数控中级铣工培训资料（Ⅱ）.doc

台州学院机电与建筑学院机电实验室
数控中级铣工培训资料（Ⅱ）
一．子程序应用举例：
一次装夹加工多个形状相同或刀具运动轨迹相同的零件，即一个零件有重复加工部分的情况下，为了简化加工程序，把重复轨迹的程序段独立编成一程序进行反复调用， 这重复轨迹的程序称为子程序，而调用子程序的程序称主程序。
在子程序中调用子程序与在主程序中调用子程序方法一致。
（1）格式：M98 P L ；
说明：P：子程序名；
L：重复调用次数，省略重复次数，则认为重复调用次数为1次；
例：M98 P123 L3；
表示程序号为123的子程序被连续调用3次，如图下图所示。

子程序中必须用M99指令结束子程序并返回主程序。
应用举例：
加工如图所示轮廓，以知刀具起始位置为（0，0，100），切深为5mm，试编制程序。
参考程序：
程 序
说 明
O100；
G90G54G00Z100.0S800M03
M08；
X0.Y0.；
M98 P200 L3；

G90G00X0.Y60.0；
M98 P200 L3；
G90G00Z100.0；
X0.Y0.；
M09；
M05；
M30；

O200；
G91Z-95.0；
G41X20.0Y10.0D1；
G01Z-10.0F100；
Y40.0；
X30.0；
X-40.0；
G00Z110.0；
G40X-10.0Y-20.0；
X50.0；
M99；
主程序
加工前准备指令
冷却液开
快速定位到工件零点位置
调用子程序（O200），并连续调用3次，完成3个方形轮廓的加工
快速定位到加工另3个方形轮廓的起始点位置
调用子程序（O200），并连续调用3次，完成3个方形轮廓的加工
快速定位到工件零点位置
冷却液关
主轴停
程序结束

子程序，加工一个方形轮廓的轨迹路径
相对坐标编程
建立刀补
铣削深度
直线插补
直线插补
直线插补
快速退刀
取消刀补
为铣削另一方形轮廓做好准备
子程序结束
相关知识点：
●在使用子程序编程时，应注意主、子程序使用不同的编程方式。一般主程序中使用G90指令，而子程序使用G91指令，避免刀具在同一位置加工。
●当子程序中使用M99指令指定顺序号时，子程序结束时并不返回到调用子程序程序段的下一程序段，而是返回到M99指令指定的顺序号的程序段，并执行该程序段。
编程举例：： 如图1-6所示。

图1-6 M99顺序号的指定
子程序执行完以后，执行主程序顺序号为18的程序段。
思考：铣平面程序的如何编制；

二、镜像功能G50.1，G51.1应用
格式： G51.1 X__Y__Z__；
M98 P_
G50.1 X__Y__Z__；
式中：
G51.1 建立镜像；
G50.1 取消镜像；
X、 Y、 Z 镜像位置；
当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能。
当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。
G50.1，G51.1 为模态指令，可相互注销，G51.1 为缺省值。
应用举例：使用镜像功能编制如图1-6所示轮廓的加工程序，已知刀具起点为（0，0，100）处。

程 序
说 明
O24；
G90 G54 G80 G17；
G00 X0 Y0；
S800 M03；
Z5；
M98 P100；
G51.1 X0；
M98 P100；
G50.1 X0；
G51.1 X0 YO；
M98 P100
G50.1 X0 YO；
G51.1 Y0；
M98 P100；
G50.1 Y0；
G00 Z100；
M05；
M30；

O100；
G90 G01 Z-2 F100；
G41 X10 Y10 F200 D01；
Y30；
G03 X30 Y20 R10；
G01 X10 ；
G40 X0 Y0；
G00 Z5；
M99；
主程序
加工前准备指令
快速定位到工件零点位置
主轴正转
快速定位到安全高度
加工①
Y轴镜像
加工②
Y轴镜像取消
X、Y轴镜像
加工③
X、Y轴镜像取消
X轴镜像
加工④
X轴镜像取消
快速返回
主轴停
程序结束

子程序（①轮廓的加工程序）
切削深度进给
建立刀补
直线插补
圆弧插补
直线插补
取消刀补
快速返回到安全高度
子程序结束

三. 固定循环指令
固定循环通常是用含有G 功能的一个程序段完成用多个程序段指令才能完成的加工动
作，使程序得以简化。
1) 固定循环的动作顺序组成
如图3.1 所示，固定循环常由六个动作顺序组成。
① X 轴和Y 轴定位，起刀点A→初始点B。
② 快速进给到R 点。
③ 孔加工(钻孔或镗孔等)。
④ 孔底的动作(暂停、主轴停等)。
⑤ 退回到R 点。
⑥ 快速运行到初始点位置。
初始点平面是表示从取消固定循环状态到开始固定循环状态的孔加工轴方向的绝对值
坐标位置。

图3.1 固定循环动作
2) 固定循环编程格式
指令格式：G90/G91 G99/G98 G□□ X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_；
说明：G99、G98 为返回点平面。在返回动作中，G99 指令返回到R 点平面，G98 指
令返回到初始点平面(见图9.18)。通常，最初的孔加工用G99，最后加工用G98，可减少辅
助时间。用G99 状态加工孔时，初始点平面也不变化。

图3.2 初始点平面和R点平面
G 为孔加工方式。如G81—定点钻孔循环；G83—深孔钻削循环。
X，Y 为孔位置坐标，用绝对值或增量值指定孔的位置，刀具以快速进给方式到达(X，
Y)点。
Z 为孔加工轴方向切削进给最终位置坐标值，在采用绝对值方式时，Z 值为孔底坐标
值；采用增量值方式时，Z 值规定为R 点平面到孔底的增量距离，如图9.19 所示。
R 在绝对方式G90 时，为R 点平面的绝对坐标；在增量方式G91 时，为初始点到R 点
平面的增量距离，如图3.3 所示。

如图3.3 Z轴的绝对指令和增量值指令
Q 用于深孔钻削加工G83 方式中，被规定为每次切削深度，始终是一个增量值。
P 为规定在孔底的暂停时间，用整数表示，以ms 为单位。
F 为切削进给速度，以mm/min 为单位。
K 用于规定固定循环重复加工次数，执行一次可不写K，当K＝0 时，则系统存储加工
数据，但不执行加工。
当孔加工方式建立后，一直有效，而不需要在执行相同孔加工方式的每一个程序段中
指定，直到被新的孔加工方式所更新或被撤销。
上述孔加工数据，不一定全部都写，根据需要可省去若干地址和数据。
这里固定循环指令是模态指令，一旦指定，就一直保持有效，直到用G80 取消指令为
止。此外，G00、G01、G02、G03 也起取消固定循环指令的作用。
3) 两种孔加工循环
(1) 定点钻孔循环(G81)。定点钻孔循环是一种常用的钻孔加工方式，其循环动作如
图3.4 所示。

图3.4 钻孔循环
(2) 深孔钻削循环G83。深孔钻削循环指令G83 如图3.5所示。其中有一个加工数据
Q 即为每次切削深度，当钻削深孔时，须间断进给，有利于断屑、排屑，钻削深度到Q 值
时，退回到R 点平面。当第二次切入时，先快速进给到距刚加工完的位置d 处，然后变为
切削进给。钻削到要求孔深度的最后一次进刀量是进刀若干个Q 之后的剩余量，它小于或
等于Q。Q 用增量值指令，必须是正值，即使指令了负值，符号也无效。d 用系统参数设
定，不必单独指令

如图3.5深孔钻削循环
(2) 深孔钻削循环G83。深孔钻削循环指令G83 如图3.5 所示。其中有一个加工数据
Q 即为每次切削深度，当钻削深孔时，须间断进给，有利于断屑、排屑，钻削深度到Q 值
时，退回到R 点平面。当第二次切入时，先快速进给到距刚加工完的位置d 处，然后变为
切削进给。钻削到要求孔深度的最后一次进刀量是进刀若干个Q 之后的剩余量，它小于或
等于Q。Q 用增量值指令，必须是正值，即使指令了负值，符号也无效。d 用系统参数设
定，不必单独指令。

* 四. 刀具长度补偿
1) 刀具长度补偿(G43、G44、G49)
在加工过程中，利用该功能可以补偿刀具因磨损、重磨、换新刀而长度发生变化，或
者加工一个零件需用几把刀，而各刀的长度不同。刀具长度补偿功能用于在Z 轴方向的刀
具补偿，它可使刀具在Z 轴方向的实际位移量大于或小于编程给定位移量。
指令格式：G01/G00 G43 Z_ H_；
G01/G00 G44 Z_ H_；
G01/G00 G49；
说明：G43 为刀具长度正补偿。
G44 为刀具长度负补偿。
G49 为取消刀具长度补偿。
Z 为程序中的指令值。
H 为偏置号，后面一般用两位数字表示代号。H 代码中放入刀具的长度补偿值作为偏
置量。这个号码与刀具半径补偿共用。
对于存放在H 中的数值，在G43 时是加到Z 轴坐标值中，在G44 时是从原Z 轴坐标
中减去，从而形成新的Z 轴坐标。
如图4.1 所示，执行G43 时：Z 实际值 = Z 指令值 +H××
执行G44 时：Z 实际值 = Z 指令值－H××
当偏置量是正值时，以G43 指令在正方向移动一个偏置量，G44 是在负方向上移动一
个偏置量。偏置量是负值时，则与上述反方向移动。

如图4.1 刀具长度补偿
注：在实际应用中，为使不容易混淆，我们一般只使用G43指令。

长度补偿、循环指令的应用例题：

O00010;
G54G80G90G17G40G49;
T1M06;
M03S800;
G00X0Y0Z100;
G43G00Z10H01;
G98G81XOY20Z-3R5F100;
G99X20Y0;
G98X0Y-20;
G99X-20Y0;
G00Z20;
G49X0YO;
T02M06;
G43G00Z10H02;
M03S1000;
G98G82X15Y15Z-3.0R5P5000F120;
Y-15;
X-15;
Y15;
G00Z200;
G00G49X0Y0;
M30;

四、旋转功能G68，G69应用
格式： G68 X__Y__ R__；
M98 P__ ;
G69；
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 是旋转角度（负号为顺时针旋转，正号为逆时针旋转）；
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。
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。旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内。
应用举例：使用旋转功能编制如图所示轮廓的加工程序，已知刀具起点为（0，0，100）处。

程 序
说 明
O0025；
G90 G54 G80 G17；
G00 X0 Y0；
S800 M03；
Z5；
M98 P200；
G68 X0 YO R-90；
M98 P200；
G69；
G68 X0 YO R-180；
M98 P200
G69；
G68 X0 YO R-270；
M98 P200；
G69；
G00 Z100；
M05；
M30；

O100；
G90 G01 Z-2 F100；
G41 X10 Y10 F200 D01；
Y30；
G03 X30 Y20 R10；
G01 X10 ；
G40 X0 Y0；
G00 Z5；
M99；
主程序
加工前准备指令
快速定位到工件零点位置
主轴正转
快速定位到安全高度
加工①
顺时针旋转90度
加工②
旋转取消
顺时针旋转180度
加工③
旋转取消
顺时针旋转270度
加工④
旋转取消
快速返回
主轴停
程序结束

子程序（①轮廓的加工程序）
切削深度进给
建立刀补
直线插补
圆弧插补
直线插补
取消刀补
快速返回到安全高度
子程序结束

五．宏程序编程举例
例1：椭圆宏程序编制，如图2-1。
椭圆函数关系如下：
X=a×COSα
Y=b×SINα

图2-1 椭圆
参考程序：
%0001
#0=5 （定义刀具半径R值）
#1=20 （定义a值）
#2=10 （定义b值）
#3=0 （定义步距角α的初值，单位：度）
G90G54 G00 Z100
X0 Y0
X[#1+#0] Y0
WHILE #3 GE [-360]
G01X[[#1+#0]*COS[#3*PI/180]] Y[[#2+#0]*SIN[#3*PI/180]]
#3=#3-5
ENDW
G01 G91 Y[-#0]
G00 Z10
M30

五．刀具半径补偿(G40，G41，G42)
在数控铣床进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心轨迹和零件轮廓不重合。如不考虑刀具半径，直接按照零件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈(外轮廓加工时)或大了一圈(内轮廓加工时)，为此必须使刀具沿零件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀具半径补偿，如图9.23 所示。

刀具半径补偿
指令格式：G17 G00/G01 G41/G42 X_ Y_ H_ (或D_ ) (F_ )
G17 G00/G01 G40 X_ Y_ (F_ )
说明：G41 为左偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看(假设零件不动)，刀具位于零件左侧的刀具半径补偿。这时相当于顺铣，如图9.24(a)所示。G42 为右偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看(假设零件不动)，刀具位于零
件右侧的刀具半径补偿。此时为逆铣，如图9.24(b)所示。

刀具补偿方向
G40 为刀具半径补偿取消，使用该指令后，使G41、G42 指令无效。
G17 在XY 平面内指定，其他G18、G19 平面形式虽然不同，但原则一样。
X、Y 为建立与撤销刀具半径补偿直线段的终点坐标值。H 或D 为刀具半径补偿寄存器的地址字，在对应刀具补偿号码的寄存器中存有刀具半径补偿值。

练习题目一：

练习题目二：

练习题目三：

练习题目四：

练习题目五：

练习题目六：

练习题目七：

练习题目八：

练习题目九：

练习题目十：

练习题目十一：

数控铣工中级培训