第2章数控机床加工程序的编制(6)

二、常用基本指令

手工编程中使用工艺指令，大体上分为两类。一类是准备性工艺指令，是在数控系统插补运算之前需要预先规定，为插补运算作好准备的工艺指令。另一类是辅助性工艺指令，这类指令与数控系统插补无关，而是根据操作机床的需要予以规定的工艺指令。

1．准备功能G指令

（1）绝对坐标和相对坐标指令G90，G91

G90表示程序段的坐标字按绝对坐标编程。G91表示程序段的坐标字按增量坐标。一般数控系统在初始状态（开机时状态）时自动设置为G90绝对值编程状态。

如图2-27所示，从A点走到B点用以上两种方式 编程分别如下： G90 G01 X30.0 Y60.0 F100；

G91 G01 X-40.0 Y30.0 F100；

图2-27 G90、G91编程举例

（2）工件坐标系设定指令G92

在使用绝对坐标指令编程时，必须先建立一坐标系，用来确定绝对坐标原点（又称编程原点）设在距刀具现在的位置多远的地方，或者说要确定刀具起始点在坐标系中的坐标值。这个坐标系就是工件坐标系。如图2-28所示。

编程格式：G92 X－Y－Z－； 例：G92 X150.0 Y300.0 Z200.0；

坐标值X、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。该指令把这个坐标寄存在数控系统的存储器内。G92指令是一个非运动指令，只是设定工件坐标系原点，设定的坐标系在机床重开机时消失。

图2-28 工作坐标的设定

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图2-29 工作坐标系的设定

（3）工作坐标系的选取指令G54～G59

根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有关形位公差要求，为编程计算方便，有的数

控系统用G54～G59预先设定6个工作坐标系，这些坐标系存储在机床存储器中，在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使用。 G54 可以确定工作坐标系1 G55 可以确定工作坐标系2 G56 可以确定工作坐标系3 G57 可以确定工作坐标系4 G58 可以确定工作坐标系5 G59 可以确定工作坐标系6

6个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床内部，如图2-29所示。

（4）点定位指令G00

G00在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速返回换刀点等。其运动速度程序中不设定，由机床原始设置来确定。快速运动到将近定位点时，通过1～3级降速以实现精确定位。

G00只实现定位作用，对实际所走的路径不作严格要求，刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。运动时也不进行切削加工，编程时应注意参考所用机床的有关说明，注意在快速近定位点时，避免刀具与工件等发生干涉碰撞。

编程格式：G00 X－Y－Z－； （5）直线插补指令G01

刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度（切削速度F），沿直线移动到规定的位置。

编程格式： G01 X－Y－Z－F－；

如图2-30所示为三轴直线插补的空间直线，从A到B的直线插补指令如下：

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绝对坐标编程： G90 G01 X30 Y40 Z20 F－； 相对坐标编程： G91 G01 X20 Y30 Z10 F－；

图2-30 三轴插补的空间直线

（6） 平面选择指令G17，G18，G19

在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面，用G代码可以进行平面选择，如图2-31所示。

G17 XY平面 G18 ZX平面 G19 YZ平面

图2-31 坐标平面设定示意图

（7）圆弧插补指令G02，G03

圆弧插补，G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补，刀具进行圆弧插补时必须规定所在的平面，然后再确定回转方向，如图2-30所示。沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。

?I_J_?G17X_Y_?????????G90??G02????I_K_?编程格式：?G18??????X_Z_???F__;

G91G03J_K_????Y_Z_???G19????????R_???式中，X、Y、Z为圆弧的终点坐标值。在G90状态，X、Y、Z中的两个坐标字为工件

坐标系中的圆弧终点坐标。在G91状态，则为圆弧终点相对于起点的距离。

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在G90或G91状态，I、J、K中的两个坐标字均为圆弧圆心相对圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量值，也可以理解为圆弧起点到圆心的矢量（矢量方向指向圆心）在X、Y、Z轴上的投影。I、J、K为零时可以省略。

R为圆弧半径，R带“±”号，取法：若圆心角Q≤180°，则R为正值；若 180°﹤Q﹤360°，则R为负值。

如图2-32所示，用G02、G03指令对所示的圆弧进行编程，设刀具从A点开始沿A、B、C切削。

图2-32 G02、G03编程举例

用绝对值尺寸指令编程： G92 X200 Y 40 Z0；

G90 G03 X140 Y100 I-60 J0 F100； G02 X120 Y60 I-50 J0； 用增量尺寸指令编程：

G91 G03 X-60 Y60 I-60 J0 F100；

G02 X-20 Y-40 I-50 J0； （8）暂停指令G04

G04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工，一般用于镗平面、锪孔等场合。

格式： G04??X_ ?P_地址码X或P为暂停时间，其中X后面可用带小数点的数，单位为s，如G04X5表示在前一程序执行完后，要经过5s以后，后一程序段才执行。地址P后面不允许用小数点，单位为ms。如G04 P1000表示暂停1s。

例如，图2-33为锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。程序如下： G91 G01 Z-7.0 F60；

G04 X5.0； （刀具在孔底停留5s） G00 Z7.0；

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a） b） c） d） 图2-33 G04编程举例 图2-34 刀具的长度补偿举例

（9）刀具长度补偿指令G43、G44、G49

刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生变化时，可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。以图2-34 所示钻孔为例，图a）表示钻头开始运动位置，图b）表示钻头正常工作进给的起始位置和钻孔深度，这些参数都在程序中加以规定，图c）所示钻头经刃磨后长度方向上减少（1.2㎜），如按原程序运行，钻头工作进给的起始位置将成为图c）所示位置，而钻进深度也随之减少（1.2㎜）。要改变这一状况，靠改变程序是非常麻烦的，因此规定用长度补偿的方法解决这一问题，图d）表示使用长度补偿后，钻头工作进给的起始位置和钻孔深度。在程序的运行中，让刀具实际的位移量比程序给定值多运行一个偏置量（1.2㎜），而不用修改程序即可以加工出程序中规定的孔深。

G43?编程格式：?Z_H_

G44?G43为刀具长度正补偿。

G44为刀具长度负补偿。 Z－目标点坐标。

H－刀具长度补偿值的存储地址。补偿量存入由H代码指令的存储器中。 使用G43、G44时，不管用绝对尺寸还是增量尺寸指令编程，程序中指定的Z轴移动指令的终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算。G43时相加，G44时相减。然后把运算结果作为终点坐标值进行加工。G43、G44均为模态代码。

G49为取消刀具补偿。

（10）刀具半径补偿指令G41，G42，G40

在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹编程，这样编程加工简单，即假设刀具中心是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），如图2-35所示。利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。

G41指令刀具左偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧（如图2-36）

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