第六单元 数控铣床编程 第一节 数控铣床编程基础
一、准备功能
准备功能又称G功能或G指令。它是用来指令机床进行加工运动和插补方式的功能。不同的数控系统，G指令的含义不同，现将日本FANUC，德国PA8000系统的常用G代码及功能见表6-1。
表6-1 G功能表 G功能字 G00 G01 G02 G03 G04 G12 G13 G17 G18 G19 G20 G21 G28 G29 G38 G39 G40 G41 G42 G43 G44 G49 G50.1 G51.1 G53 G54 G55 G56 G57 G58 G59 G70 G72 G80 G81 G83 快速点定位 直线插补 圆弧/螺旋线插补（顺圆） 圆弧/螺旋线插补（逆圆） 暂停 选择XY平面 选择ZX平面 选择YZ平面 用英制尺寸输入 用公制尺寸输入 自动返回参考点 从参考点移出 刀具半径补偿注销 刀具半径左补偿 刀具半径右补偿 正向长度补偿 负向长度补偿 取消长度补偿 镜像功能撤消 镜像功能 选择机床坐标系 选择第一工件坐标系 选择第二工件坐标系 选择第三工件坐标系 选择第四工件坐标系 选择第五工件坐标系 选择第六工件坐标系 取消固定循环 定点钻孔循环 深孔加工循环 FANUC 快速点定位 直线插补 顺时针圆弧插补（圆心参数） 逆时针圆弧插补（圆心参数） 暂停 顺时针圆弧插补（半径参数） 逆时针圆弧插补（半径参数） 选择XY平面 选择ZX平面 选择YZ平面 镜像功能接通 镜像功能关断 刀具半径补偿注销 刀具半径左补偿 刀具半径右补偿 选择机床坐标系 选择第一工件坐标系 选择第二工件坐标系 选择第三工件坐标系 选择第四工件坐标系 选择第五工件坐标系 选择第六工件坐标系 用英制尺寸输入 用公制尺寸输入 钻孔 深孔加工循环 09 06 14 10 00 08 07 06 00 10 02 00 01 01 PA8000 组号 １１７
G90 G91 G92 G98 G99 绝对值编程 增量值编程 设定工件坐标系 返回到起始点 返回到R平面 绝对值编程 增量值编程 设定工件坐标系 03 00 04 1．绝对值与增量值编程
编程时作为指令轴移动量的方法，有绝对值指令和增量值指令两种方法。绝对值指令用G90指令，增量值指令用G91指令。这是一对摸态指令，在同一程序段内只能用一种，不能混用。
图6-1 G90与G91
如图6-1所示，轴快速从始点移动到终点，用绝对值指令编程和增量值指令编程的情况如下：
（1）绝对值指令G90。G90 G00 X50.0 Y60.0； （2）增量值指令G91。G91 G00 X-70.0 Y40.0；
用增量值指令编程，坐标值有正负值之分，终点坐标值大于始点坐标值为正值，终点坐标值小于始点坐标值为负值。
2．米制与英制编程
编程时输入单位是米制，用G21指令，如输入单位是英制，用G20指令。在PA8000NT中，米制用G72指令，英制用G70指令。下列各值的单位制根据米制、英制切换的G代码变化。
（1）F表示的进给速度指令值。 （2）与位置有关的指令值。 （3）偏移量。
（4）手摇脉冲发生器1个刻度移动量。 （5）参数的一部分数值。
米制、英制G代码的切换，要在程序开始设定工件坐标系之前，用单独的程序段指令。电源接通时G21，G20与电源切断前相同。
3．模态与非模态
准备功能G代码按其功能不同分为若干组。G代码有两种：模态式G代码和非模态G代码。00组的G代码属于非模态G代码，亦称一次性G代码，只在被指令的程序段中有效，其余组的G代码属于模态式G代码。
4．小数点编程
一般的数控系统允许使用数值小数点输入，也可以不用。对于表示距离、时间和速度单位的指令值可以使用小数点。基本含义与数控车床类似。
二、辅助功能
辅助功能代码用地址字M及二位数字表示，也称M功能或M指令。它用来指令数控机床辅助装置的接通和断开，如主轴的启停、切削液的开关等。常用的M指令功能如下：
1．M00程序暂停
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当执行有M00指令的程序段后，不执行下段。相当于执行单程序段操作。当按下操作面板上的循环启动按钮后，程序继续执行。
该指令可应用于自动加工过程中，停车进行某些手动操作，如手动变速、换刀、关键尺寸的抽样检查等。
2．M01程序选择暂停 该指令的作用和M00相似，但它必须在预先按下操作面板上“选择停止”按钮的情况下，当执行有M01指令的程序段后，才会停止执行程序。如果不按下“选择停止”按钮，M01指令无效，程序继续执行。
3．M02程序结束
该指令用于加工程序全部结束。执行该指令后，机床便停止自动运转，切削液关，机床复位。有的机床设定该功能可卷回纸带到程序的开始字符位置。
4．M03主轴正转
对于立式铣床，所谓正转设定为由Z轴正方向向负方向看去，主轴顺时针方向旋转。 5．M04主轴反转 主轴逆时针方向旋转。 6．M05主轴停止 7．M08切削液开 8．M09切削液关 9．M10卡紧 10．M11松开 11．M32润滑开 12．M33润滑关 13．M30纸带结束
在完成程序段所有指令后，使主轴、进给和切削液都停止，机床及控制系统复位，纸带倒回到程序开始的字符位置。
14．M98调用子程序
15．M99子程序结束并返回到主程序 在一个程序段中只能指令一个M代码，如果在一个程序段中指令了两个或两个以上的M代码时，只有最后一个M代码有效，其余的M代码均无效。
移动指令和M指令在同一程序段中时，先执行M指令后执行移动指令，如图6-2所示。
图6-2 辅助指令与移动指令
N10 G91 G01 X50.0 Y-50.0 M03 S800；
主轴正转指令开始执行，再执行A点移动指令。 三、其它功能
1．进给功能代码F
（1）切削进给速度。在直线插补G01，圆弧插补G02，G03中用F代码及其后面数值来指令刀具的进给速度，单位为mm/min（米制）或in/min（英制）。例如：米制F60.0表示进给速度为60mm/min。
（2）快速进给。用点定位指令G00进行快速定位。快速进给的速度每个轴由参数来设定，所以在程序中不需要指定。
2．主轴功能代码S
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表示主轴转速。用S代码及其后面数值来指令主轴转速，单位为r/min。例如：S600表示主轴转速为600r/min。
3．刀具功能代码T
表示选刀功能。用在加工中心中，在进行多道工序加工时，必须选取合适的刀具。每把刀具应安排一个刀号，刀号在程序中指定。刀具功能用T代码及其后面的两位数字来表示。如T06表示选取第6号刀具。
4．刀具补偿功能代码H
表示刀具补偿号。它用H代码及其后面的两位数字表示。该两位数字为存放刀具补偿量的存储器地址字。如H01表示刀具补偿量用第1号。PA8000系统刀具补偿功能代码用D表示。
第二节 数控铣床基本编程方法
一、坐标系的设定
1．平面选择（G17，G18，G19）
坐标平面选择指令用于选择圆弧插补平面和刀具补偿平面。如图6-3所示，G17选择XY平面，G18选择XZ平面，G19选择YZ平面。
图6-3 插补平面选择
移动指令与平面选择无关，例如G17 Z ，Z轴不存在XY平面上，但这条指令可使机床在Z轴方向上产生移动。
该组指令为摸态指令，在数控铣床上，数控系统初始状态一般默认为G17状态。若要在其它平面上加工则应使用坐标平面选择指令。
图6-4 G17，G18，G19应用
例6-1：如图6-4所示为半径SR50mm的球面，球心位于坐标原点O，试编写刀心轨迹A→B→C→A的圆弧插补程序。
解：编程见表6-2。
表6-2 例6-1的程序编写 程序 N10 G17 G90 G03 X0 Y50. R50. F100； N20 G19 G03 Y0 Z50. R50.； N30 G18 X50. Z0 R50.； 说明 在XY平面A→B 在YZ平面B→C 在XZ平面C→A 2．设定工件坐标系（G92）
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该指令设定起刀点即程序开始运动的起点，从而建立工件坐标系。工件坐标系原点又称为程序零点，执行G92指令后，也就确定了起刀点与工件坐标系坐标原点的相对距离。
图6-5 设定工件坐标系（一）
格式：G92 X Y Z ； 如图6-5所示工件坐标系程序如下： G92 X30.0 Y40.0 Z20.0；
说明：该指令只是设定坐标系，机床（刀具或工作台）并未产生任何运动。G92指令执行前的刀具位置，须放在程序所要求的位置上，如果刀具在不同的位置，所设定出的工件坐标系的坐标原点位置也会不同。
图6-6 设定工件坐标系（二）
如图6-6所示，工件坐标系原点在OP，刀具起刀点在A点，则设定工件坐标系XPOPYP的程序段为：
G92 X20.0 Y20.0；
当刀具起刀点在B点，要建立图示的工件坐标系时，则设定该工件坐标系的程序段为：G92 X10.0 Y10.0 这时，若仍用程序段G92 X20.0 Y20.0 来设置坐标系，则所设定的工件坐标系为XP′OP′YP′，由此G92设定工件坐标系时，所设定的工件原点与当前刀具所在位置有关。
3．选择工件加工坐标系（G54~G59） 格式：G54~G59
若在工作台上同时加工多个相同零件或不同的零件，它们都有各自的尺寸基准，在编程过程中，有时为了避免尺寸换算，可以建立六个工件坐标系，其坐标原点设在便于编程的某一固定点上，当加工某个零件时，只要选择相应的工件坐标系编制加工程序。六个工件坐标系的坐标原点，其在机床坐标系中的坐标值确定后，通过CRT/MDI方式输入设定。
图6-7 设定工件坐标系
如图6-7所示，建立原点在OP的G54工件坐标系，原点OP在机床坐标系中坐标值为X-60.，Y-60.，Z-10.，将其用CRT/MDI方式在设置G54中设定，刀具快速移动到图示位置则执行以下指令：
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