数控铣床教学用
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但在实际加工中，刀具是有特定形状和大小实 体。而被加工的对象也不是简单的线条，而是具 有立体形状的实体。因此我们要利用刀具补偿功 能，是我们能利用不同的刀具在同一条理论轨迹 的加工程序控制下，加工出相同大小和形状的立 体工件。
1.1半径补偿指令
G41：半径左补偿 G42：半径右补偿 G40：取消半径补偿
G01 ：直线插补
y
80
终点
0 刀位点
x 100
G01X100Y80F100
G00 ：快速移动（点定位）
y 80
终点
0 刀位点
G00X100Y80
x 100
G02 (G03)：顺时针圆弧插补(逆时针圆弧插补）
y
刀位点（终点）
80
R10
60 终点(刀位点）
0
x 100
G02X100Y60R10F100
1）准备功能代码G代码； 2）辅助功能代码M代码； 3）其它功能代码 H F S T D 。
1.8.1 G 功能指令是使数控机床做好某种操作准备的 指令，用地址G和两位数字表示，从G00－－G99共 100种。我们要学习的是大隈系列代码。
1. 模态方式和非模态方式
2. G代码为模态代码时一但该代码在程序段中指定，其功 能在后续程序段中保持有效，直到出现同组的另一个代 码时才失效。
3. G代码为非模态代码时在写有该代码的程序段中才有效。
G01 G08 G15 G19 G41 G53 G80 G02 G09 G16 G20 G42 G54 G81 G03 G10 G17 G21 G50 G55 G73 G04 G11 G18 G40 G51 G56 G83
1.8.2 M代码：辅助功能代码
G03X100Y80R10F100
G02 ：顺时针圆弧插补
y
80
70 60
终点
刀位点 R10
0
x 80 100
G02X80Y70R-10F100
G02 ：顺时针圆弧插补
y
J
终点 刀位点
80
R10
70
60
I
0
x 80 100
G02I0J-10F100
小结
圆心角小于等于180度时半径值写正值 圆心角大于180度时半径值写负值 整圆时，要用圆心相对于起点的相对坐标
1.1.2右补偿(G42)的判定：
面对走刀方向 ，刀具根据要保留的材 料，其中心相对于理论轨迹向右移动一 个刀具半径值，从而形成一个新的刀具 中心轨迹。此时称为右补偿。
半径右补偿(G42)
G42G01X0Y0D01F100 G01X230
1.1.3 取消刀具补偿
每完成一个封闭轮廓的加工，为了不 把刀补代入过渡轨迹以及不同刀具补偿 的重新建立，我们都需要取消补偿。补 偿与取消补偿是成对使用的。
1.3 典型数控系统
1. FANUC法那科（克）数控系统 2. SIEMENS西门子数控系统 3. FAGOR法格数控系统 4. OKUM大隈数控系统 5. 华中数控系统 6. 广州数控系统 7. 航天数控系统
1.4数控机床的坐标系
2.4.1机床坐标系 又称机械坐标系，其坐标原点的位置则由机 床生产厂设定。机床坐标系的原点也称为机 床零点。若采用增量式位置检测装置，则每 次机床上电后，必须进行回参考点（也称回 零点）的运行操作，以建立机床坐标系；如 果采用绝对式位置检测装置，则可以省去这 个操作。
1.1.1 左补偿(G41)的判定：
面对走刀方向，刀具根据要保留的材 料，其中心相对于理论轨迹向左移动一 个刀具半径值，从而形成一个新的刀具 中心轨迹。此时被称为左补偿。
半径左补偿(G41)
刀位点X-30Y-30
程序： G41G01X0Y0D01F100 G01Y120 G01X70 G03X120R25 G01Y140 G02X180R30 G01Y120 G03X230R25 G01X300 G01Y40 G01X230Y0 G01X0 G40G01X-30Y-30
G17、G18、G19选择加工平面
G17 选择XY平面 G18 选择ZX平面 G19 选择YZ平面
1.5程序段格式
N10 G01 X12Y20Z18
用英文字母和数字构成字 准备功能字G：用地址G和两位数字表示 程序段序号N：由地址及后面的数字组成
1.6程序的结构与格式
程序号：由英文字母或英文和数字组成。 程序的内容：由若干程序段组成。 程序段：由若干字组成。每个字又由字母和数字组成。 程序结束：以结束指令M02或M30作为整个程序的结
→H及其后的数字为存放刀具长度补偿值的寄存器地址字。 →表示：H18表示刀具长度补偿量用第18号的值。
1.8.4绝对坐标编程和相对坐标编程
1. 采用绝对坐标编程时，尺寸字描述的是刀具运动的终 点坐标。绝对坐标﹕G90
2. 而采用相对坐标编程，尺寸字描述的是刀具相对前一 个程序段中运动终点的位移。相对坐标﹕G91
2. 不同的数控系统、不同的机床，程序编制基本上是相 似的，但又各不相同，我们要学习的是日本大隈 （OKUM)数控系统。大隈数控系统的许多功能指令与 其他数控系统很近似。
1.2 数控机床编程种类
1.2.1手工编程
是从分析零件图样、确认加工工艺过程、编写零件加工 程序等都是人工完成。对形状简单、计算量小、程序不 多的零件，采用手工编程较简单，而且经济、及时。在 加工直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程的应用较 广泛。
Βιβλιοθήκη Baidu消半径补偿(G40)
刀位点X-30Y-30 圆心坐标为X-30Y-30
程序： G41G01X0Y0D01F100 G01Y120 G01X70 G03X120R25 G01Y140 G02X180R30 G01Y120 G03X230R25 G01X300 G01Y40 G01X230Y0 G01X0 G40G01X-30Y-30
2轮廓线基础编程
在轮廓线基础编程中，我们要沿着计算 出各个基点坐标，即直线、圆弧含有插补 命令的轨迹线段的交点坐标。然后利用代 码和这些点的坐标对轨迹进行编辑。其主 要编程工作量在基点的计算上。
2.1练习
程序：G01X0Y0F100 X230 X300Y40 Y120 X230 G02X180R25 G01Y140 G03X120R30 G01Y120 G02X70R25 G01X0 Y0
N20 G00 XOYOZ100 返回坐标点
N30 M30；
程序结束
1.8基本编程指令（大畏系统）
通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之 为可编程功能。一般可编程功能分为两类：一类用来实现刀具轨 迹控制即各进给轴的运动，如直线/圆弧插补、进给控制、坐标系 原点偏置及变换、尺寸单位设定、刀具偏置及补偿等，这一类功 能被称为准备功能，以字母G以及两位数字组成，也被称为G代码。 另一类功能被称为辅助功能，用来完成程序的执行控制、主轴控 制、刀具控制、辅助设备控制等功能。在这些辅助功能中，Tx x 用于选刀，Sx x x x用于控制主轴转速。其它功能由以字母M与 两位数字组成的M代码来实现
法那克 ：G54
大 隈 ：G15 H01
为了方便编程，工件编程坐标一律采用工件固定、 刀具移动的坐标系，由CNC系统自动转换成刀具的 运动。在编程时，直接使用机床坐标系计算被加工 工件的坐标点会很不方便，所以一般要建立工件坐 标系，要确定工件原点。工件原点也称编程原点,设 在工件的工艺基准处。
2.6.5运动指令
作用：用于控制CNC机床开关量，如主轴正反 转、冷却液的开停、 工件的夹紧松开等。 组成：M后带二位数字组成。
M00----程序停止 M01----选择性停止 M02----程序结束 M03----起动主轴(正转) M04----主轴反转 M05----主轴停止
M08----冷却液开启 M09----冷却液关闭 M30----程序结束 M98----子程序调用＊ M99----子程序调用结束＊
例：
N01 G15H1 N02 G90G17
N03 G00Z50 N04 M03S300 N05 G00X-30Y-30 N06 G00Z2 N07 G01Z-3F100 N08 G41G01X20Y14D01 N09 G01Y62M08 N10 G02X44Y86R24 N11 G01X100 N12 G03X120Y62R24 N13 G01Y40 N14 X100Y14 N15 X20 N16 G00G40X0Y0M09 N17 G00Z50 N18 M05 N19 M30
T指令—刀具功能指令
→Tnn代码用于选择刀具库中的刀具，nn表示刀号。 D指令—刀具半径补偿号 →组成：它由地址“D”及其后面的几位数字表示 ；
→D及其后的数字为存放刀具半径补偿值的寄存器地址字。 → 表示：D16表示刀具半径补偿量用第16号的值。
H指令—刀具长度补偿号 →组成：它由地址“H”及其后面的几位数字表示 ；
1.8.5 建立工件坐标系
用数字化加工机床加工的第一步,是要建立工件坐标系, 即建立编程零点和程序零点。目的是用数字形式把工件 的位置,告知机床,使机床能准确地判断出被加工零件的 位置。工件坐标系是建立在机床坐标系的基础上,把机 床坐标系通过G15(G54、G55、G56、G57、G58、 G59、G92)等形式,偏置到工件上一个方便各象关尺寸 换算的位置上。工件坐标系位置选择位置不同,对编程 的难易程度至关重要。
数控铣床
第一部分
编程代码及轮廓线基础编程
1.数控铣削编程
2.1 程序的编制流程 2.2 数控机床编程种类 2.3 典型数控系统 2.4 数控机床的坐标系 2.5 程序段格式 2.6 基本编程指令（大畏系统） 2.7 数控铣床编程实例
1.1 程序的编制流程
1. 在数控机床上加工工件，首先要编制加工程序，编制 加工程序的过程就是将工件的工艺过程、切削参数、 刀具的移动极其辅助动作按顺序用数控系统规定的指 令格式编写出加工程序单。
1.8.3 其它功能代码
F—进给速度指令 →F后跟的数字是进给速度的大小，如F100表示进给 速度为100mm/min。 →进给率F是续效代码，也是有效直到赋予新植，不 需要在每个程序段都指定。 →F码指定的进给率是沿刀具轨迹测量的。 →如果不指定F值，则认为进给率为零。 →z在程序启动第一个G01或G02或G03功能时，必须 同时驱动F功能。 S—主轴速度功能指令 →S是续效代码，S代码后的数值为主轴转速，要求 为整数，如S1000表示主轴转速为1000r/min →组成：在零件加工之前一定要启动主轴运转（M03 或M04）
3 .1数控铣编程特例
整圆的遍程
G15 H1 T1 M03 G90 X0 Y0 Z5 G00 X30 Y0 G01 Z-3 F100 G03 I-30 J0 G00 Z5 G00 X0 Y0 MO5 M30
2.2数控铣床训练试题
第二部分
立体编程、简化编程 及宏编程
1 立体编程
在过去的基础编程中，把刀具看作是一个理想 的点。在实际编程时是根据刀具中心沿着理论轮 廓线移动来进行导轨的编辑。
1.2.2自动编程
是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。根据 零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动进行数 值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，以直接通 讯的方式送入数控机床。
1.3.3 计算机辅助编程：随着计算机的发展， 利用高度集成的CAD/CAM图形交互软件进 行计算机辅助编程。代表软件有 PRO/E、 UG、CAXA等。
束。 既字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程
序。 每个程序都由程序号、程序内容和程序结束三部分组
成。
1.7程序的书写格式
OSKX
程序号
G15H1
建立坐标系
G90G17
进给方式
T1 M03
选刀具 、 主轴正转、主轴转速
G00 X0Y0Z50
刀具快速定位
G01 Z5 F100
程序内容
N10 ……
机床坐标系的确定方法 右手笛卡尔坐标系：
C o p y
工件坐标系
工件坐标的的设定，实际上是在机床坐标中建立工件 坐标系。使刀具在工件的编程轨迹运动，实现零件的切 削加工。当工件在机床上固定以后，工件原点与机床原 点也就有了确定位置关系，即两坐标原点的偏差就已确 定。这个偏差值通常是由机床操作者在手动操作下，通 过一定的方式测量的，该测量值预存到数控系统或编程 G代码中，这时即可实现工件原点向机床原点的偏移使 两点重合。
1.1半径补偿指令
G41：半径左补偿 G42：半径右补偿 G40：取消半径补偿
G01 ：直线插补
y
80
终点
0 刀位点
x 100
G01X100Y80F100
G00 ：快速移动（点定位）
y 80
终点
0 刀位点
G00X100Y80
x 100
G02 (G03)：顺时针圆弧插补(逆时针圆弧插补）
y
刀位点（终点）
80
R10
60 终点(刀位点）
0
x 100
G02X100Y60R10F100
1）准备功能代码G代码； 2）辅助功能代码M代码； 3）其它功能代码 H F S T D 。
1.8.1 G 功能指令是使数控机床做好某种操作准备的 指令，用地址G和两位数字表示，从G00－－G99共 100种。我们要学习的是大隈系列代码。
1. 模态方式和非模态方式
2. G代码为模态代码时一但该代码在程序段中指定，其功 能在后续程序段中保持有效，直到出现同组的另一个代 码时才失效。
3. G代码为非模态代码时在写有该代码的程序段中才有效。
G01 G08 G15 G19 G41 G53 G80 G02 G09 G16 G20 G42 G54 G81 G03 G10 G17 G21 G50 G55 G73 G04 G11 G18 G40 G51 G56 G83
1.8.2 M代码：辅助功能代码
G03X100Y80R10F100
G02 ：顺时针圆弧插补
y
80
70 60
终点
刀位点 R10
0
x 80 100
G02X80Y70R-10F100
G02 ：顺时针圆弧插补
y
J
终点 刀位点
80
R10
70
60
I
0
x 80 100
G02I0J-10F100
小结
圆心角小于等于180度时半径值写正值 圆心角大于180度时半径值写负值 整圆时，要用圆心相对于起点的相对坐标
1.1.2右补偿(G42)的判定：
面对走刀方向 ，刀具根据要保留的材 料，其中心相对于理论轨迹向右移动一 个刀具半径值，从而形成一个新的刀具 中心轨迹。此时称为右补偿。
半径右补偿(G42)
G42G01X0Y0D01F100 G01X230
1.1.3 取消刀具补偿
每完成一个封闭轮廓的加工，为了不 把刀补代入过渡轨迹以及不同刀具补偿 的重新建立，我们都需要取消补偿。补 偿与取消补偿是成对使用的。
1.3 典型数控系统
1. FANUC法那科（克）数控系统 2. SIEMENS西门子数控系统 3. FAGOR法格数控系统 4. OKUM大隈数控系统 5. 华中数控系统 6. 广州数控系统 7. 航天数控系统
1.4数控机床的坐标系
2.4.1机床坐标系 又称机械坐标系，其坐标原点的位置则由机 床生产厂设定。机床坐标系的原点也称为机 床零点。若采用增量式位置检测装置，则每 次机床上电后，必须进行回参考点（也称回 零点）的运行操作，以建立机床坐标系；如 果采用绝对式位置检测装置，则可以省去这 个操作。
1.1.1 左补偿(G41)的判定：
面对走刀方向，刀具根据要保留的材 料，其中心相对于理论轨迹向左移动一 个刀具半径值，从而形成一个新的刀具 中心轨迹。此时被称为左补偿。
半径左补偿(G41)
刀位点X-30Y-30
程序： G41G01X0Y0D01F100 G01Y120 G01X70 G03X120R25 G01Y140 G02X180R30 G01Y120 G03X230R25 G01X300 G01Y40 G01X230Y0 G01X0 G40G01X-30Y-30
G17、G18、G19选择加工平面
G17 选择XY平面 G18 选择ZX平面 G19 选择YZ平面
1.5程序段格式
N10 G01 X12Y20Z18
用英文字母和数字构成字 准备功能字G：用地址G和两位数字表示 程序段序号N：由地址及后面的数字组成
1.6程序的结构与格式
程序号：由英文字母或英文和数字组成。 程序的内容：由若干程序段组成。 程序段：由若干字组成。每个字又由字母和数字组成。 程序结束：以结束指令M02或M30作为整个程序的结
→H及其后的数字为存放刀具长度补偿值的寄存器地址字。 →表示：H18表示刀具长度补偿量用第18号的值。
1.8.4绝对坐标编程和相对坐标编程
1. 采用绝对坐标编程时，尺寸字描述的是刀具运动的终 点坐标。绝对坐标﹕G90
2. 而采用相对坐标编程，尺寸字描述的是刀具相对前一 个程序段中运动终点的位移。相对坐标﹕G91
2. 不同的数控系统、不同的机床，程序编制基本上是相 似的，但又各不相同，我们要学习的是日本大隈 （OKUM)数控系统。大隈数控系统的许多功能指令与 其他数控系统很近似。
1.2 数控机床编程种类
1.2.1手工编程
是从分析零件图样、确认加工工艺过程、编写零件加工 程序等都是人工完成。对形状简单、计算量小、程序不 多的零件，采用手工编程较简单，而且经济、及时。在 加工直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程的应用较 广泛。
Βιβλιοθήκη Baidu消半径补偿(G40)
刀位点X-30Y-30 圆心坐标为X-30Y-30
程序： G41G01X0Y0D01F100 G01Y120 G01X70 G03X120R25 G01Y140 G02X180R30 G01Y120 G03X230R25 G01X300 G01Y40 G01X230Y0 G01X0 G40G01X-30Y-30
2轮廓线基础编程
在轮廓线基础编程中，我们要沿着计算 出各个基点坐标，即直线、圆弧含有插补 命令的轨迹线段的交点坐标。然后利用代 码和这些点的坐标对轨迹进行编辑。其主 要编程工作量在基点的计算上。
2.1练习
程序：G01X0Y0F100 X230 X300Y40 Y120 X230 G02X180R25 G01Y140 G03X120R30 G01Y120 G02X70R25 G01X0 Y0
N20 G00 XOYOZ100 返回坐标点
N30 M30；
程序结束
1.8基本编程指令（大畏系统）
通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之 为可编程功能。一般可编程功能分为两类：一类用来实现刀具轨 迹控制即各进给轴的运动，如直线/圆弧插补、进给控制、坐标系 原点偏置及变换、尺寸单位设定、刀具偏置及补偿等，这一类功 能被称为准备功能，以字母G以及两位数字组成，也被称为G代码。 另一类功能被称为辅助功能，用来完成程序的执行控制、主轴控 制、刀具控制、辅助设备控制等功能。在这些辅助功能中，Tx x 用于选刀，Sx x x x用于控制主轴转速。其它功能由以字母M与 两位数字组成的M代码来实现
法那克 ：G54
大 隈 ：G15 H01
为了方便编程，工件编程坐标一律采用工件固定、 刀具移动的坐标系，由CNC系统自动转换成刀具的 运动。在编程时，直接使用机床坐标系计算被加工 工件的坐标点会很不方便，所以一般要建立工件坐 标系，要确定工件原点。工件原点也称编程原点,设 在工件的工艺基准处。
2.6.5运动指令
作用：用于控制CNC机床开关量，如主轴正反 转、冷却液的开停、 工件的夹紧松开等。 组成：M后带二位数字组成。
M00----程序停止 M01----选择性停止 M02----程序结束 M03----起动主轴(正转) M04----主轴反转 M05----主轴停止
M08----冷却液开启 M09----冷却液关闭 M30----程序结束 M98----子程序调用＊ M99----子程序调用结束＊
例：
N01 G15H1 N02 G90G17
N03 G00Z50 N04 M03S300 N05 G00X-30Y-30 N06 G00Z2 N07 G01Z-3F100 N08 G41G01X20Y14D01 N09 G01Y62M08 N10 G02X44Y86R24 N11 G01X100 N12 G03X120Y62R24 N13 G01Y40 N14 X100Y14 N15 X20 N16 G00G40X0Y0M09 N17 G00Z50 N18 M05 N19 M30
T指令—刀具功能指令
→Tnn代码用于选择刀具库中的刀具，nn表示刀号。 D指令—刀具半径补偿号 →组成：它由地址“D”及其后面的几位数字表示 ；
→D及其后的数字为存放刀具半径补偿值的寄存器地址字。 → 表示：D16表示刀具半径补偿量用第16号的值。
H指令—刀具长度补偿号 →组成：它由地址“H”及其后面的几位数字表示 ；
1.8.5 建立工件坐标系
用数字化加工机床加工的第一步,是要建立工件坐标系, 即建立编程零点和程序零点。目的是用数字形式把工件 的位置,告知机床,使机床能准确地判断出被加工零件的 位置。工件坐标系是建立在机床坐标系的基础上,把机 床坐标系通过G15(G54、G55、G56、G57、G58、 G59、G92)等形式,偏置到工件上一个方便各象关尺寸 换算的位置上。工件坐标系位置选择位置不同,对编程 的难易程度至关重要。
数控铣床
第一部分
编程代码及轮廓线基础编程
1.数控铣削编程
2.1 程序的编制流程 2.2 数控机床编程种类 2.3 典型数控系统 2.4 数控机床的坐标系 2.5 程序段格式 2.6 基本编程指令（大畏系统） 2.7 数控铣床编程实例
1.1 程序的编制流程
1. 在数控机床上加工工件，首先要编制加工程序，编制 加工程序的过程就是将工件的工艺过程、切削参数、 刀具的移动极其辅助动作按顺序用数控系统规定的指 令格式编写出加工程序单。
1.8.3 其它功能代码
F—进给速度指令 →F后跟的数字是进给速度的大小，如F100表示进给 速度为100mm/min。 →进给率F是续效代码，也是有效直到赋予新植，不 需要在每个程序段都指定。 →F码指定的进给率是沿刀具轨迹测量的。 →如果不指定F值，则认为进给率为零。 →z在程序启动第一个G01或G02或G03功能时，必须 同时驱动F功能。 S—主轴速度功能指令 →S是续效代码，S代码后的数值为主轴转速，要求 为整数，如S1000表示主轴转速为1000r/min →组成：在零件加工之前一定要启动主轴运转（M03 或M04）
3 .1数控铣编程特例
整圆的遍程
G15 H1 T1 M03 G90 X0 Y0 Z5 G00 X30 Y0 G01 Z-3 F100 G03 I-30 J0 G00 Z5 G00 X0 Y0 MO5 M30
2.2数控铣床训练试题
第二部分
立体编程、简化编程 及宏编程
1 立体编程
在过去的基础编程中，把刀具看作是一个理想 的点。在实际编程时是根据刀具中心沿着理论轮 廓线移动来进行导轨的编辑。
1.2.2自动编程
是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。根据 零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动进行数 值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，以直接通 讯的方式送入数控机床。
1.3.3 计算机辅助编程：随着计算机的发展， 利用高度集成的CAD/CAM图形交互软件进 行计算机辅助编程。代表软件有 PRO/E、 UG、CAXA等。
束。 既字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程
序。 每个程序都由程序号、程序内容和程序结束三部分组
成。
1.7程序的书写格式
OSKX
程序号
G15H1
建立坐标系
G90G17
进给方式
T1 M03
选刀具 、 主轴正转、主轴转速
G00 X0Y0Z50
刀具快速定位
G01 Z5 F100
程序内容
N10 ……
机床坐标系的确定方法 右手笛卡尔坐标系：
C o p y
工件坐标系
工件坐标的的设定，实际上是在机床坐标中建立工件 坐标系。使刀具在工件的编程轨迹运动，实现零件的切 削加工。当工件在机床上固定以后，工件原点与机床原 点也就有了确定位置关系，即两坐标原点的偏差就已确 定。这个偏差值通常是由机床操作者在手动操作下，通 过一定的方式测量的，该测量值预存到数控系统或编程 G代码中，这时即可实现工件原点向机床原点的偏移使 两点重合。