数控编程基础系列教程四

（一）坐标系相关G指令
1.绝对坐标与相对坐标指令G90 G91
G90：绝对坐标指令，与“绝对坐标”概念对应，表示程序段中的编程尺寸按绝对坐标（工件坐标系）给定；即程序中，移动指令终点的坐标值是以固定的工件原点为基准来计量的。

G91：相对坐标指令，与“相对坐标”概念对应，表示程序段中的编程尺寸按相对坐标给定；即编程时，按运动轨迹来看，移动指令终点的坐标是以起始点(前一个点)为基准来计量的。

2.工件坐标系设定指令G92：
格式
车床：G92 X_ Z_
铣床：G92 X_ Y_ Z_
含义: 规定了刀具起刀点(即刀具运动起点)到工件原点的距离(即相对位置)，从而建立起工件坐标系。

指令中X、Y、Z值是刀尖起点在工件坐标系下的坐标，该指令执行后并不产生运动。

以O1为工件原点建立工件坐标系G92 X25 Z23
以O2为工件原点建立工件坐标系 G92 X50 Z23
同样是G92 X25 Z23 ，但若刀具位置改变，则所建立的工件坐标系不同。

通过对刀，保证刀尖与程序起点相符。

3.坐标平面选择指令
其作用是选择某一平面作为当前工作平面，明确在所选平面上进行圆弧插补或刀具补偿。

G17：XY平面选择指令：
G18：ZX平面选择指令：
G19： YZ平面选择指令：
对于三坐标控制，任意两坐标可联动的铣床和加工中心，常用上述指令指定机床在所选定的平面上进行运动；默认是XY平面选择，此时G17可省略
对于两坐标控制的机床，如车床，因只有X轴、Z轴构成的ZX平面，无须使用上述指令。

（二）运动方式相关G指令
1.快速点定位指令G00
其作用是使刀具从当前位置开始，以各坐标轴预先设定的快速移动速度，快速移动到程序段所指定的下一个定位点。

一般用作为空行程运动。

格式车床：G00 X
铣床：G00 X__
该指令是续效指令；若用了G90，则X、Y、Z 值是运动终点在工件坐标系下的坐标值；若用了G91则X、Y、Z 值是运动终点相对于当前点的坐标增量。

起点为刀具当前点，程序段中不要写。

执行该指令时，由于各坐标轴以各自预先设定的快速移动速度移，所以并不能保证各轴同时到达终点；快速移动的路线有可能为折线。

另外在该指令中，F指令不起作用。

2．直线插补指令G01
其作用是使刀具从当前位置开始，以各坐标轴联动的方式，按规定的合成进给速度，直线插补移动到程序段所指定终点。

该指令是续效指令；一般用作为轮廓切削。

格式车床：G01 X__ Z __ F __
铣床：G01 X__ Y __ Z __ F __
若用了G90，则X、Y、Z 值是运动终点在工件坐标系下的坐标值；若用了G91
则X、Y、Z 值是运动终点相对于当前点的坐标增量。

另外，F为刀具移动时的合成进给速度，如果F指令不写，一般进给速度为机床所能达到的最大进给速度。

例：铣削加工图示轮廓，P为起刀点，刀具由P点快速移至A点，然后沿A—B —O—A方向铣削，再快速返回P点。

编写加工程序。

绝对坐标编程
%1050
N10 G92 X28 Y20 Z0 ;
N20 G90 G00 X16 S600 M03 ;
N30 G01 X-8 Y8 F100;
N40 X0 Y0;
N50 X16 Y20;
N60 G00 X28 M02;
相对坐标编
%1050
N10 G92 X28 Y20 Z0 ; (可不写)
N20 G91 G00 X-12 M03 S600;
N30 G01 X-24 Y-12 F100;
N40 X8 Y-8;
N50 X16 Y20;
N60 G00 X12 Y0 M02;
例：精车图示零件轮廓(40 外圆不加工),设A为起刀点, 刀具由A点快进至B点(在工件右端面前2mm), 然后沿B—C—D—E—F 方向切削, 再快退至A 点. 编写加工程序。

直径方式、绝对坐标编程
O1030
N01 G92 X50 Z10;
N02 G90 G00 X20 Z2 M03 S600;
N03 G01 X20 Z-14 F100;
N04 X28 Z-38;
N05 Z-48;
N06 X42;
N07 G00 X50 Z10 ;
N08 M02
3.圆弧插补指令
G02：顺时针圆弧插补指令续效指令
G03：逆时针圆弧插补指令
其作用是使刀具从当前位置开始，以各坐标轴联动的方式，按规定的合成进给速度，顺(逆)时针圆弧插补移动到程序段所指定终点。

顺时针圆弧/ 逆时针圆弧的判定：根据插补时移动轨迹的旋转方向来区分；对于某两个轴所决定的平面内的顺/ 逆时针圆弧插补，要根据垂直于该平面的第三个轴从正向往负向看来判定。

圆弧插补指令格式一（以顺时针圆弧插补为例）
G02 X__ Y __ I __ J __ F __ XY平面顺时针圆弧插补
G02 X__ Z __ I __ K __ F __ Z X平面顺时针圆弧插补
G02 Y __ Z__ J __ K__ F __ YZ平面顺时针圆弧插补
若用了G90，则X、Y、Z 值是圆弧终点在工件坐标系下的坐标值；若用了
G91，则 X、Y、Z 值是圆弧终点相对于圆弧起点（即当前点）的坐标增量；圆弧
起点为刀具当前点，程序段中不要写。

I、J、K是圆心相对于圆弧起点的坐标增量。

另外，F为刀具移动时的合成进给速度。

注：1）用G02、G03之前，一般要先用G17、G18、G19指定平面；
2）G02、G03 指令中X、Y、Z、/ I、J、K必须与指平面中的轴相对应。

圆弧插补指令格式二（以逆时针圆弧插补为例）
G03 X__ Y __ R__ F __ XY平面逆时针圆弧插补
G03 X__ Z __ R__ F __ Z X平面逆时针圆弧插补
G03 Y__ Z __ R__ F __ YZ平面逆时针圆弧插补
其中R为圆弧半径，当圆心角小于180度时，R 为正值；否则为负值。

若
用了G90，则X、Y、Z 值是圆弧终点在工件坐标系下的坐标值；若用了G91，则X、Y、Z 值是圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量。

例：铣削加工图示零件，设A为起刀点，从A点沿圆弧C1、C2、C3到D 点
停止，进给速度为100mm/min。

编写加工程序。

绝对坐标、圆心坐标法编程：
%1002
G92 X0 Y18 Z0;
G90 G02 X18 Y0 I0 J-18 F100 S300 M03
G03 X68 Y0 I25 J0
G02 X88 Y20 I0 J20 M02;
相对坐标、圆心坐标法编
%1002
G91 G02 X18 Y-18 I0 J-18 F100 S300 M03;
G03 X50 Y0 I25 J0 ;
G02 X20 Y20 I0 J20 M02;
绝对坐标、半径R法编程：
%1002
G92 X0 Y18 Z0 ;
G90 G02 X18 Y0 R18 F100 S300 M03;
G03 X68 Y0 R25 ;
G02 X88 Y20 R-20 M02;
相对坐标、半径R法编程
%1002
G91 G02 X18 Y-18 R18 F100 S300 M03;
G03 X50 Y0 R25;
G02 X20 Y20 R-20 M02;
例：车削加工下面图示零件，已知零件的各点坐标为A (22, -45.32) ，B(22,-75)，C(38.44, -60.16)， F(0,-28)，编写加工程序。

绝对坐标、半径方式编程
N60 G03 X22 Z-45.32 I0 K-28 F5
N70 G02 X22 Z-75 I16.44 K-14.84
相对坐标、半径方式编程
N60 G91 G03 X22 Z-45.32 I0 K-28 F50
N70 G02 X0 Z-29.86 I16.44 K-14.84
例：铣削加工下面图示零件，编写加工程序。

绝对坐标编程
%1001
G92 X-10 Y-10 Z0;
N01 G90 G17 G00 X10 Y10 S300 M0
N02 G01 X30 F100
N03 G03 X40 Y20 I0 J10
N04 G02 X30 Y30 I0 J10;
N05 G01 X10 Y20
N06 Y10 ;
N07 G00 X-10 Y-10 M02;
相对坐标编程
%1001
N01 G91 G17 G00 X20 Y20 S300 M03;
N02 G01 X20 F100 ;
N03 G03 X10 Y10 I0 J10;
N04 G02 X-10 Y10 I0 J10
N05 G01 X-20 Y-10
N06 Y-10
N07 G00 X-20 Y-20 M02;
4.暂停指令（延时指令）G04
其作用是使刀具作短时间的无进给的光整运动；常用于车削环槽、锪孔、钻孔、镗孔。

格式：如华中I型车削系统G04 X __ （秒）；
铣削系统G04 P __ （毫秒）
锪孔，对孔底有粗糙度要求，编写加工程序。

%1002
N10 G91 G01 Z-7 F60；
N20 G04 P5000；
N30 G00 Z7 M02；
（三）刀具补偿指令
刀具补偿指令包括刀具半径补偿指令和刀具长度补偿指令。

1.刀具半径补偿指令G41 G42 G40
使用刀具半径补偿功能的目的，是适应圆头刀具(铣刀、圆头车刀) 加时的需要，以简化编程刀具。

刀具半径补偿的概念：在用用圆头刀具(铣刀)加工工件轮廓时，由于刀具有半径R，因此刀具中心轨迹与零件轮廓形状不一致。

为加工出要求的零件轮廓形状，刀具中心必须沿着与工件轮廓法向偏移一个刀具半径距离的轨迹移动。

编程时，由工件轮廓的坐标参数和刀具半径可计算出刀具中心轨迹的坐标参数；作为编程时的数据。

若手工进行上述计算则很烦琐、复杂。

为编程方便，又能加工出合格的工件，最好能直接以工件轮廓的坐标参数为数据来编程；而由数控系统根据数
控加工程序中工件轮廓数据和刀具半径自动计算刀具中心轨迹；这就是刀具半径补偿指令的作用。

具体的指令：
G41：刀具半径左补偿指令（左刀补指令）；指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的坐侧，进行半径补偿。

G42 ：刀具半径右补偿指令（右刀补指令）；指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右侧，进行半径补偿。

格式：G41 Dxx
G42 Dxx
刀具补偿号
例：G41 D01
在数控装置内存中，有刀具补偿表；表中数据值在加工前由MDI 方式输入, 可修改。

G40：刀具半径补偿撤消指令
绝对坐标编程
%1001
N01 G92 X-10 Y-10 Z0;
N02 S300 M03;
N03 G90 G17 G00 G42 D01 X10 Y10;
N04 G01 X30 F100
N05 G03 X40 Y20 I0 J10
N06 G02 X30 Y30 I0 J10;
N07 G01 X10 Y20
N08 Y10 ;
N09 G00 G40 X-10 Y-10 M02;
相对坐标编程
%1001
N01 S300 M03；
N01 G91 G17 G00 G42 D01 X20 Y20;
N02 G01 X20 F100 ;
N03 G03 X10 Y10 I0 J10;
N04 G02 X-10 Y10 I0 J10
N05 G01 X-20 Y-10
N06 Y-10
N07 G00 G40 X-20 Y-20 M02;
*使用刀具半径补偿指令的优点：
1、简化编程：编程时，可先不考虑刀具的半径对刀具中心轨迹的影响，而直接按轮廓尺寸编程；在实际加工前，由手工输入刀具的半径补偿值。

2、若刀具半径发生变化，只要手工输入新的刀具半径补偿值，即可修正相应的刀具中心轨迹，无须修改程序；有利于刀具磨损、刀具重磨。

3、可使粗加工程序简化：通过有意识地改变刀具半径补偿量，可用同一把刀具、同一个程序，进行粗、精加工。

例如图示，精加工时，刀具半径ab，刀具半径补偿量ab，刀具中心运动轨迹bb ；
粗加工时刀具半径ab，刀具半径补偿量ac，刀具中心运动轨迹cc 。

2.刀具长度补偿指令G43 G44
使用刀具长度补偿功能的目的：当刀具实际长度与编程规定的长度不一致时，可以消除差值，而不用改变程序。

G43：刀具长度正向补偿指令
G44：刀具长度负向补偿指令
格式：G43 Z __ Hxx 补偿后的实际位置值= 指令值 +（Hxx）
G44 Z__ Hxx 补偿后的实际位置值= 指令值—（Hxx）
刀具补偿号
刀具补偿的数值可正可负。

G49或H00：刀具长度补偿撤消指令。

例：加工A、B、C孔，刀具长度补偿值H01= -4.0 ；编写加工程序。

%1002
N1 G91 G00 X120 Y80 M03
N2 G43 Z-32 H01；
N3 G01 Z-21 S200 F100；
N4 G04 P2000；
N5 G00 Z21；
N6 X30 Y-50；
N7 G01 Z-41；
N8 G00 Z41；
N9 X50 Y30；
N10 G01 Z-25；
N11 G04 P2000；
N12 G00 Z57 H00；
N13 X-200 Y-60；
N14 M02；
（四）子程序调用指令
以华中I型数控系统为例，
M98：子程序调用指令
被调用的
子程序号
格式：M98 P__ L__
子程序被重复
调用的次数
M99：子程序结束返回指令，一般作为一个单独的程序段来写。

例：用ф10圆柱铣刀加工高度为16mm的凸轮，要求两次下刀，每次下刀深度为8mm ，编写加工程序。

G90 G91 混合编程编程
%1001
N01 G92 X-10 Y-10 Z0;
N01 G90 G00 Z-8 S300 M03;
N03 M98 P1002 L1;
N04 G90 G00 Z-16;
N05 M98 P1002 L1;
N06 G90 G00 Z0 M02;
%1002
N01 G91 G17 G, 00 G42 D01 X20 Y20;
N02 G01 X20 F100
N03 G03 X10 Y10 I0 J10;
N04 G02 X-10 Y10 I0 J10
N05 G01 X-20 Y-10
N06 Y-10 ;
N G00 G40 X-20 Y-20 M02;
N08 M99
例：用ф10平地圆柱铣刀加工出图示台阶, 一次下刀(即铣削深度为8mm)，编写加工程序。

G90 G91 混合编程
%1060
N01 G92 X0 Y0 Z10
N02 G90 G00 X56 Y-56
N03 Z-8
N04 M03
N05 M98 P1002 L3
N06 G90 G00 Z10
N07 X0 Y0
N08 M05
N09 M02
%1002
N01 G91 G01 X-112 F100
N02 Y9
N03 X112
N04 Y9
M05 M99
例：用ф10平地圆柱铣刀加工出高为16mm的台阶, 两次下刀(即每次铣削深度为8mm)，编写加工程序。

G90 G91 混合编程
%1060
N01 G92 X0 Y0 Z10
N02 G90 G00 X56 Y-56
N03 Z-8
N04 M03
N05 M98 P1002 L3
N06 G90 G00 Y-56
N07 Z-16
N08 M98 P1002 L3
N09 G90 G00 Z10
N10 X0 Y0
N11 M05
N12 M02
%1002
N01 G91 G01 X-112 F100 N02 Y9
N03 X112
N04 Y9
M05 M99。