控制铣削的基本指令 （2）

                   图4-10 G28、G29指令的动作
使用G28指令时，先要选定中间点。G28指令中的X（U）、Y（V）、Z（W）值是选定的中间点在工件坐标系中的值，不是机床参考点的值。G28指令可以用绝对值指令或增量值指令编程，被指令的中间点坐标值储存在存储器中。编程时一般选换刀点作为中间点。
G28指令的动作如图4-10所示。G28指令的轴，从A点以快速进给速度定位到中间点B，即动作①，然后再以快速进给速度定位到参考点R，即动作②。如果没有机械锁紧，该轴的参考点返回指示灯亮。不指令的轴不执行返回参考点的操作。
这个指令一般在换刀时使用，在执行该指令之前应取消刀具半径补偿。
在G28的程序段中不仅产生坐标轴的移动指令，而且记忆了中间点的坐标值，以供G29指令使用。
电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下，指定G28时，从中间点自动返回到参考点，与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。G28指令仅在其规定的程序段中有效。
4、自动从参考点返回指令G29
指令格式：G29 X（U）   Y（V）    Z（W）   
使用G29指令时，要先选定目标点。G29指令中的X（U）、Y（V）、Z（W）值是选定的目标点在工件坐标系中的值。可以用绝对值指令或增量值指令，通常该指令紧跟在G28指令之后。G29指令中的目标点一般是下段程序的切削起点。
G29指令执行时，刀具从参考点R出发，快速到达G28指令的中间点B定位，如图4-10中的动作③，然后到达G29指令的目标点C，即动作④。
目标点若为增量值指令时，其值为从中间点到目标点的增量值。由于中间点到参考点的有向距离被系统储存在存储器中，故在程序中不必指令从中间点到参考点的移动量。
六、子程序调用指令M98、M99
数控铣床程序的编写也可采用主、子程序的形式。数控系统按主程序的指令运行，但在主程序中遇见调用子程序的指令时，数控系统将开始按子程序的指令运行；在子程序中遇见调用结束指令时，自动返回到调用该子程序的主程序，并重新按主程序的指令运行。
编程时，对程序中有一些顺序固定或反复出现的加工图形，可将其写成子程序，然后由主程序来调用，这样可以极大地简化整个程序的编写。
1、     子程序调用指令M98
指令格式：M98 P     L   
M98指令中的P后面跟的是被调用的子程序号，而L后面跟的是调用该子程序的次数。（默认值为1）。主、子程序的调用关系见图4-11。

                  图4-11主、子程序的调用关系
在编写程序时，主、子程序必须写在同一个文件中，并且都是以字母“O”开头，以“O****”单独作为程序的一个行书写。子程序中还可以再调用其它子程序，即可多重嵌套调用。
2、     子程序结束指令M99
M99的功能就是在子程序中结束子程序的运行并使数控系统返回到调用该子程序的主程序中，重新按主程序的指令运行。每个子程序的最后一条指令必须是M99作程序的结束行，一个子程序可被主程序多次调用。
需要注意的是：在MDI方式下，使用子程序调用指令是无效的。
七、切削G指令的编程与加工
1、     直线切削指令G01
指令格式：G01 X（U）   Y（V）    Z（W）    F     
G01指令中的X（U）、Y（V）、Z（W）值是直线切削终点的值。用绝对值编程时是切削终点在工件坐标系中的坐标值；用增量值编程时是切削终点相对于切削起点的增量值。F为合成进给速度。
G01指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按直线路径切削到程序段指令值所指定的终点。如果没有指令进给速度，就认为进给速度为零。
例4-3：G01绝对值编程，图4-12。

      
在图4-12中，设A点坐标为（30，30，20），B点坐标为（60，60，50），C点坐标为（90，90，80），D点坐标为（40，55，70），E点坐标为（55，10，60）。
A点为直线切削终点，是G01编程的目标点。
当刀具在B点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由B点到达A点。
当刀具在C点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由C点到达A点。
当刀具在D点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由D点到达A点。
当刀具在E点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由E点到达A点。
例4-4：G01增量值编程。
在图4-12中，设已知A、B、C、D、E点的坐标。A点为直线切削终点，是G01编程的目标点。
当刀具在B点时，执行程序段G91G01U-30V-30W-30，刀具由B点到达A点。
当刀具在C点时，执行程序段G91G01U-60V-60W-60，刀具由C点到达A点。
当刀具在D点时，执行程序段G91G01U-10V-25W-50，刀具由D点到达A点。
当刀具在E点时，执行程序段G91G01U-25V20W-40，刀具由E点到达A点。
例4-5：G01混合值编程。
在图4-12中，设已知A、B、C、D、E点的坐标。A点为直线切削终点，是G01编程的目标点。
当刀具在B点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由B点到达A点。
当刀具在B点时，执行程序段G91G01X-30Y-30Z-30，刀具同样由B点到达A点。
当刀具在C点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由C点到达A点。
当刀具在C点时，执行程序段G91G01X-60Y-60Z-60，刀具同样由C点到达A点。
当刀具在D点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由D点到达A点。
当刀具在D点时，执行程序段G91G01X-10Y-15Z-50，刀具同样由D点到达A点。
当刀具在E点时，执行程序段G90G01X30Y30Z20，刀具由E点到达A点。
当刀具在E点时，执行程序段G91G01X-25Y200Z-40，刀具同样由E点到达A点。
2、     圆弧切削指令G02或G03
指令格式：
在XY平面内的圆弧：G17G02X（U）   Y（V）   I   J   F  
                    G17G02X（U）   Y（V）   R   F   
                    G17G03X（U）   Y（V）   I   K   F  
                    G17G03X（U）   Y（V）   R   F   
在XZ平面内的圆弧：G18G02X（U）   Z（W）   I   J   F  
                    G18G02X（U）   Z（W）   R   F   
                    G18G03X（U）   Z（W）   I   K   F  
                    G18G03X（U）   Z（W）   R   F   
在YZ平面内的圆弧：G19G02 Y（V）   Z（W）   I   J   F  
                    G19G02 Y（V）   Z（W）   R   F   
                    G19G03 Y（V）   Z（W）   I   K   F  
                    G19G03 Y（V）   Z（W）   R   F   
1） 切削方向
G02顺时针圆弧切削方向；
G03逆时针圆弧切削方向。
切削方向的判别方法是：从坐标平面垂直轴的正方向往负方向看，坐标平面上的圆弧从起点到终点的移动方向是顺时针方向用G02编程；是逆时针方向，用G03编程。如图4-13所示。

                         图4-13 G02/G03的圆弧切削方向
2） 终点位置
X（U）、Y（V）、Z（W）中的两轴，G17时为X、Y，G18时为X、Z， G19时为Y、Z，其值是圆弧切削终点的值。用绝对值指令是圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；用增量值指令是圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。当圆弧终点和起点的一个坐标值相同时，在指令中可以省略这个相同的坐标值，当圆弧终点和起点的两个坐标值相同，即整圆时，两个坐标值都可以省略。
3） 圆弧的圆心
①     用I、J、K指令圆弧的圆心
如图4-14所示，G17时为I、J，G18时为I、K， G19时为J、K，其值为增量值，即是圆心相对于圆弧的起点的坐标增量值。I、J、K始终为增量值，与X、Y、Z值是否是增量值无关。

                       图4-14 I、J、K指令圆弧的圆心
②     用半径R指令圆弧的圆心
过起点和终点的圆弧可以有两个，即小于1800的圆弧和大于1800的圆弧。如图4-15所示，为了区分是指令哪个圆弧，对小于1800的圆弧，半径R用正值表示；对大于1800的圆弧，半径R用负值表示；对等于1800的圆弧，半径R用正值或负值均可。

                        图4-15 半径R指令圆弧的圆心
例4-6：半径R指令圆弧的圆心编程。
在图4-15中，对于圆心为O的圆弧，用G90编程时，G90G02X0Y30R30F100。
用G91编程时，G91G02X30Y30R30F100。
对于圆心为O1的圆弧，用G90编程时，G90G02X0Y30R-30F100。
用G91编程时，G91G02X30Y30R-30F100。
③     整圆的圆心
切削整圆时，由于整圆的终点坐标与起点坐标重合，若用半径R指令圆心，则刀具不移动，即零度的圆弧。此时，必须用I、J或K指令整圆的圆心，如图4-16所示。
例4-7：整圆编程。在图4-16中，整圆O1的圆心为（-30，30），以A点为整圆的切削起点和切削终点，按顺时针方向切削，则：I=0，J=-30。
用G90编程有：G90G02X-30Y0I0J-30F100或G90G02J-30F100。
用G91编程有：G91G02X0Y0I0J-30F100或G91G02J-30F100
若I、J或K与R同时指令圆心时，R有效，I、J或K无效。
4）   F为被编程的两个坐标轴的合成进给速度。它是沿圆弧切线方向的速度。单位为mm/min。
5） 圆弧切削指令编程举例
例4-8：圆弧加工综合编程。如图4-17所示：

图4-16 整圆的圆心
 

图4-17圆弧加工综合编程
在图4-17中，AB、BC、CD、DA四段圆弧半径均为30。按A-B-C-D-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4080                            ；程序名
%4080                            ；程序号
G17G54                           ；选平面，定工件坐标系
M03S1000                         ；启动主轴，1000r/min
G00X-60Y0Z10                    ；快速移动刀具到O3点
G90G01X-30F100                 ；绝对坐标编程。以切削速度移动到A点
Z-3                               ；Z向切削工件深3mm
G03X0Y30R30F100                ；切削AB弧
G02X-30Y60R30F100              ；切削BC弧
G03X-60Y30R30F100              ；切削CD弧
G02X-30Y0R30F100               ；切削DA弧
G01Y-10                          ；切线切出A点
G00Z100                          ；抬刀
X-60Y0                           ；刀具移动到O3点
M05                               ；停主轴
M30                               ；结束程序并返回到程序起点
按A-B-C-D-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4081                             ；程序名
%4081                             ；程序号
G17G54                            ；选平面，定工件坐标系
M03S1000                         ；启动主轴，1000r/min
G00X-60Y0Z10                     ；快速移动刀具到O3点
G91G01X30F100                   ；绝对坐标编程。以切削速度移动到A点
Z-13                              ；Z向切削工件深3mm
G03X30Y30R30F100               ；切削AB弧
G02X-30Y30R30F100              ；切削BC弧
G03X-30Y-30R30F100             ；切削CD弧
G02X30Y-30R30F100              ；切削DA弧
G01Y-10                          ；切线切出A点
G00Z13                           ；抬刀
M05                               ；停主轴
M30                               ；结束程序并返回到程序起点
例4-9：平面轮廓零件编程。如图4-18所示。

图4-18平面轮廓零件编程
在图4-18中，按A-B-C-D-E-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4090                                ；程序名
%4090                                ；程序号
G17G54                               ；选XY平面，定G54为工件坐标系
M03S1000                            ；启动主轴，1000r/min
G90G00X20Y20Z100                  ；绝对坐标编程，快速移动刀具到A点
Z10                                   ；刀具靠近A 点
G01Z-5F100                          ；切深5mm
X60                                   ；切削直线AB
G03X80Y40I0J20F100                 ；切削圆弧BC
G02X60Y60I0J20F100                 ；切削圆弧CD
G01X20Y40                           ；切削直线DE
Y20                                   ；切削直线EA
Z10                                   ；抬刀
G00Z100                              ；快速抬刀
X0Y0                                  ；刀具回到工件坐标系原点
M05                                   ；主轴停
M30                                   ；结束程序并返回到程序起点
在图4-18中，按A-B-C-D-E-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4091                                 ；程序名
%4091                                 ；程序号
G17G54                                ；选XY平面，定G54为工件坐标系
M03S1000                              ；启动主轴，1000r/min
G90G00X20Y20Z100                    ；用绝对坐标移动刀具到A点上方
Z0                                      ；刀具快速靠近A点
G91G01Z-5F100                        ；相对坐标编程，切深5mm
X40                                     ；切削直线AB
G03X20Y20I0J20F100                   ；切削圆弧BC
G02X-20Y20I0J20F100                  ；切削圆弧CD
G01X-20Y-20                          ；切削直线DE
Y-20                                   ；切削直线EA
Z15                                    ；抬刀
G90G00Z100                           ；用绝对坐标快速移动刀具
X0Y0                                  ；刀具回到工件坐标系原点
M05                                   ；主轴停
M30                                   ；结束程序并返回到程序起点
3、螺旋线切削指令G02或G03
指令格式：G17{G02/G03}X  Y  {R  /I   J   }Z   F   
          G18{G02/G03}X  Z  {R  /I   K   }Y   F   
          G19{G02/G03}Y  Z  {R  /J   K  }X   F   
在圆弧插补的同时，指令垂直于插补平面的轴移动一个距离，即是螺旋线插补。垂直轴的值是垂直轴作直线移动的终点坐标。
例4-10：螺旋线切削编程。如图4-19所示。

                   图4-19螺旋线切削编程
在图4-19中，按A-B方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4100
%4100
G17G54
M03S1000
G90G00X30Y0Z100
Z0
G03X0Y30R30Z20F100                ；切削螺旋线AB
G00Z100
M05M30
在图4-19中，按A-B方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4101
%4101
G17G54
M03S1000
G90G00X30Y0Z100
Z0
G91G03X-30Y30R30Z20F100           ；切削螺旋线AB
G00Z100
M05M30
4、倒角加工指令
1） 直线后倒角指令
指令格式举例：G17G01X（U）   Y（V）    C   
该指令用于加工两条相邻直线间的倒角，如图4-20所示。
指令中的X（U）、Y（V）值，在绝对值编程时为没倒角前两条相邻直线的交点G的坐标值。在增量值编程时为交点G到先期加工的直线的起点A的增量值。
指令中的C值为倒角终点相对于两条相邻直线的交点G的距离。实际上，C就是倒角的边长。

                     图4-20直线后倒角加工
例4-11：直线后倒角加工绝对坐标编程。在图4-20中，按A-B-D-E-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4110
%4110
G17G54
M03S1000
G90G00X20Y20Z100                 ；快速移动刀具到A点上方
Z0                                   ；快速移动刀具到A点
G01Z-5F100                         ；切深5mm
X85Y25C5                           ；切直线AB并在B处倒角
X80Y65C5                           ；切直线BD并在D处倒角
X15Y65C5                           ；切直线DE并在E处倒角
X15Y20C5                           ；切直线EA并在A处倒角
G00Z100                             ；快速抬刀
M05M30
例4-12：直线后倒角加工相对坐标编程。在图4-20中，按A-B-D-E-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4120
%4120
G17G54
M03S1000
G90G00X20Y20Z100               ；快速移动刀具到A点上方
Z0                                 ；快速移动刀具到A点
G91G01Z-5F100                   ；相对坐标编程，切深5mm
X65Y0C5                          ；切直线AB并在B处倒角
X0Y40C5                          ；切直线BD并在D处倒角
X-65Y0C5                         ；切直线DE并在E处倒角
X0Y-40C5                         ；切直线EA并在A处倒角
G90G00Z100                       ；快速抬刀
M05M30
2） 直线后倒圆（角）指令
指令格式举例：G17G01X（U）   Y（V）    R  
该指令用于加工两条相邻直线间倒圆（角），如图4-21所示。指令中的X（U）、Y（V）值，在绝对值编程时为没倒角前两条相邻直线的交点G的坐标值。在增量值编程时为交点G到先期加工的直线的起点A的增量值。指令中的R值为倒圆角的半径值。

                     图4-21直线后倒圆加工
例4-13：直线后倒圆加工绝对值编程。在图4-21中，按A-B-D-E-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4130
%4130
G17G54
M03S1000
G90G00X20Y20Z100                  ；快速移动刀具到G点上方
G01Z-5F100                          ；切深5mm
X85Y25R5                             ；切削直线AB并在B处倒圆
X80Y65R5                             ；切削直线BD并在D处倒圆
X15Y65R5                             ；切削直线DE并在E处倒圆
X15Y20R5                             ；切削直线EA并在A处倒圆
G00Z100                              ；快速抬刀
M05M30
按A-B-D-E-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4140
%4140
G17G54
M03S1000
G90G00X20Y20Z100                ；快速移动刀具到G点上方
Z0                                  ；快速移动刀具到G点
G91G01Z-5F100                    ；相对坐标编程，切深5mm
X65Y0R5                           ；切削直线AB并在B处倒圆
X0Y40R5                            ；切削直线BD并在D处倒圆
X-65Y0R5                           ；切削直线DE并在E处倒圆
X0Y-40R5                           ；切削直线EA并在A处倒圆
G90G00Z100                        ；快速抬刀
M05M30
3） 圆弧后倒（直线）角指令
指令格式举例：G17G02X（U）   Y（V）    R    RL   
G17G03X（U）   Y（V）    R    RL    
若圆弧与直线相交，交点在G点，加工时先加工圆弧，后加工直线，用该指令在圆弧和直线之间插入倒角加工。如图4-22所示。指令中的X（U）、Y（V）值，在绝对值编程时为先加工的圆弧和后加工的直线的交点G的坐标值。在增量值编程时为交点G到先期加工的圆弧的起点A的增量值。指令中的R值为先加工圆弧的半径值。指令中的RL值为倒角终点C到圆弧与直线的交点G的距离，实际上是直线倒角的边长。

                   图4-22圆弧后倒角加工
例4-15：圆弧后倒角加工绝对值编程。在图4-22中，按A-B-D-E-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4150
%4150
G17G54
M03S1000
G90G00X15Y25Z100
G01Z-5F100
X15Y20
G03X50Y-15R35RL5             ；切削AB圆弧并在B处倒角
G01Y25
X15
G00Z100
M05M30
例4-16：圆弧后倒角加工增量值编程。在图4-22中，按A-B-D-E-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4160
%4160
G17G54
M03S1000
G90G00X15Y25Z100
Z2
G91G01Z-7F100
X0Y-5
G03X35Y-35R35RL5               ；切削AB圆弧并在B处倒角
G01Y35
X-35
G90G00Z100
M05M30
4） 圆弧后倒圆角指令
指令格式举例：G17G02X（U）   Y（V）    R    RC   
G17G03X（U）  Y（V）    R    RC    
若圆弧与直线相交，交点在G点，加工时先加工圆弧，后加工直线，用该指令在圆弧和直线之间插入倒圆角加工。如图4-23所示。指令中的X（U）、Y（V）值，在绝对值编程时为先加工的圆弧和后加工的直线的交点G的坐标值。在增量值编程时为交点G到先期加工的圆弧的起点A的增量值。指令中的R值为先加工圆弧的半径值。指令中的RC值为倒圆角的半径值。

                 图4-23圆弧后倒圆加工
例4-17：圆弧后倒圆加工绝对值编程。在图4-23中，按A-B-D-E-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
O4170
%4170
G17G54
M03S1000
G90G00X15Y25Z100
G01Z-5F100
X15Y20
G03X50Y-15R35RC5                ；切削AB圆弧并在B处倒圆
G01Y25
X15
G00Z100
M05M30
例4-18：圆弧后倒圆加工增量值编程。在图4-23中，按A-B-D-E-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
O4180
%4180
G17G54
M03S1000
G90G00X15Y25Z100
Z2
G91G01Z-7F100
X0Y-5
G03X35Y-35R35RC5                ；切削AB圆弧并在B处倒圆
G01Y35
X-35
G90G00Z100
M05M30

                        图4-24倒角加工综合举例
例4-19：倒角加工绝对编程综合举例。在图4-24中，按A-B-D-E-F-H-M-N-A方向切削，绝对坐标编程时的参考程序如下：
%4190
G17G54
M03S1000
G90G00X10Y10Z10
G90G01Z-5F100
X70Y10R5                  ；切削直线AB并在B处倒圆
Y25R5                      ；切削直线BD并在D处倒圆
X110R5                     ；切削直线DE并在E处倒圆
Y10R5                      ；切削直线EF并在F处倒圆
X170C5                     ；切削直线FH并在H处倒角
Y40R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X165R5                     ；切削直线并在终点处倒圆
Y60R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X170R5                     ；切削直线并在终点处倒圆
Y90C5                      ；切削直线并在M处倒角
X110R5                     ；切削直线并在终点处倒圆
Y75R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X70R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
Y90R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X10C5                      ；切削直线并在N处倒角
Y60R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X25R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
Y45R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
X10R5                      ；切削直线并在终点处倒圆
Y10C5                      ；切削直线并在A处倒角
G00Z100
M05M30
 例4-20：倒角加工相对编程综合举例。在图4-24中，按A-B-D-E-F-H-M-N-A方向切削，相对坐标编程时的参考程序如下：
%4200
G17G54
M03S1000
G90G00X10Y10Z10
G91G01Z-15F100
X60R5                               ；切削直线AB并在B处倒圆
Y15R5                               ；切削直线BD并在D处倒圆
X400R5                              ；切削直线DE并在E处倒圆
Y-15R5                              ；切削直线EF并在F处倒圆
X60C5                               ；切削直线FH并在H处倒角
Y30R5                               ；切削直线并在终点处倒圆
X-15R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
Y20R5                               ；切削直线并在终点处倒圆
X15R5                               ；切削直线并在终点处倒圆
Y30C5                               ；切削直线并在M处倒角
X-60R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
Y-15R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
X-40R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
Y15R5                               ；切削直线并在终点处倒圆
X-60C5                              ；切削直线并在N处倒角
Y-30R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
X15R5                               ；切削直线并在终点处倒圆
Y-20R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
X-15R5                              ；切削直线并在终点处倒圆
Y-30C5                              ；切削直线并在A处倒角
G00Z5
Z100
M05M30
八、刀具补偿功能指令的编程与加工
1、刀具长度补偿指令G43、G44、G49
刀具基准点是用标准长度的刀具对刀时的刀位点。工件坐标系设定是以刀具基准点为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点的值。由于各个刀具的长度不一致，其刀位点与基准点不一定重合，故要用刀具长度补偿。用了刀具长度补偿后，改变刀具，只需改变刀具长度补偿值，而不必变更零件加工程序。
1）刀具长度补偿
在G17指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到Z轴。在G18指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到Y轴。在G19指令后的刀具长度补偿，只能将刀具长度的补偿值补偿到X轴。
刀具长度补偿分正向偏置和负向偏置。正向偏置用指令G43H  ；负向偏置用指令G44H  。如图4-25所示。所谓正向偏置，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具长，用G43指令，使刀具朝Z轴正方向移动一个偏置量；所谓负向偏置，就是实际使用的刀具长度比编程时的标准刀具短，用G44指令，使刀具朝Z轴负方向移动一个偏置量。各个刀具的偏置量存放在偏置存储器中，用H00~H99来指定偏置号。
刀具长度补偿指令通常用在下刀及提刀的直线段程序G00或G01中，使用多把刀具时，通常是每一把刀具对应一个刀长补偿号，下刀时使用G43或G44，该刀具加工结束后提刀时使用G49取消刀长补偿。

                       图4-25刀具长度补偿
     在实际使用时，鉴于习惯，一般仅使用G43指令，而G44指令使用的较少。正或负方向的移动，靠变换H代码的正负值来实现。
2）取消刀具长度补偿
取消刀具长度补偿用指令G49。补偿一旦取消，以后的程序段便没有补偿。同样地，也可采用G43H00或G44H00来替代G49的取消刀具长度补偿功能。
3）编程举例：
例4-21：刀具长度偏置补偿编程。如图4-26所示。

图4-26刀具长度偏置补偿
   在图4-26中，设H00=00mm，H01=20mm，H02=15mm。
铣A孔，用标准刀，其参考程序如下：
   %4210
   G92X31Y0Z0                       ；选G92作为工件坐标系
    M03S1000
G00X31Y0Z0                      ；将标准刀移到A孔中心线上
G01Z-92F100                     ；铣A孔至孔底
Z-47                              ；以切削速度退至工件表面
G00Z0                             ；快速退至Z=0平面
M05M30
铣B孔，用正偏置刀，其参考程序如下：
   %4211
   G92X77Y0Z0                       ；选G92作为工件坐标系
   M03S1000
G00G43X77Y0Z0H01               ；将正偏刀移到B 孔中心线上
G01Z-92F100                      ；铣B孔至孔底。编程坐标不变
Z-47                               ；以切削速度退至工件表面
G00G49Z0                          ；取消刀补，快速退至Z=0平面
M05M30
铣C孔，用负偏置刀，其参考程序如下：
   %4212
   G92X132Y0Z0                      ；选G92作为工件坐标系
   M03S1000
G00G44X132Y0Z0H02              ；将负偏刀移到C 孔中心线上
G01Z-92F100                      ；铣C孔至孔底。编程坐标不变
Z-47                               ；以切削速度退至工件表面
G00G49Z0                          ；取消刀补，快速退至Z=0平面
M05M30
2、刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42
1）刀尖半径补偿功能
铣削刀具的基准点和刀位点都在刀具的中心线上，实际加工中生成的零件轮廓是由刀刃的切削点形成的。以端铣刀为例：刀位点位于刀具底部中心，切削点位于刀具的外圆，两者相差一个刀具半径值。
为了加工出符合要求的零件轮廓，其加工程序要么偏离零件轮廓一个刀具半径值来编程，要么按零件轮廓编程，而让数控系统自动偏离零件轮廓一个刀具半径，后者就是刀具半径补偿功能。刀具所偏移的这段距离称为偏置。使用刀具半径补偿功能，系统可以自动计算出偏置后的刀具轨迹，这样既简化了编程，又能很容易地调整加工轮廓的尺寸。
2）刀具半径补偿指令G41、G42
在G17指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在XY平面上；在G18指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在XZ平面上；在G19指令后的刀具半径补偿，补偿偏置量在YZ平面上。 刀具半径补偿平面与偏置平面相同。
指令格式：G41D  
            G42D  
G41是刀具半径左补偿指令，顺着刀具直线前进的方向看，刀具在左边，工件在右边，此时刀心在工件的左边，离工件的轮廓相差一个刀具半径，需对刀具进行左补偿；其补偿值用D及后面的号码确定。G42为刀具半径右补偿指令，顺着刀具直线前进的方向看，刀具在右边，工件在左边，此时刀心在工件的右边，离工件的轮廓相差一个刀具半径，需对刀具进行右补偿。其补偿值用D及后面的号码确定。如图4-27所示。

                  图4-27刀具半径左补偿、右补偿
各个刀具的偏置量存放在偏置存储器中，用D00~D99来指定偏置号。如D01就是调用在刀具偏置表中第一号刀具的半径补偿值。
在多轴联动控制中，投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿，补偿平面的切换必须在取消补偿的状态下进行，否则报警。
3）取消刀具半径补偿功能
G40为取消刀具半径补偿指令，取消刀具半径补偿功能后，刀具中心轨迹与编程轨迹重合。在一个程序结束之前，必须取消刀具半径补偿，否则，刀具在终点定位将偏离一个刀具半径值。
4）编程举例
例4-22：刀具半径左补偿编程。如图4-28所示。

                   图4-28刀具半径左补偿编程
设切削深度为5mm，D01=10 mm，其参考程序如下：
%4220
   G92X-20Y-20Z100               ；选G92作为工件坐标系
   M03S1000
G90G00G41X40Y-15Z0D01       ；加刀补，将刀具快速移到B点
G01Z-5F100                     ；切深5mm
Y105                             ；铣直线BD
X116                             ；铣直线DF
Y24                              ；铣直线FH
X-5                              ；铣直线HJ
Z0                               ；抬刀
G00G40Z100                     ；取消刀补，快退至Z=100平面
M05
M30
在图4-28中，设切削深度为5mm，D01=10 mm，按A-J-H-F-D-B-A方向切削，进行刀具右补偿，其参考程序如下：
%4221
   G92X-5Y24Z100                 ；选G92作为工件坐标系
   M03S1000
G90G00G41X-5Y24Z0D01        ；加刀补，将刀具快速移到J点
G01Z-5F100                     ；切深5mm
X116                             ；铣直线JH
Y105                             ；铣直线HF
X40                              ；铣直线FD
Y-10                            ；铣直线DB
Z0                               ；抬刀
G00G40Z100                     ；取消刀补，快退至Z=100平面
M05
M30
从上例可知：不认是左刀补，还是右刀补，均按图形轮廓尺寸编程。
九、简化编程指令的编程与加工
     1、镜像指令G24、G25
     1）镜像功能
     当零件轮廓相对于某一个坐标轴具有对称形状时，可以用子程序先对零件轮廓的一部分编程，再利用镜像功能和子程序，加工出零件的对称部分，这就是镜像功能。在镜像功能中，当某一个坐标轴的镜像有效时，该坐标轴执行与编程方向相反的切削运动。
     2）镜像指令G24、G25
     指令格式：G24X   Y   Z   U    V    W   
               M98P   
               G25
     在G17指令后的镜像指令，只能在XY平面上镜像；在G18指令后的镜像指令，只能在XZ平面上镜像；在G19指令后的镜像指令，只能在YZ平面上镜像。
     G24指令的功能是建立镜像，其镜像位置就是该指令坐标轴后的坐标值。如G24X0，其镜像位置就是Y轴。
     用G24指令建立镜像后，要用M98指令调用对称轮廓的子程序，才能实现镜像加工。镜像加工完成后，要用指令G25来取消这一次的镜像。如果还需要镜像加工，则要重复使用G24、M98、G25指令。
     3）镜像指令编程与加工举例：

                    图4-29镜像指令编程与加工
例4-23：镜像指令编程。如图4-29所示。设切削深度为5mm，D01=5 mm，其参考程序如下：
%4230
G92X0Y0Z50                    ；选G92作为工件坐标系
G00X0Y0Z50                    ；将刀具快速移至工件坐标系原点
G91G17M03                     ；选XY平面，相对坐标编程
M98P100                        ；调用子程序号为100的子程序
G24X0                           ；以Y轴为镜像轴
M98P100                        ；调用子程序号为100的子程序
G25X0                           ；取消镜像轴Y轴
G24X0Y0                         ；以原点为镜像点
M98P100                         ；调用子程序号为100的子程序
G25X0Y0                         ；取消原点为镜像点
G24Y0                            ；以X轴为镜像轴
M98P100                         ；调用子程序号为100的子程序
G25Y0                           ；取消镜像轴X轴
M05
M30
%100                             ；子程序号；加工图形①的子程序
G41G00X20Y10D01               ；加右刀补，将刀具快速移至切削起点
Z-48                             ；刀具下降
G01Z-7F100                      ；切深5mm
Y50                              ；铣图形①的底边
X20                              ；铣图形①的右边
G03X20Y-20I20                  ；铣图形①的圆弧
G01Y-20                         ；铣图形①的上边
X-50                             ；铣图形①的左边
G00Z55                           ；快速抬刀
G40X-10Y-20                    ；取消刀补，刀具回到工件坐标系原点
M99                              ；子程序结束并返回到主程序
     在使用镜像加工时，要注意镜像图形的走刀路线、抬刀和进刀动作，以确保安全。
     2、缩放指令G50、G51
     1）缩放功能
     对编程零件的图形进行缩放，可以用缩放功能指令。
     2）缩放指令
     指令格式一：G51X   Y   Z    P   
                 M98P   
                 G50
G51指令后面的坐标值指定的是图形缩放中心点的坐标值，用绝对值指定。G51指令后面的P值为缩放倍数。当P值小于1时，意味着零件的图形要缩小；当P值大于1时，意味着零件的图形要放大。在G51指令后面的移动指令将按缩放倍数移动。G51指令既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。
没有缩放之前的零件图形用子程序编写，由M98调用。完成缩放图形后，用指令G50取消缩放功能。使用G51指令格式一，可用一个程序加工出形状相同，尺寸不同的工件。
指令格式二：G51X   Y   Z    I    J   K   
                 M98P   
                 G50
G51指令后面的坐标值指定的是图形缩放中心点的坐标值，用绝对值指定。指令中的I值为X轴的缩放倍数；指令中的J值为Y轴的缩放倍数；指令中的K值为Z轴的缩放倍数。在G51指令后面的移动指令将按各轴的缩放倍数移动。使用G51指令格式二，可用一个程序加工出形状类似，尺寸不同的工件。
没有缩放之前的零件图形用子程序编写，由M98调用。完成缩放图形后，用指令G50取消缩放功能。
缩放不能用于补偿量。
    3）缩放指令编程与加工举例：
例4-24：缩小图形编程。如图4-30所示：设缩放中心在（35，35），按同一倍数2/3将外圈图形缩小为有阴影线的小图形。其参考程序如下：
%4240
G92X0Y0Z100              ；选G92作为工件坐标系
G90G00X0Y0Z25           ；将刀具快速移至工件坐标系原点，绝对坐标编程
M03S1000
G01Z-10F100              ；外圈切深10mm
M98P100                  ；调用程序号为100的子程序
G01Z-5                    ；内圈切深5mm
G51X35Y35P(2/3)          ；按2/3缩小图形
M98P100                  ；调用程序号为100的子程序
G50                       ；取消缩放功能
G00Z100                  ；快速抬刀
M05M30
%100                       ；外圈切削子程序
G41G00X10Y-10D01       ；右刀补，将刀具快速移至切削起点
G01Y70F100               ；铣外圈底边
X35                        ；铣外圈右边
G03X70Y35R30F80         ；铣外圈R30圆弧
Y10                        ；铣外圈上边
X-10                       ；铣外圈左边
G40G00Z25                ；取消刀补，快速抬刀
X0Y0                      ；将刀具快速移至工件坐标系原点
M99                       ；子程序结束并返回到主程序

图4-30缩放图形
例4-25：放大图形编程。如图4-30所示：设缩放中心在（35，35），按同一倍数1.5将内圈阴影放大为外圈图形。其参考程序如下：。
%4250
G92X0Y0Z100             ；选G92作为工件坐标系
G90G00X0Y0Z25          ；将刀具快速移至工件坐标系原点，绝对坐标编程
M03S1000
G01Z-5F100               ；内圈切深5mm
M98P100                  ；调用程序号为100的子程序
G01Z-10                  ；外圈切深10mm
G51X35Y35P1,5           ；按1.5放大图形
M98P100                  ；调用程序号为100的子程序
G50                       ；取消缩放功能
G00Z100                  ；快速抬刀
M05M30
%100                      ；内圈切削子程序
G41G00X20Y10D01        ；右刀补，将刀具快速移至切削起点
G01Y60                    ；铣内圈底边
X35                        ；铣内圈右边
G03X60Y35R20F80        ；铣内圈R20的圆弧
Y20                       ；铣内圈上边
X10                       ；铣内圈左边
G40G00X0Y0              ；取消刀补
M99                       ；子程序结束并返回到主程序
     3、旋转变换指令G68、G69
     1）旋转变换功能
     使用旋转变换功能，可以将一个编程的图形进行旋转，相当于图形的实际加工位置相对于图形的编程位置旋转了某一个角度。当一个零件由若干个形状相同的图形组成，且各个图形分布在由一个图形旋转便可得到的位置上时，则在编程位置编写出一个图形的程序（可以是子程序，也可以是主程序的一部分），再利用旋转变换功能。是子程序时，用M98指令调用一次子程序，便可得到一个旋转变换了的图形，多次调用子程序，便可得到这个零件。
     2）旋转变换指令G68、G69
     指令格式：G68 α   β   P   
               M98P  
               G69
     G68指令后面的坐标值α、β指定的是旋转中心点的坐标值，用绝对值指定。旋转中心的两个坐标轴与指令G17、G18、G19的坐标平面一致。G17平面为X、Y轴；G18平面为X、Z轴；G19平面为Y、Z轴。G68指令后面的P值为图形旋转的角度，单位为（0）。角度为正值时，表示逆时针方向旋转。旋转角度可以为绝对值，也可以为增量值，当为增量值时，旋转角度在前一个角度的基础上再增加一个旋转角度。
     指令G69为取消旋转变换功能。
     在有刀具补偿的情况下，先进行旋转，然后才进行刀具补偿。在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。
     3）旋转变换指令编程与加工举例
     例4-26：旋转变换指令编程。如图4-31所示：

                     图4-31旋转变换指令编程
%4260
G92X0Y0Z10                 ；选G92作为工件坐标系
G90G17M03                  ；选XY平面，绝对坐标编程
G00X0Y0Z10                 ；将刀具快速移动至切削起点
M98P100                     ；调用程序号为100的子程序
G68X0Y0P45                 ；以X0Y0为旋转中心，旋转角度为45度
M98P100                     ；调用程序号为100的子程序
G69                          ；取消旋转变换功能
G68X0Y0P90                 ；以X0Y0为旋转中心，旋转角度为90度
M98P100                     ；调用程序号为100的子程序
G69                          ；取消旋转变换功能
M05M30
%100                        ；加工图形①的子程序
G00X20Y-5               ；将刀具快速移动至切削起点
G01Z-3F100              ；切深3mm
Y0                        ；沿切向切入
G02X30Y0I5               ；加工R10的顺圆
G03X40Y0I5               ；加工R10的逆圆
G03X20Y0I-10             ；加工R20的逆圆
Y-5                       ；沿切向切出
G00Z10                   ；快速抬刀
X0Y0                      ；回到工件坐标系原点
M99                       ；子程序结束并返回到主程序
十、孔加工循环指令的编程与加工
     数控加工中的孔加工，其动作循环已经典型化。例如：钻孔、镗孔的循环通常由六个顺序动作组成，如图4-32所示。

                        图4-32孔加工的动作循环
动作1：孔中心定位。刀具快速进给到孔中心定位。
动作2：刀具快速进给到转换点R。R点一般离工件表面有一个距离，这个距离叫引入距离。在已加工表面上加工孔，引入距离为2~5mm；在毛坯面上加工孔，引入距离为5~10mm。
动作3：刀具慢速切削到孔底。根据孔的深度，可以一次加工到孔底，也可以分段加工到孔底，分段加工到孔底又称为间歇进给。
动作4：刀具在孔底的动作。根据孔的不同，刀具在孔底的动作也不同。有的不需要孔底动作；有的需要刀具在孔底短暂停留；有的需要主轴反转；有的需要主轴停止。
动作5：刀具返回到转换点R。刀具从孔中退出，可以是快速退出、慢速退出、手动退出等。
动作6：快速返回到初始平面。初始平面是开始执行孔加工时，刀位点所在的平面。
不同的孔加工动作可能不同，有的没有孔底动作，有的不退回到初始平面，但是这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。又称为固定循环指令。
固定循环指令的数据表达形式可以用绝对坐标G90和相对坐标G91表示。固定循环的程序格式如下：
G98G**X   Y   Z   R   Q   P   I   J   K   F   L  
G99G**X   Y   Z   R   Q   P   I   J   K   F   L  
G98指令的功能是使刀具退回时直接返回到初始平面。
G99指令的功能是使刀具退回时只返回到转换点R所在的平面。
程序格式中的第二个G代码为孔加工方式，即孔加工循环指令G73、G74、G76和G81~G89中的任一条指令。
程序格式中的X、Y为G17指定平面上的孔的中心点的坐标值（如果是G18，孔的中心点的坐标值则为X、Z；如果是G19，孔的中心点的坐标值则为Y、Z。）。
程序格式中的Z值是Z轴为钻孔轴时转换点R到孔底的距离（G91时）或孔底的坐标（G90时）。
程序格式中的R值为刀位点到R点的距离（G91时）或R点的坐标（G90时）。
程序格式中的Q值为刀具每次的进给深度（G73或G81时），是增量值，Q值小于零，Z轴才向下进给。
程序格式中的K值为刀具每次进给后的退刀量（G73或G81时），是增量值，K值大于零，Z轴才上升，刀具才抬起。
程序格式中的I值、J值为刀具向刀尖反方向的移动量（分别在X轴、Y轴的方向上）。
P值指定刀具在孔底的停留时间（单位为ms）。
F为切削进给速度。
L为固定循环中从动作1到动作6的重复次数。
取消固定循环用指令G80，同时也取消R点和Z点。用指令G01、G02、G03也可以取消固定循环。
以下叙述中以Z轴为钻孔轴。固定循环指令介绍如下：
     1、断屑式深孔加工循环指令G73
1）指令格式
{G98/G99} G73X   Y   Z   R   Q   K   F   L  
G73的循环动作如图4-33所示。

                       图4-33断屑式深孔加工循环
刀具每次的切削深度由Q值指定，Q值为负值，刀具进给；刀具每次的退刀量由K值指定，K值为正值，刀具退回。在数值上K值小于Q值。用G73指令时，刀具在Z轴方向间歇进给，便于断屑排屑。
2）编程举例
例4-27：断屑式深孔加工循环编程。在图4-33中，设孔中心的坐标值为（30，40），孔深为30mm，R=20mm。孔径为14mm，选用Φ14的钻头。其参考程序如下：
%4270
G54G90                                ；选G54为工件坐标系，绝对值编程
M03S600
G99G73X30Y40Z-30R-20Q-10K5F80   ；切深10mm，退5mm，断屑
G80                                    ；取消钻孔循环
M05
M30
    2、攻左旋螺纹循环指令G74
    1）指令格式
     {G98/G99} G74X   Y   Z   R   P   F   L  
    G74的循环动作如图4-34所示。

                             图4-34攻左旋螺纹循环
攻左旋螺纹进给时，主轴反转，加工到孔底时，主轴暂停后由反转变为正转，然后按进给速度退回。在攻螺纹循环动作中，进给速度倍率无效。即使使用了进给暂停，刀具也必须在返回动作结束之后才停止。
    2）编程举例
例4-28：攻左旋螺纹循环编程。在图4-34中，设孔中心的坐标值为（30，40），孔深为30mm，R=20mm。底孔直径为14mm，选用M16的丝锥。攻三遍丝。其参考程序如下：
%4280
G54G90                                 ；选G54为工件坐标系，绝对值编程
M03S600
G99G74X30Y40Z-30R-20P2000F1.5L3   ；攻1.5左螺距三遍，停2秒
G80                                     ；取消攻左旋螺纹循环
M05
M30
    3、精镗循环指令G76
    1）指令格式
     {G98/G99} G76 X   Y   Z   R   Q   P   I   J   K   F   L  
    G76的循环动作如图4-35所示。

图4-35精镗循环
精镗时，主轴按进给速度加工到孔底定向停止后，向刀尖的反方向移动，然后快速退刀。这种带有让刀的退刀不会划伤已加工表面，保证了镗孔精度。主轴向刀尖的反方向的移动量用q值指定，q值只能为正值，位移方向由MDI决定，可为±X、±Y中的任一个。
     2）编程举例
例4-29：精镗循环编程。在图4-35中，设孔中心的坐标值为（30，40），孔深为30mm，R=20mm。底孔直径为40mm，选用Φ14的镗刀，镗三遍，刀具在孔底的反方向移动为-I方向，移动距离为5mm。其参考程序如下：
%4290
G54G90                                          ；选G54为工件坐标系，绝对值编程
M03S600
G99G76X30Y40Z-30R-20Q-10P2000I-5K5F80L3 ；镗深10mm，停2秒，定向移动5mm，抬刀5mm，加工三遍
G80                                             ；取精镗孔循环
M05
M30
   

                    图4-36钻孔、点钻循环
    4、钻孔、点钻循环指令G81
    1）指令格式
    {G98/G99} G81X   Y   Z   R   F  
    G81的循环动作如图4-36所示。
该指令用于钻浅孔，钻薄板上的孔。
     2）编程举例

图4-37钻孔、点钻循环编程
     例4-30：钻孔循环编程。在图4-37中，设A孔中心的坐标值为（30，40），设B孔中心的坐标值为（30，80），设C孔中心的坐标值为（60，80），设D孔中心的坐标值为（60，40），孔深为5mm，R=20mm。孔径Φ10mm，选用Φ10的钻头加工，其参考程序如下：
%4300
G54G90                             ；选G54为工件坐标系，绝对值编程
M03S600
G00X0Y0Z20                        ；将钻头快速移到工件坐标系原点
G99G81X30Y40Z-10R-20F80        ；钻A孔
G99G81X30Y80Z-10R-20F80        ；钻B孔
G99G81X60Y80Z-10R-20F80        ；钻C孔
G00X0Y0Z20                        ；将钻头快速移到工件坐标系原点
G99G81X60Y40Z-10R-20F80        ；钻D孔
G00X0Y0Z20                        ；将钻头快速移到工件坐标系原点
G80                                 ；取消钻孔循环
M05M30
   

图4-38带停顿的钻孔循环
     5、带停顿的钻孔循环指令G82
     1）指令格式
      {G98/G99} G82X   Y   Z   R   P   F  
      G82的循环动作如图4-38所示。
G82指令用于钻盲孔。钻盲孔时，可使钻头在孔底暂停，暂停时间由P指定。
     2）编程举例

图4-39带停顿的钻孔循环编程
     例4-31：带停顿的钻孔循环编程。在图4-39中，设A孔中心的坐标值为（30，40），设B孔中心的坐标值为（30，80），设C孔中心的坐标值为（60，80），设D孔中心的坐标值为（60，40），孔深为5mm，R=20mm。孔径Φ10mm，选用Φ10的钻头加工，其参考程序如下：
%4310
G54G90                              ；选G54为工件坐标系，绝对值编程
M03S600
G00X0Y0Z20                          ；将钻头快速移到工件坐标系原点
G99G82X30Y40Z-5R-20P2000F80    ；钻A孔，钻深5mm
G99G82X30Y80Z-5R-20 P2000F80   ；钻B孔，钻深5mm
G99G82X60Y80Z-5R-20 P2000F80   ；钻C孔，钻深5mm
G00X0Y0Z20                         ；将钻头快速移到工件坐标系原点
G99G82X60Y40Z-5R-20 P2000F80   ；钻D孔，钻深5mm
G00X0Y0Z20                         ；将钻头快速移到工件坐标系原点

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。