T00～T99。因數(shù)控銑床無ATC，必須用人工換刀，所以T功能只用于加工中心。

加工中心常用的刀庫有式和鏈?zhǔn)絻煞N，換刀方式分無機(jī)械手式和機(jī)械手式兩種。無機(jī)械手式換刀方式是刀庫靠向主軸，先卸下主軸上的刀具，刀庫再旋轉(zhuǎn)至欲換的刀具位置，上升裝上主軸。此種刀庫是固定刀號式（即1號刀必須插回1號刀套內(nèi)），其換刀指令如下：T03M06；→主軸上的刀具先裝回刀庫，刀庫旋轉(zhuǎn)至3號刀正對主軸并裝上主軸。有機(jī)械手式換刀大都配合鏈?zhǔn)降稁?。?dāng)執(zhí)行T代碼時(shí)，被調(diào)用的刀具會轉(zhuǎn)至準(zhǔn)備換刀位置，稱為選刀，但無換刀動作，因此T指令可在換刀指令M06之前設(shè)定好，以節(jié)省換刀時(shí)等待刀具的時(shí)間。其換刀指令如下：T01; →1號刀轉(zhuǎn)至換刀位… →主軸上現(xiàn)有刀具工作M06T02; →1號刀換到主軸上,2號刀轉(zhuǎn)至換刀位作換刀準(zhǔn)備… →1號刀工作M06T03; →2號刀換到主軸上,3號刀轉(zhuǎn)至換刀位作換刀準(zhǔn)備… →2號刀工作M06; →3號刀換到主軸上4.2.2加工中心的基本編程指令1．編程術(shù)語①起始平面：是程序開始時(shí)刀具的初始位置所在的平面。一般選距工件上表面50mm左右位置。②進(jìn)刀平面：刀具以高速（G00）下刀至要切削到材料時(shí)變成以進(jìn)刀速度下刀，以免撞刀，一般距加工平面5mm左右，如圖4-7所示。③退刀平面：零件或加工零件的某區(qū)域加工結(jié)束后，刀具以切削進(jìn)給速度離開工件表面一段距離后轉(zhuǎn)為高速返回平面，此轉(zhuǎn)折位置即為退刀平面，其高度為退刀高度。④安全平面：是指刀具在完成工件的一個(gè)區(qū)域加工后，刀具沿其軸向反向運(yùn)動一段距離，此時(shí)刀尖所處的平面，其對應(yīng)的高度稱為安全高度。它一般被定義為高出被加工零件的最高點(diǎn)10mm左右。⑤返回平面：指程序結(jié)束后，刀尖點(diǎn)（不是刀具中心）所在的Z平面，它在被加工零件表面最高點(diǎn)100mm左右的位置上。圖4-7編程術(shù)語示意圖2．與坐標(biāo)、坐標(biāo)系有關(guān)的指令（1）工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移及取消指令G54～G59、G53指令格式：G54/G55/G56/G57/G58/G59；設(shè)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令。

G53；取消工件坐標(biāo)系設(shè)定，即選擇機(jī)床坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)通常通過零點(diǎn)偏置的方法來進(jìn)行設(shè)定，其設(shè)定過程為：找出定位夾緊后工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值，如圖4-8所示的a、b和c值。這些值一般通過對刀操作獲得。并由機(jī)床面板操作輸入機(jī)床偏置存儲器G54～G59中，G54～G59是系統(tǒng)預(yù)定的６個(gè)工件坐標(biāo)系，可根據(jù)需要任意選用，從而將坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，如圖4-9所示。

（1）加工平面設(shè)定指令G17、G18、G19

右手直角笛卡爾坐標(biāo)系的3個(gè)互相垂直的軸X、Y、Z，分別構(gòu)成3個(gè)平面，如圖4-12所示。對于三坐標(biāo)的銑床和加工中心，常用這些指令確定機(jī)床在哪個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動。

（2）坐標(biāo)系設(shè)定指令

（1）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92

指令格式：G92X

Y

Z

G92并不驅(qū)使機(jī)床刀具或工作臺運(yùn)動，數(shù)控系統(tǒng)通過G92命令確定刀具當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)位置相對于加工原點(diǎn)（編程起始點(diǎn)）的距離關(guān)系，以求建立起工件坐標(biāo)系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀點(diǎn)相對于工件原點(diǎn)的位置。如要建立圖4-10所示工件坐標(biāo)系，使用G92設(shè)定坐標(biāo)系的程序?yàn)镚92X50.0Y50.0Z30.0。

圖4-12平面設(shè)定

圖4-10工件坐標(biāo)系設(shè)定

2．與坐標(biāo)、坐標(biāo)系有關(guān)的指令（3）工件坐標(biāo)系選擇指令G54～G59

G54～G59是系統(tǒng)預(yù)定的６個(gè)工件坐標(biāo)系，可根據(jù)需要任意選用。這６個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值（工件零點(diǎn)偏置值）可用MDI方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時(shí)的指令值均為相對于此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的值。采用G54～G59選擇工件坐標(biāo)系方式如圖4-9所示。

值得注意的是，執(zhí)行G92指令時(shí)，機(jī)床不動作，即X、Y、Z軸均不移動，但CRT顯示器上的坐標(biāo)值發(fā)生了變化。G92坐標(biāo)系通常用于臨時(shí)工件加工時(shí)的找正，因斷電后將丟失，通常運(yùn)行在程序開始處或自動運(yùn)行程序之前MDI方式下指令G92。而G54～G59中數(shù)據(jù)一旦設(shè)定就一直有效。

圖4-9選擇坐標(biāo)系指令G54～G59（4）絕對坐標(biāo)G90與相對坐標(biāo)G91指令指令格式：G90；

G91；G90是絕對值編程，即每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于程序原點(diǎn)的；G91是相對值編程，即每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離，與坐標(biāo)軸同向取正，反向取負(fù)。如圖4-11所示，圖中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的移動，用絕對值指令G90編程和相對值指令G91編程的情況如下：G90G01X40.0Y70.0F200；或

G91G01X-60.0Y40.0F200；選擇合適的編程方式將使編程可以簡化。多數(shù)情況圖紙尺寸由一個(gè)固定基準(zhǔn)給定的，采用絕對值方式編程較為方便，而當(dāng)圖紙尺寸是以輪廓頂點(diǎn)之間的間距給出時(shí)，采用相對方式編程較為方便。圖4-11G90和G91編程3.

基本移動指令

基本移動指令包括快速定位、直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)3個(gè)指令。

（1）快速定位指令G00

指令格式：G00X

Y

Z

；

說明：

①X、Y、Z指令坐標(biāo)：在G90時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為目標(biāo)點(diǎn)相對于當(dāng)前點(diǎn)的位移量。

②不指定參數(shù)X、Y、Z，刀具不移動，系統(tǒng)只改變當(dāng)前刀具移動方式的模態(tài)為G00。

③進(jìn)給速度F對G00指令無效，快速移動的速度由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)確定。

④G00一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀，通常用虛線表示刀具軌跡。

注意在執(zhí)行G00指令時(shí)，例如G90G00X160.0Y110.0，由于各軸以各自速度移動，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因而聯(lián)動直線軸的合成軌跡不一定是直線，如圖4-14所示。所以操作者必須格外小心，以免刀具與工件發(fā)生碰撞。常見的做法是將Z軸移動到安全高度，再放心地執(zhí)行G00指令。

圖4-14快速點(diǎn)定位刀具軌跡

（2）直線插補(bǔ)指令G01

指令格式：G01X

Y

Z

F

；

說明：

①X、Y、Z指令坐標(biāo)：在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為終點(diǎn)相對于當(dāng)前點(diǎn)的位移量。

②F指定的進(jìn)給速度，直到新的F值被指定之前一直有效，因此無需對每個(gè)程序段都指定F。其單位為mm/min。

③當(dāng)G01后不指定定位坐標(biāo)時(shí)刀具不移動，系統(tǒng)只改變當(dāng)前刀具移動方式的模態(tài)為G01。

④

G01可在切削加工時(shí)使用，通常用實(shí)線表示刀具軌跡。

圖4-15所示刀具從A點(diǎn)開始沿直線移動到B點(diǎn)，可分別用絕對值方式（G90）和相對值方式（G91）編程。

G90G01X100.0Y70.0F200;

A→B

或G91G01X60.0Y40.0F200;圖4-15直線插補(bǔ)

（3）圓弧插補(bǔ)指令G02/G03指令格式：說明：

①與圓弧加工有關(guān)的指令說明如表4-3所示。

②順時(shí)針圓弧插補(bǔ)（G02）與逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)（G03）的判斷方法：從圓弧所在平面的正法線方向觀察，如XY平面內(nèi)，從+Z軸向-Z觀察，順時(shí)針轉(zhuǎn)為順圓；反之為逆圓，如圖5-10所示。

③對于R值，當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓心角（α）：0°＜α≤180°時(shí)，R取正值；180°＜α＜360°時(shí)，R取負(fù)值。

④I、J、K可理解為圓弧始點(diǎn)指向圓心的矢量分別在X、Y、Z軸上的投影，I、J、K根據(jù)方向帶有符號，I、J、K為零時(shí)可以省略，如圖5-11所示。

⑤整圓編程時(shí)不可以使用R方式，只能用I、J、K方式。

⑥在同一程序段中，如I、J、K與R同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，R有效。

圖4-18圓弧插補(bǔ)方向圖4-19I、J、K的確定例如：

①圖4-20所示刀具從起始點(diǎn)開始沿直線移動到1、2、3點(diǎn)，可分別用絕對值方式（G90）和相對值方式（G91）編程，說明G02、G03的編程方法。

絕對值編程：

G90G01X160.0Y40.0F200; →點(diǎn)1

G03X100.0Y100.0R60.0F100;

（G03X100.0Y100.0I?60.0J0F100） →點(diǎn)2

G02X80.0Y60.0R50.0;（G02X80.0Y60.0I?50.0J0）→點(diǎn)3

相對值編程：

G91G01X0Y40.0F200;→點(diǎn)1

G03X?60.0Y60.0R60.0F100;

（G03X?60.0Y60.0I?60.0J0F100）→點(diǎn)2

G02X?20.0Y-40.0R50.0;

（G02X?20.0Y-40.0I?50.0J0）→點(diǎn)3

圖4-20G02、G03編程舉例

②如圖4-21所示，刀具從起始點(diǎn)開始沿圓弧段①和圓弧段②進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，通過R的正、負(fù)值可到達(dá)同一位置，說明G02、G03的編程方法。

圓弧段①：G90G02X0Y60.0R60.0F100;

（G90G02X0Y60.0I60.0J0F100）

或G91G02X60.0Y60.0R60.0F100;

（G91G02X60.0Y60.0I60.0J0F100）

圓弧段②：G90G02X0Y60.0R?60.0F100;

（G90G02X0Y60.0I0J60.0F100）

或G91G02X60.0Y60.0R-60.0F100;

（G91G02X60.0Y60.0I0J60.0F100）

圖4-21圓弧用R編程

③使用G02、G03指令對圖4-22所示的整圓加工。

從A點(diǎn)順時(shí)針一周：

G90G02X30.0Y0I?30.0J0F300;

或 G91G02X0Y0I?30.0J0F300;

從B點(diǎn)逆時(shí)針一周：

G90G03X0Y?30.0I0J30.0F300;

或 G91G03X0Y0I0J30.0F300;圖4-22整圓編程

4．刀具補(bǔ)償指令在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工件輪廓的銑削時(shí)，由于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。一般情況下都要應(yīng)用刀具補(bǔ)償來編程，編程時(shí)編程人員無須考慮刀具長度或半徑的具體值，而可以直接根據(jù)圖紙對工件尺寸進(jìn)行編程。刀具的補(bǔ)償通常有3種：刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償和刀具磨損補(bǔ)償。（1）刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

因?yàn)榈毒哂邪霃?，如果編程人員根據(jù)工件輪廓編程，刀具會將工件多切掉一個(gè)刀具的半徑值。為了簡化編程，CNC可以相對于加工形狀偏移一個(gè)刀具半徑的位置運(yùn)行程序，而直線與直線或圓弧之間相交處的過渡軌跡則由系統(tǒng)自動處理，如圖4-26所示。

事先把刀具半徑值存在CNC刀具補(bǔ)償列表中，刀具就能根據(jù)程序調(diào)用不同的半徑補(bǔ)償量并沿著加工形狀偏移距離為刀具半徑的軌跡運(yùn)動，這個(gè)功能稱為刀具半徑補(bǔ)償功能。

使用刀具半徑補(bǔ)償功能的優(yōu)越性如下：

①在編程時(shí)可以不考慮刀具的半徑，直接按圖樣所給尺寸編程，只要在實(shí)際加工時(shí)輸入刀具的半徑即可。

②人為地讓刀具中心與工件輪廓相距的不是一個(gè)刀具半徑，則可以用來處理粗、精加工問題。刀具補(bǔ)償值的輸入，在粗加工時(shí)輸入刀具和精加工余量之和，而在精加工時(shí)只輸入刀具半徑，這樣粗、精加工就可以用同一程序。

使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)拇a有G40、G41、G42，它們都是模態(tài)代碼。

G40是取消刀具半徑補(bǔ)償功能。

G41是在相對于刀具前進(jìn)方向左側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，稱為左刀補(bǔ)，如圖4-27（a）所示，此時(shí)相當(dāng)于順銑。

G42是在相對于刀具前進(jìn)方向右側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，稱為右刀補(bǔ)，如圖5-22（b）所示，此時(shí)相當(dāng)于逆銑。

從刀具壽命、加工精度、表面粗糙度而言，順銑效果較好，因而G41使用較多。圖4-26刀具的半徑補(bǔ)償示意圖

圖4-27刀具的補(bǔ)償方向

①指令格式

說明：

（1）在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償前，必須用G17或G18、G19指定補(bǔ)償是在哪個(gè)平面上進(jìn)行。

（2）α、β為所選插補(bǔ)平面內(nèi)（G17或G18、G19）對應(yīng)的X、Y、Z軸。

（3）刀具補(bǔ)償指令的起始點(diǎn)不能寫在G02或G03程序段中，即必須在G00或G01插補(bǔ)方式中加入G41或G42。

（4）執(zhí)行G41或G42事先一定要將刀具半徑值存入?yún)?shù)表中，用D代碼來指定偏置值，即D00～D99。D代碼是模態(tài)值，一經(jīng)指定后長期有效。如選1號刀為10立銑刀，則D01賦值5.0。圖4-28刀補(bǔ)動作

（5）通過D代碼數(shù)據(jù)正、負(fù)號的不同，可實(shí)現(xiàn)G41、G42功能轉(zhuǎn)換。

（6）加工小于刀具半徑的內(nèi)角或小于刀具半徑的溝槽時(shí)會產(chǎn)生過切，連續(xù)進(jìn)給時(shí)在發(fā)生過切的程序段剛開始處會停止，數(shù)控裝置同時(shí)發(fā)生報(bào)警。如果運(yùn)行單程序段，則在過切發(fā)生處發(fā)出報(bào)警。

取消刀具半徑補(bǔ)償指令

圖4-28刀補(bǔ)動作②刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程（如圖4-28所示）

刀補(bǔ)建立

當(dāng)N2程序段中寫上G41和D01指令后，運(yùn)算裝置即同時(shí)先進(jìn)讀入N3、N42段，在N2段的終點(diǎn)（N3段的起始點(diǎn)）作出一個(gè)矢量，該矢量的方向是與下一段的前進(jìn)方向垂直向左，大小等于刀補(bǔ)值（即D01的值）。刀具中心在執(zhí)行這一段（N2段）時(shí)，就移向該矢量終點(diǎn)。在該段中（刀補(bǔ)建立）動作指令只能用G00或G01，不能用G02或G03。

刀補(bǔ)進(jìn)行

從N3開始進(jìn)入刀補(bǔ)狀態(tài)，在此狀態(tài)下，G01、G00、G02、G03都可使用。它也是每段都先行讀入2段，自動按照啟動階段的矢量做法，作出每個(gè)沿前進(jìn)方向左側(cè)，加上刀補(bǔ)的矢量路徑。像這種在每段開始都先行讀入2段、計(jì)算出其交點(diǎn)，使刀具中心移向交點(diǎn)的方式稱為交點(diǎn)運(yùn)算方式。

取消刀補(bǔ)

當(dāng)N7程序段中用到G40指令時(shí)，則在N6段的終點(diǎn)（N7段的起始點(diǎn)）作出一個(gè)矢量，它的方向是與N6段前進(jìn)方向垂直朝左，大小為刀補(bǔ)值。刀具中心就停止在該矢量的終點(diǎn)，然后從這一位置開始，一邊取消刀補(bǔ)一邊移向N7段的終點(diǎn)。此時(shí)（刀補(bǔ)取消）也只能用G01或G00，而不能用G02或G03等。

在這里需要特別注意的是，在啟動階段開始后的刀補(bǔ)狀態(tài)中，如果存在有2段以上的沒有移動指令或存在非指定平面軸的移動指令段，則有可能產(chǎn)生進(jìn)刀不足或進(jìn)刀超差。③刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用

刀具因磨損、重磨、換新而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后刀具直徑。如圖4-31所示，1為未磨損刀具，2為磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數(shù)表中的刀具半徑r1改為r2，即可適用同一程序。

用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補(bǔ)償，可進(jìn)行粗、精加工。如圖4-32所示，刀具半徑為r，精加工余量為。粗加工時(shí)，輸入刀具直徑D=2（r+），則加工出虛線輪廓。精加工時(shí)，用同一程序、同一刀具，但輸入刀具直徑D=2r，則加工出實(shí)線輪廓。圖4-31刀具直徑改變，加工程序不變

圖4-32利用刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行粗、精加工（2）刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍?/p>

①刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍睢Ｍǔ＜庸ひ粋€(gè)工件時(shí)，由于每把刀具的長度都不相同，同時(shí)，由于刀具的磨損或裝夾引起刀具長度發(fā)生變化，如果在同一坐標(biāo)系下執(zhí)行如G00Z0的指令時(shí)，由于刀具的長度是不同的，所以刀具端面到工件的距離也不同，如圖4-33所示。如果頻繁改變程序就會非常麻煩，且易出錯(cuò)。

為此，事先測定出各刀具的長度，然后把它們與標(biāo)準(zhǔn)刀具長度的差（通常定為第1把刀）設(shè)定給CNC。運(yùn)行長度補(bǔ)償程序，即使換刀，程序也不需要改變就可以加工，使刀具端面在執(zhí)行Z軸定位（如G00Z0）的指令后距離工件的位置是相同的，如圖4-34所示。這個(gè)功能稱為刀具長度補(bǔ)償功能。

圖4-33刀具長度補(bǔ)償前

圖4-34刀具長度補(bǔ)償后

②指令格式：

功能：G43為正向偏置，指定刀具長度的正向補(bǔ)償；G44為負(fù)向偏置，指定刀具長度的反向補(bǔ)償；G49取消刀具長度補(bǔ)償。圖4-35刀具長度補(bǔ)償

說明：

●無論是絕對值指令，還是增量值指令，在G43時(shí)，把程序中Z軸移動指令終點(diǎn)坐標(biāo)值加上用H代碼指定的偏移量（設(shè)定在偏置存儲器中）；G44時(shí)，減去H代碼指定的偏移量，然后把其計(jì)算結(jié)果的坐標(biāo)值作為終點(diǎn)坐標(biāo)值，如圖4-35所示。實(shí)際應(yīng)用中，常使用G43長度補(bǔ)償，只有在特殊情況才使用G44指令。

執(zhí)行G43時(shí)：Z實(shí)際值=Z指令值+（H××）

執(zhí)行G44時(shí)：Z實(shí)際值=Z指令值?（H××）

式中，（H××）是指編號為××寄存器中的補(bǔ)償值，H00～H99。

●G43、G44是模態(tài)G代碼，在遇到同組其他G代碼之前均有效。圖4-35刀具長度補(bǔ)償例4-5用直徑16鍵槽刀，精加工如圖4-36所示零件的內(nèi)外輪廓。圖4-36例4-5圖5.固定循環(huán)功能

加工中心機(jī)床的固定循環(huán)功能，主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等。使用一個(gè)程序段就可以完成一個(gè)孔加工的全部動作。繼續(xù)加工孔時(shí)，如果孔加工的動作無需變更，則程序中所有模態(tài)的數(shù)據(jù)可以不寫，因此可以大大簡化程序，使編程變得容易。

(1)固定循環(huán)功能

孔加工是數(shù)控加工中最常見的加工工序，加工中心通常都能完成鉆孔、鉸孔、鏜孔和攻絲等固定循環(huán)功能。在孔加工編程時(shí)，只需給出第1個(gè)孔加工的所有參數(shù)，接著加工孔，凡與第1個(gè)孔相同的參數(shù)均可省略，這樣可提高編程效率，而且程序變得簡單易懂。加工孔的固定循環(huán)指令如表4-4所示。

(2)固定循環(huán)的動作組成

固定循環(huán)一般由下述6個(gè)動作組成。圖4-37固定循環(huán)的動作組成

①X軸和Y軸的定位：使刀具快速定位到孔加工的位置。

②快速移動到R點(diǎn)：刀具自初始點(diǎn)快速進(jìn)給到R點(diǎn)。

③孔加工：以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工的動作。

④在孔底的動作：包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具位移等動作。

⑤返回到R點(diǎn)：繼續(xù)孔的加工而又可以安全移動刀具時(shí)選擇R點(diǎn)。

⑥返回到初始點(diǎn)：孔加工完成后一般應(yīng)選擇初始點(diǎn)。圖4-37固定循環(huán)的動作組成(3)固定循環(huán)的代碼組成

規(guī)定一個(gè)固定循環(huán)動作由3種方式?jīng)Q定，它們分別由G代碼指定。

①數(shù)據(jù)形式代碼：G90絕對值方式；G91增量值方式，如圖4-38所示。

②返回點(diǎn)平面代碼：G98初始點(diǎn)平面；G99R點(diǎn)平面。

當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)孔底后刀具可以返回到R點(diǎn)平面或初始位置平面。根據(jù)G98和G99的不同，可以使刀具返回到初始點(diǎn)平面或R點(diǎn)平面，如圖4-39所示。

③孔加工方式代碼：G73～G89。

在使用固定循環(huán)編程時(shí)，一定要在前面程序段中指定M03或M04，使主軸啟動。

圖4-38G90和G91的坐標(biāo)計(jì)算

圖4-39G98和G99的返回形式

(4)固定循環(huán)指令組的書寫格式(5)常見固定循環(huán)方式

1．鉆孔循環(huán)G81

指令格式：G81X_Y_Z_R_F_K_

功能：該循環(huán)用作一般的鉆孔加工或打中心孔。

孔加工動作如圖4-40所示，鉆頭先快速定位至X、Y所指定的坐標(biāo)位置，再快速定位至R點(diǎn)，接著以F所指定的進(jìn)給速度向下鉆削至Z所指定的孔底位置，最后快速退刀至R點(diǎn)或初始點(diǎn)，完成循環(huán)。

2．鉆孔、锪孔循環(huán)G82

指令格式：G82X_Y_Z_R_P_F_K_

功能：該循環(huán)一般用于擴(kuò)孔和沉頭孔加工。

孔加工動作如圖4-41所示，G82與G81比較唯一不同之處是G82在孔底有暫停動作，即當(dāng)鉆頭加工到孔底位置時(shí)，刀具不作進(jìn)給運(yùn)動，并保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以提高孔底的精度及孔的光潔度。圖4-41G82循環(huán)圖4-40G81循環(huán)4．高速深孔往復(fù)排屑循環(huán)G73

指令格式：G73X_Y_Z_R_Q_F_K_

功能：該循環(huán)用于深孔加工。

孔加工動作如圖4-43所示，鉆頭先快速定位至X、Y所指定的坐標(biāo)位置，再快速定位至R點(diǎn)，接著以F所指定的進(jìn)給速度向下鉆削至Q所指定的距離（Q必須為正值，用增量值表示），再快速回退d距離（d是CNC系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定的）。依此方式進(jìn)刀若干個(gè)Q，最后一次進(jìn)刀量為剩余量（小于或等于q），到達(dá)Z所指的孔底位置。G73指令是在鉆孔時(shí)間斷進(jìn)給，有利于斷屑、排屑，冷卻、潤滑效果佳。

5．啄式深孔鉆循環(huán)G83

指令格式：G83X_Y_Z_R_Q_F_K_

功能：該循環(huán)用于較深孔加工。

孔加工動作如圖4-44所示。與G83略有不同的是，每次刀具間歇進(jìn)給后回退至R點(diǎn)平面，利于斷屑和充分冷卻，這樣對深孔鉆削時(shí)排屑有利。其中d（d是CNC系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定的）是指R點(diǎn)向下快速定位于距離前一切削深度上方d的位置。圖4-44G83循環(huán)圖4-43G73循環(huán)6．攻右旋螺紋循環(huán)G84

指令格式：G84X_Y_Z_R_P_F_K_

功能：該循環(huán)用于攻右旋螺紋。

孔加工動作如圖4-46所示，主軸先正轉(zhuǎn)，然后鉆頭先快速定位至X、Y所指定的坐標(biāo)位置，再快速定位至R點(diǎn)，接著以F所指定的進(jìn)給速度攻螺紋至Z所指定的孔底位置后，主軸反轉(zhuǎn)，同時(shí)向Z軸正方向退回至R點(diǎn)，退至R點(diǎn)后主軸恢復(fù)原來的正轉(zhuǎn)。

進(jìn)給速度F(mm/min)=螺紋導(dǎo)程P(mm/r)×主軸轉(zhuǎn)速S(r/min)圖4-46G84循環(huán)

8．精鏜循環(huán)G76

指令格式：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_K_

功能：精鏜循環(huán)適用于孔的精鏜。當(dāng)?shù)竭_(dá)孔底時(shí)，主軸停止，切削刀具離開工件的被加工表面并返回，防止出現(xiàn)退刀時(shí)的退刀痕，影響加工表面的光潔度，同時(shí)避免刀具損壞。

孔加工動作如圖4-48所示，鏜刀先快速定位至X、Y所指定的坐標(biāo)位置，再快速定位至R點(diǎn)，接著以F所指定的進(jìn)給速度向下鏜削至Z所指定的孔底位置，當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)孔底時(shí)，主軸停止在固定的回轉(zhuǎn)位置上，并且刀具以刀尖的相反方向移動退刀，保證加工面不被破壞，實(shí)現(xiàn)精密而有效的鏜削加工。參數(shù)Q指定了退刀的距離且通過系統(tǒng)參數(shù)指定退刀方向，Q值必須是正值，即使用負(fù)值，符號也按正值處理。當(dāng)鏜刀快速退刀至R點(diǎn)或初始點(diǎn)時(shí)，刀具中心回位，且主軸恢復(fù)轉(zhuǎn)動。圖4-48G76循環(huán)(9)

同類孔重復(fù)多次加工

在固定循環(huán)指令最后，用K地址指定重復(fù)次數(shù)。在增量方式（G91）中，如果有孔間距相同的若干個(gè)相同孔，采用重復(fù)次數(shù)來編程是很方便的。

采用重復(fù)次數(shù)來編程時(shí)，要采用G91、G99方式。

如執(zhí)行程序段“G91G99G81X50.0Z-25.0R-10.0K6F100”時(shí)，其運(yùn)動軌跡如圖4-54所示。

如果是在絕對值方式中，則不能鉆出6個(gè)孔，僅僅在第1個(gè)孔處往復(fù)鉆6次，結(jié)果還是一個(gè)孔。圖4-54重復(fù)次數(shù)的使用

4.2.3加工中心的編程簡化1．子程序在一個(gè)加工程序的若干位置上，如果包含有一連串在寫法上完全相同或相似的內(nèi)容，為了簡化程序可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)抽出，并按一定的格式編成子程序，然后像主程序一樣將它們存儲到程序存儲區(qū)中。主程序在執(zhí)行過程中如果需要某一子程序，可以通過一定格式的子程序調(diào)用指令來調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完了又可以返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。

（1）調(diào)用子程序M98指令指令格式：M98P

□□□

XXXXX其中，XXXX為要調(diào)用的子程序號；□□□為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，省略為一次。如M98P2（調(diào)用子程序0002一次）；M98P50002（調(diào)用子程序0002五次）。子程序也可以嵌套使用，即子程序中再調(diào)用另外的子程序，如圖4-56所示。圖4-56二重子程序嵌套（2）子程序的格式OXXXX;……;M99;其中，“XXXX”為子程序占用的程序號；M99表示子程序結(jié)束，并返回主程序M98P_

的下一程序段繼續(xù)運(yùn)行主程序，如圖4-56所示。M99也可以在主程序中使用。如果在主程序中插入“/M99”程序段，則執(zhí)行該指令后，將返回主程序起點(diǎn)。如果在主程序中插入“/M99P_”程序段，則執(zhí)行完該程序段后，將返回程序中地址P指定的程序段。加“/”原因是可以方便地跳過這些程序段不執(zhí)行（這必須是機(jī)床上“OPTSKIP”跳步開關(guān)為“ON”時(shí)）。使用子程序應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。①注意主、子程序間的模式代碼的變換，如某些G代碼，M和F代碼。例如：G91、G90模式的變化，如圖4-58所示。②處在半徑補(bǔ)償模式中的程序段不應(yīng)調(diào)用子程序。③子程序中一般用G91模式來進(jìn)行重復(fù)加工；若是用G90模式，則主程序可以用改變坐標(biāo)系的方法實(shí)現(xiàn)不同位置的加工。圖4-58G91、G90模式的變化2.平面內(nèi)的圖形縮放

如圖4-59所示，由于圖形P1P2P3P4與P1′P2′P3′P4′相似，可以利用圖形縮放指令來簡化編程。圖4-59比例縮放指令格式如下：

G51X_Y_Z_P_（X、Y、Z：比例縮放中心坐標(biāo)值的絕對值指令，P：各軸以P指定的比例進(jìn)行縮放，其最小輸入量為0.001）

…縮放的加工程序段

G50比例縮放取消

或者

G51X_Y_Z_I_J_K_（各軸分別以不同的比例（I、J、K）進(jìn)行縮放）

…縮放的加工程序段

G50比例縮放取消

功能：G51使編程的形狀以指定位置為中心，放大和縮小相同或不同的比例。需要指出的是，G51需以單獨(dú)的程序段進(jìn)行指定，并以G50取消。

說明：

①縮放中心。G51可以帶3個(gè)定位參數(shù)X_Y_Z_，為可選參數(shù)。定位參數(shù)用以指定G51的縮放中心。如果不指定定位參數(shù)，系統(tǒng)將刀具當(dāng)前位置設(shè)為比例縮放中心。不論當(dāng)前定位方式為絕對方式還是相對方式，縮放中心只能以絕對定位方式指定。②縮放比例。不論當(dāng)前為G90還是G91方式，縮放的比例總是以絕對方式表示。G51帶指令參數(shù)P，則各軸縮放比例均為參數(shù)P的參數(shù)值；G51帶指令參數(shù)I、J、K，則指令參數(shù)I、J、K的參數(shù)值分別對應(yīng)X、Y、Z軸的縮放比例。同時(shí)指定指令參數(shù)P、I、J、K，系統(tǒng)將忽略指令參數(shù)I、J、K。指定參數(shù)P或I、J、K的參數(shù)值為1，則相應(yīng)軸不進(jìn)行比例縮放。指定參數(shù)P或I、J、K的參數(shù)值為?1，則相應(yīng)軸進(jìn)行鏡像。P與I、J、K均為可選參數(shù)。某個(gè)軸未指定，則該軸不進(jìn)行縮放；如果均未指定，則各軸均不進(jìn)行比例縮放。縮放比例可用小數(shù)點(diǎn)來表示，例如，G51X10.0Y0Z0I400J600K800；則以（10，0，0）為縮放中心，X、Y、Z分別以0.4、0.6、0.8的比例進(jìn)行縮放。

③縮放取消。在使用G50指令取消比例縮放后，緊跟移動指令時(shí)，刀具所在位置為此移動指令的起始點(diǎn)。圖4-61

3.坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)

編程形狀能旋轉(zhuǎn)，尤其是當(dāng)加工工件由許多相同形狀的圖形組成時(shí)，可以利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行編程，只需對圖形單元進(jìn)行子程序編程，然后通過旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行子程序調(diào)用，這不僅簡化編程，同時(shí)節(jié)省時(shí)間和存儲空間，如圖4-62所示。

功能：G68使平面內(nèi)編程的形狀以指定中心為原點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。G69用于取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)。

指令格式：圖4-62坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令說明：

①G68可以帶2個(gè)定位參數(shù)，為可選參數(shù)。定位參數(shù)用以指定旋轉(zhuǎn)操作的中心。如果不指定旋轉(zhuǎn)中心，系統(tǒng)以當(dāng)前刀具位置為旋轉(zhuǎn)中心。定位參數(shù)與當(dāng)前坐標(biāo)平面G17、G18、G19相關(guān)。

②不論當(dāng)前定位方式為絕對方式還是相對方式或者極坐標(biāo)G16下，旋轉(zhuǎn)中心只能以直角坐標(biāo)系絕對定位方式指定。

③G68帶一個(gè)指令參數(shù)R，其參數(shù)值為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的角度，正值表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)角度最小輸入增量單位0.001°，不指定則不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。指定為0或360或360的倍數(shù)則不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。

在G91方式下，旋轉(zhuǎn)角度=上一次旋轉(zhuǎn)的角度+當(dāng)前G68指令中R指定的角度。

④旋轉(zhuǎn)方式下，不可進(jìn)行固定循環(huán)，否則系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)。

⑤在運(yùn)用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行加工編程時(shí)，旋轉(zhuǎn)功能結(jié)束時(shí)，旋轉(zhuǎn)取消（G69）不能缺少，以免使系統(tǒng)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的模態(tài)值一直處于建立狀態(tài)（G68）。取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)方式的G代碼G69，可以指定在其他指令的程序段中。

4.極坐標(biāo)

說明：

①G16啟動極坐標(biāo)指令。G15取消極坐標(biāo)指令，使坐標(biāo)值返回到用直角坐標(biāo)輸入。

②G□□：極坐標(biāo)指令的平面選擇（G17、G18或G19）。

③G○○：在G90絕對方式下，用G16方式指令時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)為極坐標(biāo)原點(diǎn)；在G91增量方式下，用G16方式指令時(shí)，則是采用當(dāng)前點(diǎn)為極坐標(biāo)原點(diǎn)。

④α

β

：指刀具移動指令的定位參數(shù)，其中α

表示極坐標(biāo)系下的極徑，β

表示極坐標(biāo)系下的極角，極角角度的正向是所選平面的第1軸正向的逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，而負(fù)向是順時(shí)針轉(zhuǎn)向。α

β

的度量方式如圖4-64所示。圖4-64α

β

的度量方式注意:①使用極坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)明確當(dāng)前所在平面。

在G18平面中，用Y指令極徑，Z指令極角；

在G19平面中，用Z指令極徑，X指令極角。②不可在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，縮放方式下進(jìn)行極坐標(biāo)設(shè)置，否則系統(tǒng)報(bào)警。③不在指定平面的第三軸與極坐標(biāo)無關(guān)。④由于Z軸一般不需用極坐標(biāo)，極坐標(biāo)通常在G17平面內(nèi)使用。5.鏡像功能

當(dāng)工件具有相對于某一軸對稱的形狀時(shí)，可以利用鏡像功能和子程序的方法，只對工件的一部分進(jìn)行編程，再通過鏡像加工出其他對稱部分，這就是鏡像功能。采用G指令的鏡像功能稱可編程鏡像。

指令格式：G51.1X_Y_；鏡像加工生效

………

G50.1；取消鏡像加工模式

說明:

①格式中的X、Y值用于指定對稱軸或?qū)ΨQ點(diǎn)。當(dāng)G51.1指令后僅有一個(gè)坐標(biāo)字時(shí)，該鏡像是以某一軸線為鏡像軸。

例如G51.1X10.0；指令對稱軸，該軸線與Y軸相平行，且與X軸在X=10.0處相交。

②當(dāng)G51.1指令后有兩個(gè)坐標(biāo)字時(shí)，表示該鏡像是以某一點(diǎn)作為中心對稱點(diǎn)進(jìn)行鏡像。如下指令表示其對稱點(diǎn)為（10，10）這一點(diǎn)。

G51.1X10.0Y10.0；

③

G50.1X_Y_；表示取消鏡像。注意:①在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有圓弧指令，則圓弧的旋轉(zhuǎn)方向相反，即G02變成G03，相應(yīng)地G03變成G02，如圖4-67所示。②在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有刀具半徑補(bǔ)償指令，則刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠梅较蛳喾?，即G41變成G42，G42變成G41，如圖4-67所示。③在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令，則旋轉(zhuǎn)方向相反。④旋轉(zhuǎn)方式或比例縮放方式不能指定鏡像指令G50.1或G51.1指令，但在鏡像指令中可以指定比例縮放指令或坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令。CNC數(shù)據(jù)處理的順序是程序鏡像→比例縮放→坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，所以在指定這些指令時(shí)，應(yīng)按順序指定，取消時(shí)，按相反順序。⑤在可編程鏡像方式中，返回參考點(diǎn)指令（G27，G28，G29，G30）和改變坐標(biāo)系指令（G54～G59，G92）不能指定。如果需要?jiǎng)t必須在取消可編程鏡像后指定。⑥在使用鏡像功能時(shí)，由于數(shù)控鏜銑床的Z軸一般安裝有刀具，所以，Z軸一般都不進(jìn)行鏡像加工，即只在G17平面內(nèi)鏡像。圖4-67鏡像時(shí)刀補(bǔ)的變化4.2.4華中數(shù)控系統(tǒng)編程指令1．進(jìn)給速度單位設(shè)定指令格式：G94F

或G95F

_G94：每分鐘進(jìn)給。對于線性軸，進(jìn)給速度的單位依G20/G21/G22的設(shè)定分別為mm/min、in/min或脈沖當(dāng)量/min；對于旋轉(zhuǎn)軸，進(jìn)給速度的單位為度/min或脈沖當(dāng)量/min。G95：每轉(zhuǎn)進(jìn)給。主軸轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具的進(jìn)給量依G20/G21/G22的設(shè)定而為mm/r、in/r或脈沖當(dāng)量/r，這個(gè)功能只在主軸上裝有編碼器時(shí)才能使用。G94、G95為模態(tài)功能，可相互注銷。G94為數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)值。

2．固定循環(huán)固定循環(huán)包括G73、G74、G76、G80～G89，功能與FANUC0i系統(tǒng)相同。指令格式：G98/G99G_X_Y_Z_R_Q_P_I_J_K_F_L_F_；其中，孔位置數(shù)據(jù)和孔加工數(shù)據(jù)的基本含義如表4-6所示。

表4-6孔位置數(shù)據(jù)和孔加工數(shù)據(jù)的基本含義（1）G73高速深孔加工循環(huán)

指令格式：G98/G99G73X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_；

G73用于Z向的間歇進(jìn)給，使深孔加工時(shí)容易排屑，減少退刀量，可以進(jìn)行高效率的加工。G73指令動作循環(huán)如圖4-68所示。圖4-68G73高速深孔加工循環(huán)

（2）G83高速深孔加工循環(huán)指令格式：G98/G99G83X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_；G83用于Z的間歇進(jìn)給，每次退刀至R面，排屑更易，冷卻更充分。G83指令動作循環(huán)如圖4-69所示。（3）G76精鏜循環(huán)指令格式：G98/G99G76X_Y_Z_R_Q_P_I_J_F_L_；G76精鏜時(shí)，主軸在孔底定向停止后，向刀尖反方向移動（I：X軸刀尖反向位移量；J：Y軸刀尖反向位移量），然后快速退刀。這種帶有讓刀的退刀不會劃傷已加工表面，保證了鏜削精度。圖4-68G73高速深孔加工循環(huán)圖4-69G83高速深孔加工循環(huán)

3．子程序指令格式：M98PXXXXL□□□其中，PXXXX為要調(diào)用的子程序號，L□□□為重復(fù)調(diào)用次數(shù)（1～999次），省略為一次。如M98P2008（調(diào)用子程序2

008一次），M98P2008L3（調(diào)用子程序2

008三次）。

4．鏡像功能G24、G25指令格式：G24X_Y_Z_；

M98P_；

G25X_Y_Z_；式中：G24：建立鏡像。

G25：取消鏡像，為默認(rèn)值。

X、Y、Z：鏡像位置。4.3

用戶宏程序在一般的程序中，程序字為常數(shù)，只能描述固定的幾何形狀，缺乏靈活性和適用性。若能用改變參數(shù)的方法使同一程序能加工形狀相同但尺寸不同的零件，加工就會非常方便，也提高了可靠性。

用戶宏程序作為數(shù)控設(shè)備的一項(xiàng)重要功能，由于允許使用變量算術(shù)和邏輯運(yùn)算以及各種條件轉(zhuǎn)移等命令，使得在編制一些加工程序時(shí)與普通方法相比顯得方便和簡單，可以用變量代替具體數(shù)值，因而在加工同一類的工件時(shí)，只需將實(shí)際的值賦給變量即可，而不需對每一個(gè)零件都編一個(gè)程序。用戶宏程序的應(yīng)用特點(diǎn)如下:

①相類似的工件，只需修改相應(yīng)參數(shù)量，即可滿足加工要求，不易出錯(cuò)。

②程序通用性強(qiáng)，能達(dá)到舉一反三、事半功倍的效果。

③程序簡單，易于修改、分析與調(diào)整。4.3.1

變量

1．變量的形式

變量由變量符號“?！焙秃竺娴淖兞刻柦M成，如＃i（i=1，2，3…）=100，也可由表達(dá)式來表示變量，如＃［＃1+＃2－60］。

當(dāng)用變量時(shí)，變量值可用程序或由MDI設(shè)定或修改。

2．變量的使用

①在程序中使用變量值時(shí)，應(yīng)指定后跟變量號的地址。當(dāng)用表達(dá)式指定變量時(shí)，必須把表達(dá)式放在括號中。例如：

Z＃30若＃30=20.0，則表示Z20.0

F＃11若＃11=100.0，則表示F100

②改變引用變量的值的符號，要把負(fù)號（?）放在＃的前面。例如：

G00X－＃11。

G01X－［＃11+＃22］F＃3

③當(dāng)引用未定義的變量時(shí)，變量及地址都被忽略。例如：

當(dāng)變量＃11的值是0，并且變量＃22的值是空時(shí)，G00X＃11Y＃22的執(zhí)行結(jié)果為GOOX0。

注意：

從上例可以看出，所謂“變量的值是0”與“變量的值是空”是兩個(gè)完全不同的概念，可以這樣理解：“變量的值是0”相當(dāng)于“變量的數(shù)值等于0”，而“變量的值是空”則意味著“該變量所對應(yīng)的地址根本就不存在，不生效”。

④不能用變量代表的地址符有程序號O、順序號N、任選程序段跳轉(zhuǎn)號/。如以下情況不能使用變量：

O＃1;/O＃2G00X100.0;N＃3Y200.0

另外，使用ISO代碼編程時(shí)，可用“?！贝a表示變量；若用EIA代碼，則應(yīng)用“＆”代碼代替“＃”代碼，因?yàn)镋IA代碼中沒有“?！贝a。3．變量的賦值

（1）直接賦值

賦值是指將一個(gè)數(shù)據(jù)賦予一個(gè)變量。例如＃1=10，表示＃1的值是10.0，其中＃1代表變量，“＃”是變量符號（注意：根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，它的表示方法可能有差別），10就是給變量＃1賦的值。這里的“=”是賦值符號，起語句定義作用。

賦值規(guī)律如下:

①賦值號“=”兩邊內(nèi)容不能隨意互換，左邊只能是變量，右邊可以是代數(shù)式、數(shù)值或變量。

②一個(gè)賦值語句只能給一個(gè)變量賦值，整數(shù)值的小數(shù)點(diǎn)可以省略。

③可以多次給一個(gè)變量賦值，新變量值將取代原變量值（即最后賦的值生效）。

④賦值語句具有運(yùn)算功能，它的一般形式為：變量＝表達(dá)式。例如：

＃1=＃1+1;＃6=＃24+＃4*COS[＃5]

⑤賦值表達(dá)式的運(yùn)算順序與數(shù)學(xué)運(yùn)算順序相同。

⑥輔助功能（M代碼）的變量有最大值限制，例如，將M30賦值為300顯然是不合理的。（2）引數(shù)賦值

宏程序體以子程序方式出現(xiàn)，所用的變量可在宏調(diào)用時(shí)在主程序中賦值。例如：G65P2001X100.0Y20.0F20.0;

其中X、Y、F對應(yīng)于宏程序中的變量號，變量的具體數(shù)值由引數(shù)后的數(shù)值決定。引數(shù)與宏程序體中變量的對應(yīng)關(guān)系有2種，2種方法可以混用，其中G、L、N、O、P不能作為引數(shù)為變量賦值。

變量賦值方法Ⅰ、Ⅱ見表4-9、表4-10。變量賦值方法Ⅰ舉例：

G65P2001A100.0X20.0F20.0;

↓↓↓

＃1＃24＃9

變量賦值方法Ⅱ舉例：

G65P2002A10.0I5.0J0K20.0I0J30K9;

↓↓↓↓↓↓↓

＃1＃4＃5＃6＃7＃8＃9

4．變量的種類

變量從功能上主要可歸納為2種：系統(tǒng)變量（系統(tǒng)占用部分），用于系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算時(shí)各種數(shù)據(jù)的存儲；用戶變量，包括局部變量和公共變量，用戶可以單獨(dú)使用，系統(tǒng)作為處理資料的一部分。變量類型見表4-11。5．算術(shù)與邏輯運(yùn)算

（1）運(yùn)算類型

宏程序具有賦值、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等功能，見表4-12。（2）混合運(yùn)算時(shí)的運(yùn)算順序

上述運(yùn)算和函數(shù)可以混合運(yùn)算，即涉及到運(yùn)算的優(yōu)先級，其運(yùn)算順序與一般數(shù)學(xué)上的定義基本一致，優(yōu)先級順序從高到低依次為

函數(shù)運(yùn)算

↓

乘法和除法運(yùn)算（*、/、AND）

↓

加法和減法運(yùn)算（+、?、OR、XOR）

例如：（3）括號嵌套

用“［］”可以改變運(yùn)算順序，最里層的［］優(yōu)先運(yùn)算。括號［］最多可以嵌套5級（包括函數(shù)內(nèi)部使用的括號）。

例如：4.3.2

轉(zhuǎn)移和循環(huán)

在程序中，使用GOTO語句和IF語句可以改變程序的流向，有3種轉(zhuǎn)移和循環(huán)操作可供使用。

1．無條件轉(zhuǎn)移（GOTO語句）

轉(zhuǎn)移（跳轉(zhuǎn)）到標(biāo)有順序號n（即俗稱的行號）的程序段。當(dāng)指定1～99999以外的順序號時(shí)，會觸發(fā)P/S報(bào)警No.128。其格式為

GOTOn;n為順序號（1～99999）

例如：GOTO120，即轉(zhuǎn)移至第120行。

2．條件轉(zhuǎn)移（IF語句）

（1）IF[<條件表達(dá)式>]GOTOn

表示如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)移（跳轉(zhuǎn)）到標(biāo)有順序號n的程序段。如果不滿足指定