1、数控铣床编程指令4.2.2 子程序1、坐标轴运动（插补）功能指令(1）点定位指令 G00点定位指令(G00) 为刀具以快速移动速度移动到用绝对值指令或增量值指令指定的工件坐标系中的位置。指令格式：G00XYZ 一；式中 XYZ 一为目标点坐标。以绝对值指令编程时，刀具移动到终点的坐标值；以增量值指令编程时，指刀具移动的距离，用符号表示方向。例：使用 G00 指令用法如下。如上图 4.6 所示，刀具由 A 点快速定位到 B 点其程序为：G00G90X120Y60 ；（绝对坐标编程）(2）直线插补指令 G01用 G01 指定直线进给，其作用是指令两个坐标或三个坐标以联动的方式，按指定的进给速度 F
2、，从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置，插补加工出任意斜率的平面或空间直线。指令格式：G0lXYZF 一；式中 XYZ 一为目标点坐标。可以用绝对值坐标，也可以用增量坐标。F（mm min)为刀具移动的速度。加工时进给速度 F 可以通过 CNC 的控制面板上的旋钮在（0120）之间变化。程序段G01X10Y20Z20F80 使刀具从当前位置以 80mmmin 的进给速度沿直线运动到(10,20,20)的位置。例 3：假设当前刀具所在点为 X-50.Y-75.，则如下程序段图 4.6图 4.7N1G01X150.Y25.F100；N2X50.Y75.；将使刀具走出如图 4.7 所示轨迹。
3、(3）圆弧插补指令 G02 和 G03G02 表示按指定速度进给的顺时针圆弧插补指令， G03 表示按指定速度进给的逆时针圆弧插补指令。顺圆、逆圆的判别方法是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴由正方向向负方向看去，顺时针方向为 G02，逆时针方向为 G03，程序格式：XY 平面：G17G02XYIJ(R)FG17G03XYIJ(R)FZX 平面：G18G02XZ I K(R)FG18G03XZ I K(R)FYZ 平面：G19G02ZYJK(R)FG19G03ZYJK(R)F式中 X、Y、Z 为圆弧终点坐标值，可以用绝对值，也可以用增量值，由 G90 或 G91 决定。由 I、J 、K 方式编圆弧时
4、，I、J、K 表示圆心相对于圆弧起点在 X、Y、Z 轴方向上的增量值。若采用圆弧半径方式编程，则 R 是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为 0180 时，R 取正值；当圆心角为 180360 时，R 取负值。圆心角为 180 时，R 可取正值也可取负值。应当注意：整圆只能用 I、J 、K 来编程。若用半径法以二个半圆相接，其圆度误差会太大。一般 CNC 铣床开机后，设定为 G17。故在 XY 平面貌一新铣削圆弧时，可省G17。同一程序段同时出现 I、J 和 R 时，以 R 优先。当 I0 或 J0 或 K0 时，可省不写。例 4：如图 4.9 所示，设刀具起点在原点 OAB，则有下列程序：图 4
5、.8 G02 与 G03 的判别图 4.9N10G90G00X40Y60N20G02X120R40（绝对坐标编程，用 R 指令圆心）或 N20G02X120I40J0（绝对坐标编程，用 I、J 指令圆心）例 5：如图 4.10 所示，设刀具起点在 A 点，ABC ，则有下列程序：G02X80Y20R-40设刀具起点在 A 点，AC，则有下列程序：G02X80Y20R40例 6：如图 4.11 所示，加工整圆，则有下列程序：G02I402、坐标系设置指令（1）G92-设置加工坐标系G92 指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。指令格式：G92XYZ若程序格式为：G92XaYbZc
6、 则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b， Z=-c 的位置上。例 7：若程序为：G92X50Y50Z10 其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-50，Y=-50，Z=-10 的位置上,如图4.12 所示。(2）G53 指令当执行 G53 指令时，刀具移到机床坐标系中坐标值为 X、Y、Z 的点上。指令格式：(G90)G53XYZ；G53 是非模态指令，仅在它所在的程序段中和绝对值指令 G90 时有效，在增量值指令G91 时无效。当刀具要移动到机床上某一预选点(如换刀点) 时，则使用该指令。例如：G90G53X50Y100；表示将刀具快速移动到机床坐标系中坐标为(5，10) 的点
7、上。注意：当执行 G53 指令时，应取消刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具位置偏置，机床坐标系必须在 G53 指令执行前建立，即在电源接通后，至少回过一次参考点( 手动或自动)。图 4.10 图 4.11图 4.12(3）G54-G59 指令在机床中，我们可以预置六个工件坐标系，通过在 CRT-MDI 面板上的操作，设置每一个工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移量，然后使用 G54G59 指令来选用它们，G54G59 都是模态指令，分别对应 16预置工件坐标系。G54G59 指令的作用就是将 NC 所使用的坐标系的原点移动到机床坐标系中坐标值为预置值的点指令格式：G54（G59）该指令执行后
8、，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。例 8：如图 4.13 所示，加工坐标系 1（G54）为 XOY，加工坐标系2（G55）为 X1OY1，刀具从 A 点切削到 B 点：G54G01X120Y80或 G55G01X40Y404）局部坐标系(G52)G52 可以建立一个局部坐标系，局部坐标系相当于 G54G59 坐标系的子坐标系。指令格式：G52XYZ；该指令中，XYZ给出了一个相对于当前 G54G59 坐标系的偏移量，也就是说，XYZ给定了局部坐标系原点在当前 G54G59 坐标系中的位置坐标。取消局部坐标系的方法也非常简单，使用 G52X0Y0Z0；即可。例 9：如图
9、 4.14 所示加工坐标系1（G54）为 XOY，局部加工坐标系（G52）为 X1OY1，刀具从 A 点切削到 B 点：N10G54G01X120Y80或N10G54N20G52X80Y40N30G01X40Y40N40G52X0Y05）平面选择指令 G17、G18、G19平面选择指令 G17、G18、G19 分别用来指定程序段中刀具的圆弧插补平面和刀具补偿平面。G17：选择 XY 平面；G18：选择 ZX 平面；G19：选择 YZ 平面。图 4.13图 4.14一般 CNC 铣床开机后，设定为 G17。3、坐标尺寸指令(1）绝对值输入指令 G90 和增量值输入指令 G91 G90 指令规定在
10、编程时按绝对值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z 都是以工件坐标系坐标原点(程序零点) 为基准来计算。 G91 指令规定在编程时按增量值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z 都是以起始点为基准来计算，再根据终点相对于始点的方向判断正负，与坐标轴同向取正，反向取负。如图 4.15 所示，是绝对值指令编程和增量值指令编程的对比。通过上例，我们可以更好地理解绝对值方式和增量值方式的编程。(2）极坐标系指令(G15 、G16)坐标值可以用极坐标(半径和角度 )输入指令格式为：G16；极坐标系指令有效。G15；极坐标系指令取消。极坐标的平面选择与圆弧插补的平面选样方法相同，使用 G
11、17、 G18、G19 指令。用所选平面的第 l 轴指令半径，第 2 轴指令角度。例如，选择 XY 平面时，地址 X 指令半径，地址 Y 指令角度，规定所选平面第 1 轴(+方向 )的逆时针方向为角度的正方向，顺时针方向为角度的负方向。半径和角度可以用绝对值指令(G90)，也可用值指令（G91） 当半径用绝对值指令指定时，局部坐标系原点成为极坐标系中心， 当半径用增量值指令指定时，当前点成为极坐标系中心例 10：如图 4.16 所示，设刀具起点在 A 点，移动轨迹为 ABC，则N10G17G90G16N20G01X100Y60F80（B 点）N30G91Y60（C 点）N30G15（3）英制米
12、制转换(G20、 G21)4、切削用量及进给功能（1）主轴转速 S主轴转速用 S 表示，如主轴转速为 500r/min,写为 S500S 代码是模态的，即转速值给定后始终有效，直到另一个 S 代码改变模态值。（2）主轴旋转方向M03 主轴正转 (CW)M04 主轴反转(CCW)M05 主轴停40.0 120.0 20.0 90.0 Y X 终 点 起 点 绝 对 值 指 令 编 程 ： G90 X20. Y120.； 增 量 值 指 令 编 程 ： G91 X-70. Y80.； 图 4.15图 4.16（3）进给速度和进给量G94 表示进给速度，单位 mm/min，G95 表示进给量，单位
13、mm/r进给速度和进给量用 F 表示。（4）切削方式（G64）（5）精确停止(G09) 及精确停止方式 (G61)（6）暂停(G04)作用：在两个程序段之间产生一段时间的暂停。格式：G04P-；或 G04X-；地址 P 或 X 给定暂停的时间，以秒为单位，范围是 0.0019999.999 秒。如果没有 P或 X，G04 在程序中的作用与 G09 相同。5、辅助功能辅助功能代码及其含义辅助功能包括各种支持机床操作的功能，像主轴的启停、程序停止和切削液节门开关等等。6、刀具补偿（1）刀具半径补偿指令 G40G42刀具半径补偿功能是指数控程序按零件的实际轮廓来编写，加工时系统自动偏离轮廓一个刀具半
14、径(称偏置量)，生成偏置的刀具中心轨迹。 刀具半径左补偿指令 G41 和右补偿指令 G42。刀具半径左补偿是指沿着刀具运动方向向前看( 假设工件不动)，刀具位于零件左侧的刀具半径补偿，指令代码为 G41，如图4.19 所示。刀具半径右补偿是指沿刀具运动方向向前看(假设工件不动) ，刀具位于零件右侧的刀具半径补偿，指令代码为 G42，如图 4.20 所示。指令格式：G00(G01)G41(G42)XYD 一；式中的 X、Y 表示刀具移至终点时，轮廓曲线( 编程轨迹)上点的坐标值；D 为图 4.19图 4.20图 4.23刀具半径补偿寄存器地址字，后面一般用两位数字表示偏置量的代号，偏置量在加工前
15、可用 MDI 方式输入为了保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点，必须用一直线程序段 G00 或 C01 指令来建立刀具半径补偿。注意：a.在运用刀具半径补偿后的刀补状态中，如果存在有两段以上的没有移动指令值或存在非指定平面轴的移动指令段，则有可能产生进刀不足或进刀超差。b. G41、G42 与顺铣逆铣的关系。在立式铣床上铣外轮廓时，采 M03、G41 加工方式为顺铣：铣槽内轮廓时，采用 M03、G41 加工方式为逆铣。采用 G42 时相反。 取消刀具半径补偿指令 G40指令格式：G00(G01)G40XY；X、Y 值是撤消补偿直线段的终点坐标下面举例说明。使用半径为 R5mm
16、的刀具加工如图 4.23 所示的零件，加工深度为 5mm，加工程序编制如下：O10 G55G90G01Z40F2000 /进入 2 号加工坐标系M03S500 /主轴启动G01X-50Y0 /到达 X，Y 坐标起始点G01Z-5F100 /到达 Z 坐标起始点G01G42X-10Y0H01 /建立右偏刀具半径补偿G01X60Y0 /切入轮廓G03X80Y20R20 /切削轮廓G03X40Y60R40 /切削轮廓G01X0Y40 /切削轮廓G01X0Y-10 /切出轮廓G01G40X0Y-40 /撤消刀具半径补偿G01Z40F2000 /Z 坐标退刀M05 /主轴停 M30 /程序停2）刀具长度
17、补偿指令 G43/G44/G49（1）功能指令格式：G43Z_H_;把指定的刀具偏置值加到命令的 Z 坐标值上，如图 4.24 所示。G44Z_H_;把指定的刀具偏置值从命令的 Z 坐标值上减去，如图 4.24 所示。G49Z_;取消刀具偏置值。（2）举例例 12：如图 4.25 所示，设 H01=0 时，用以下程序加工得图示尺寸零件G54G90G00X30Y-5G43Z5H01M03S350G01Z-3F50G41Y30D01Y90X110Y30X20G40X0Y0G49G0Z100M05M30当 H01=-2 时，可得图 4.26 所示。注意：在用 G43(G44)H 或者用 G49命令的
18、指派来省略 Z 轴移动命令时，,偏置操作就会像 G00G91Z0 命令指派的那样执行。也就是说，用户应当时常小心谨慎，因为它就像有刀具长度偏置值那样移动。用户除了能够用 G49 命令来取消刀具长度补偿，还能够用偏置号码 H0 的设置(G43/G44H0)来获得同样效果。若在刀具长度补偿期间修改偏置号码，先前设置的偏置值会被新近赋予的偏置值替换。图 4.25如图 4.244.2.2 子程序1、子程序的格式一个子程序应该具有如下格式：在程序的开始，应该有一个由地址 O 指定的子程序号，在程序的结尾，返回主程序的指令 M99 是必不可少的。M99 可以不必出现在一个单独的程序段中，作为子程序的结尾，
19、这样的程序段也是可以的：G90G00X0Y100.M99；2、调用子程序的编程格式 M98P;M98P；式中：P表示子程序调用情况。P 后共有 8 位数字，前四位为调用次数，省略时为调用一次；后四位为所调用的子程序号。子程序调用指令可以和运动指令出现在同一程序段中：G90G00X75.Y50.Z53.M98P40035；该程序段指令 X、Y、Z 三轴以快速定位进给速度运动到指令位置，然后调用执行 4次 35 号子程序。3、子程序的执行子程序的执行举例。例 13: 如图 4.26 所示，编制图示轮廓的加工程序,设刀具起点距工件上表面 50mm,切削深度 3mm.子程序(加工图形 1 的程序)O1
20、0G41G91G01X30Y-5D01F50Y5G02X20I10X-10I-5G03X-10I-5G0Y-5G40X-30Y5M99主程序O20G54G90G17M03S600G0X0Y0G43G0Z5H01G01Z-3F50M98P10(加工图形 1)G90Y50O；子程序号； 子程序内容； M99； 返回主程序图 4.26M98P10(加工图形 2)G90G49Z50M05M304、子程序的特殊用法（1）子程序用 P 指令返回的地址：M99Pn在 M99 返回主程序指令中，我们可以用地址 P 来指定一个顺序号，当这样的一个M99 指令在子程序中被执行时，返回主程序后并不是执行紧接着调用子
21、程序的程序段后的那个程序段，而是转向执行具有地址 P 指定的顺序号的那个程序段。如下例：（2）自动返回程序头：主程序中执行 M993）注意：子程序调用指令 M98 不能在 MDI 方式下执行，如果需要单独执行一个子程序，可以在程序编辑方式下编辑如下程序，并在自动运行方式下执行。；M98P；5、使用子程序的注意事项（1）主程序中的模态 G 代码可被子程序中同一组的其他 G 代码所更改。（2）最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序，因为当子程序中连续出现二段以上非移动指令或非刀补平面轴运动指令时很容易出现过切等错误4.2.3 图形变换功能1、比例及镜向功能 G51、G50 （1）各轴按相同比
22、例编程编程格式：G51XYZ PG50式中：X、Y、Z- 比例中心坐标(绝对方式)；P-比例系数，最小输入量为 0.001，比例系数的范围为：0.001999.999。该指令以后的移动指令，从比例中心点开始，实际移动量为原数值的 P 倍。P 值对偏移量无影响。主程序 子程序N10； O1010；N20； N1020；N30M98P1010； N1030；N40； N1040；N50； N1050；N60； N1060；N70； N1070M99P60；例 14：如图 4.30 所示，起刀点为 X10Y-10，编程如下：O0001 /主程序N100G92X-50Y-40N110G51X0Y0P2
23、N120M98P0100N130G50N140M30O0100 /子程序N10G00G90X0.Y-10.F100N20G02X0.Y10.I0.J10.N30G01X15.Y0.N40G01X0.Y-10.N50M99 /子程序返回（2）各轴以不同比例编程各个轴可以按不同比例来缩小或放大，当给定的比例系数为-1 时，可获得镜像加工功能。编程格式：G51XYZ IJKG50式中：X、Y、Z- 比例中心坐标；I、J、K- 对应 X、Y、Z 轴的比例系数，在0.0019.999 范围内。本系统设定I、J 、K 不能带小数点，比例为 1 时，应输入1000，并在程序中都应输入，不能省略。（3）镜像功
24、能比例系数为-1再举一例来说明镜像功能的应用。图4.31 所示，其中槽深为 2mm，比例系数取为+1000 或-1000。设刀具起始点在 O 点，程序如下：子程序：O9000N10G00X60Y60 /到三角形左顶点N20G01Z-2F100 /切入工件N30G01X100Y60 /切削三角形一边N40X100Y100 /切削三角形第二边N50X60Y60 /切削三角形第三边N60G00Z4 /向上抬刀N70M99 /子程序结束主程序：O100N10G92X0Y0Z10 /建立加工坐标系图 4.30图 4.31N20G90 /选择绝对方式N30M98P9000 /调用 9000 号子程序切削
25、1#三角形N40G51X50Y50I-1000J1000 /以 X50Y50 为比例中心，以 X 比例为-1、Y 比例为+1 开始镜向N50M98P9000 /调用 9000 号子程序切削 2#三角形N60G51X50Y50I-1000J-1000/以 X50Y50 为比例中心，以 X 比例为-1、Y 比例为-1 开始镜向N70M98P9000 /调用 9000 号子程序切削 3#三角形N80G51X50Y50I1000J-1000/以 X50Y50 为比例中心，以 X 比例为+1、Y 比例为-1 开始镜向N90M98P9000 /调用 9000 号子程序切削 4#三角形N100G50 /取消
26、镜向N110M30 /程序结束2、坐标系旋转功能 G68、G69该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度，G68 表示开始坐标系旋转，G69 用于撤消旋转功能。（1）基本编程方法编程格式：G68XYRG69式中：X、Y旋转中心的坐标值(可以是 X、Y 、Z 中的任意两个，它们由当前平面选择 指令 G17、G18、G19 中的一个确定) 。当 X、Y 省略时，G68 指令认为当前的位置即为旋转中心。R旋转角度，逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。当程序在绝对方式下时，G68 程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。如果这一程序段为增量方式移
27、动指令，那么系统将以当前位置为旋转中心，按 G68 给定的角度旋转坐标。例 16：图 4.32 所示，编制图示轮廓的加工程序,设刀具起点距工件上表面 50mm,切削深度 3mm.子程序(加工图形 1 的程序)O10G41G01X30Y-5D01F50Y0G02X50I10X40I-5G03X20I-5G0Y-5G40X0Y0M99主程序O20G54G90G17M03S600G43G0Z5H01G01Z-3F50 图 4.32M98P10(加工图形 1)G68X0Y0R45.(旋转 45 度)M98P10(加工图形 2)G68X0Y0R90.(旋转 90 度)M98P10(加工图形 3)G69G
28、49Z50M05M30（2）坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系。旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。以图 4.33 所示为例：N10G92X0Y0N20G68G90X10Y10R-30N30G90G42G00X10Y10F100H01N40G91X20N50G03Y10I-10J5N60G01X-20N70Y-10N80G40G90X0Y0N90G69M30当选用半径为 R5 的立铣刀时 ，设置：H01=5。（3）与比例编程方式的关系在比例模式时，再执行坐标旋转指令，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响，这时各指令的排列顺序如下：G51G68G41/G42G40G69G50图 4.33
