1、济南大学工程训练中心 以下将以武汉华中数控有限公司研制和开发的华中型（及世纪星）XKA714B/E教学数控铣床为例，介绍其数控系统程序编制的指令和规则。XKA714B/E数控铣床，是三坐标连续控制的数控铣床，系统是HNC-21M系统。其人机界面、操作面板、操作步骤及编程方法与当前国际主流基本一致。1.1.坐标系统坐标系统 1 1）基本坐标轴基本坐标轴 数控机床的坐标轴和方向的命名数控机床的坐标轴和方向的命名制定了统一的标准，制定了统一的标准，规定规定的坐标轴用的坐标轴用X X、Y Y、Z Z表示，常称表示，常称基本坐标轴基本坐标轴。+X+Y+Z笛卡尔坐标系-右手定则 XKA714B/E立式铣床
2、轴的定义立式铣床轴的定义机床零点机床零点：现代数控机床内一般都有一个基准位置，称为：现代数控机床内一般都有一个基准位置，称为机床零点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，机床零点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。的起始点。机床参考点机床参考点：与机床零点相对应的是机床参考点，它是机：与机床零点相对应的是机床参考点，它是机床制造商在机床上用行程开关和限位挡块确定的一个物理床制造商在机床上用行程开关和限位挡块确定的一个物理位置，就是在机床每个坐标轴的移动范围内设置一个机械位置，
3、就是在机床每个坐标轴的移动范围内设置一个机械点，如此可构成一个多轴坐标系的一点，就是机床参考点。点，如此可构成一个多轴坐标系的一点，就是机床参考点。机床坐标系机床坐标系：数控铣床的坐标系是按国际标准化组织标准，：数控铣床的坐标系是按国际标准化组织标准，为确定机床的运动方向、移动的距离，在机床上建立的一为确定机床的运动方向、移动的距离，在机床上建立的一个坐标系，是标准坐标系，也称机床坐标系。个坐标系，是标准坐标系，也称机床坐标系。3 3、工件坐标系、程序原点、工件坐标系、程序原点:工件坐标系工件坐标系是编程人员在编程时使是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一点为原点用的，编程人员选择
4、工件上的某一点为原点（程序原点程序原点），），建立一个坐标系，称为建立一个坐标系，称为工工件坐标系件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，。工件坐标系一旦建立便一直有效，直 到 被 新 的 工 件 坐 标 系 取 代。直 到 被 新 的 工 件 坐 标 系 取 代。程序文件名称程序文件名称 CNC装置可以装入许多程序文件，以磁盘文件的方式读写。文件名格式为（有别于DOS的其他文件名）：XXXX（地址 后面必须有四位数字（或字母）以内。主程序、子程序必须写在同一个文件名下。本系统通过调用文件名来调用程序，进行加工或编辑。零件程序结构 一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和一个零件程序是一
5、组被传送到数控装置中去的指令和数据，它必须遵循一定结构、句法和格式规则，它由若干数据，它必须遵循一定结构、句法和格式规则，它由若干个程序段组成，而每个程序段由若干个指令字组成。个程序段组成，而每个程序段由若干个指令字组成。程序段格式 一个程序段定义一个由数控装置执行的指令行。一个程序段定义一个由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法。辅助功能M代码 辅助功能由地址字辅助功能由地址字M M和其后面的一或两位数字组成，主要和其后面的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动用于控制零件程序的走向，
6、以及机床各种辅助功能的开关动作。作。M M功能有非模态功能有非模态M M功能和模态功能和模态M M功能两种形式。功能两种形式。*非模态非模态M M功能功能（当段有效代码）（当段有效代码）:只在书写了该代码的成序只在书写了该代码的成序段中有效；段中有效；*模态模态M M功能功能（续效代码）：一组可以互相注销的（续效代码）：一组可以互相注销的M M功能，这功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销之前一直有效。些功能在被同一组的另一个功能注销之前一直有效。*模态模态M M功能组中包含一个功能组中包含一个缺省功能缺省功能，图表中带，图表中带者，系统者，系统上电时将被初始化该功能。上电时将被初始化该功能
7、。主轴功能S 主轴功能主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为转单位为转/每分钟（每分钟（r/min）。）。S是模态指令，是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。功能只有在主轴速度可调节时有效。例：例：M03S800表示主轴正转，转速表示主轴正转，转速800 r/min准备功能准备功能G代码代码 G G代码的作用是建立数控机床工作方式。后代码的作用是建立数控机床工作方式。后续数字一般为续数字一般为1313位正整数，对于各代码的含义，位正整数，对于各代码的含义，不同的数控系统有不同的设定。为了规范标准不同的数控系统有不同的设定。为了规范标
8、准ISOISO组织做了自己的代码标准如下：组织做了自己的代码标准如下：标准标准G代码代码标准标准G代码代码标准标准G代码代码标准标准G代码代码平时常用的M代码与G代码M03 M03 主轴正传主轴正传M05 M05 主轴停转主轴停转M30 M30 程序结束并返回程序结束并返回 程序起点程序起点G00 G00 快速定位快速定位G01 G01 直线加工直线加工G02 G02 顺时针圆弧加工顺时针圆弧加工G03 G03 逆时针圆弧加工逆时针圆弧加工G17 G17 选择选择XYXY平面平面G54 G54 工件坐标系工件坐标系 G90 G90 绝对值编程绝对值编程G91 G91 相对值编程（增量）相对值编
9、程（增量）进给控制指令进给控制指令例：例：G00X50Y50Z30 表示刀具快速移动到（表示刀具快速移动到（50，50，30）点）点快速定位指令快速定位指令G00 格式格式：G00 X Y Z 其中其中X、Y、Z为快速定位终点，为快速定位终点，G90时为终点在工件坐标系中的坐标时为终点在工件坐标系中的坐标,G 91时为终点相对于起点的位移量。时为终点相对于起点的位移量。G00为模态功能，可由为模态功能，可由G01、G02、G03 或或G33功能注销。功能注销。进给功能进给功能F F例：例：G01 Z-3 F40 G01 Z-3 F40 下刀深度下刀深度3mm3mm，刀具进给速度，刀具进给速度4
10、0mm/min40mm/min F F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，成进给速度，F F的单位为的单位为 (每分钟进给量每分钟进给量mm/min mm/min G94)G94)或或 (每转进给量每转进给量mm/r G95).mm/r G95).当工作在当工作在G01,G02G01,G02或或G03G03工作方式下，编程的工作方式下，编程的F F一直有效，直到被新的一直有效，直到被新的F F值所取代，而在值所取代，而在G00G00快速定快速定位时，速度是各轴的最高速度，与所编位时，速度是各轴的最高速度，与所编F F无关。无关。2、例：例：G
11、01X50Y50 F80表示刀具从当前位置沿直线运动到表示刀具从当前位置沿直线运动到（50，50）点，进给速度为）点，进给速度为80mm/min直线加工指令直线加工指令G01格式格式：G01 X Y Z F 其中，其中，X、Y、Z 为终点，为终点，G90时为终点在工件坐标系中的坐标，时为终点在工件坐标系中的坐标，G91时为终点相对于起点的位移量，时为终点相对于起点的位移量，G01和和F都是模态代码，都是模态代码，G01可由可由G00、G02、G03或或G33功能注销。功能注销。有关坐标系和坐标的指令有关坐标系和坐标的指令1绝对值编程绝对值编程G90与相对值编程与相对值编程G91格式：格式：G9
12、0 G X Y Z G91 G X Y Z G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原点的，原点的，G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。G90/G91G90/G91为模态功能，为模态功能，G90G90为缺省值。为缺省值。下图中给出了刀具由原点按顺序向下图中给出了刀具由原点按顺序向1 1、2 2、3 3点移动时两种不同点移动时两种不同指令的区别。指令的区别。绝对编程绝对编程G90 G00 X20Y15 X40Y45 X60
13、Y25 X0Y0相对编程相对编程G91 G00 X20Y15 X20Y30 X20Y-20 X-60Y-25 工件坐标系选择工件坐标系选择G54 X_Y_Z_坐标平面选择指令坐标平面选择指令G17、G18、G19 G17G17选择选择XYXY平面、平面、G18G18选择选择XZXZ平面、平面、G19G19选选择择YZYZ平面，在所选平面内进行工件加工。平面，在所选平面内进行工件加工。G17G17、G18G18、G19G19为模态功能，可互相注为模态功能，可互相注销，销，G17G17为缺省值。为缺省值。编程实例编程实例编程实例编程实例O1111%5001(绝对绝对)N10 G54 X0 Y0 Z
14、50 到达工件原点到达工件原点 N20 M03 S500 主轴正转，主轴正转，500r/minN30 G00 X-31 Y-26 快速移动到（快速移动到（-31，-26）N40 Z5 刀具移到工件上表面刀具移到工件上表面5mm处处N50 G01 Z-3 F40 铣入工件铣入工件3mmN60 X-31 Y26 F100 加工到（加工到（-31，26）N70 X31 Y26 加工到（加工到（31，26）N80 X31 Y-26 加工到（加工到（31，-26）N90 X-31 Y-26 加工到（加工到（-31，-26）N100 G00 Z50 快速抬刀到快速抬刀到Z50处处N110 X0 Y0 回到
15、工件原点回到工件原点N120 M05 主轴停止转动主轴停止转动N130 M30 程序结束程序结束例例1：加工：加工3mm深矩形槽深矩形槽编程实例编程实例O2222%5001(增量增量)N10 G54 X0 Y0 Z50 到达工件原点到达工件原点 N20 M03 S500 主轴正转主轴正转 转速转速500r/minN30 G00 X-31Y-26 快速移动到（快速移动到（-31，-26）N40 Z5 刀具移到工件上表面刀具移到工件上表面5mm处处N50 G01 Z-3 F40 铣入工件铣入工件3mmN60 G91 X0 Y52 F100 X轴增量轴增量0 Y轴增量轴增量52N70 X62 Y0
16、X轴增量轴增量62 Y轴增量轴增量0N80 X0 Y-52 X轴增量轴增量0 Y轴增量轴增量-52N90 X-62 Y0 X轴增量轴增量-62 Y轴增量轴增量0N100 G90G00 Z50 快速抬刀到快速抬刀到Z50处处(绝对绝对)N110 X0 Y0 回到工件原点回到工件原点N120 M05 主轴停止转动主轴停止转动N130 M30 程序结束程序结束例例1：加工：加工3mm深矩形槽深矩形槽编程实例编程实例例例1：加工：加工3mm深矩形槽深矩形槽O3333%5001(绝对绝对)N10 G54 X0 Y0 Z50 到达工件原点到达工件原点 N20 M03 S500 主轴正转主轴正转 转速转速5
17、00r/minN30 G00 X19 Y14 快速移动到（快速移动到（19，14）N40 Z5 刀具移到工件上表面刀具移到工件上表面5mm处处N50 G01 Z-3 F40 铣入工件铣入工件3mmN60 X19 Y66 F100 加工到（加工到（19，66）N70 X81 Y66 加工到（加工到（81，66）N80 X81 Y14 加工到（加工到（81，14）N90 X19 Y14 加工到（加工到（19，14）N100 G00 Z50 快速抬刀到快速抬刀到Z50处处N110 X0 Y0 回到工件原点回到工件原点N120 M05 主轴停止转动主轴停止转动N130 M30 程序结束程序结束编程实例
18、编程实例O4444%5001(增量增量)N10 G54 X0 Y0 Z50 到达工件原点到达工件原点 N20 M03 S500 主轴正转主轴正转 转速转速500r/min N30 G00 X19 Y14 快速移动到（快速移动到（19，14）N40 Z5 刀具移到工件上表面刀具移到工件上表面5mm处处N50 G01 Z-3 F40 铣入工件铣入工件3mm N60 G91 X0 Y52 F100 X轴增量轴增量0 Y轴增量轴增量52N70 X62 Y0 X轴增量轴增量62 Y轴增量轴增量0N80 X0 Y-52 X轴增量轴增量0 Y轴增量轴增量-52N90 X-62 Y0 X轴增量轴增量-62 Y
19、轴增量轴增量0 N100 G90G00 Z50 快速抬刀到快速抬刀到Z50处处(绝对绝对)N110 X0 Y0 回到工件原点回到工件原点N120 M05 主轴停止转动主轴停止转动N130 M30 程序结束程序结束例例1：加工：加工3mm深矩形槽深矩形槽圆弧进给指令圆弧进给指令G17平面G18平面G19平面圆弧加工注意事项圆弧加工注意事项 1 1 当圆弧圆心角小于当圆弧圆心角小于180180时，时，R R为正值；为正值；2 2 当圆弧圆心角大于当圆弧圆心角大于180180时，时，R R为负值；为负值；3 整圆编程时不可以使用整圆编程时不可以使用R,R,只能使用只能使用I I、J J、K.K.圆弧
20、编程圆弧编程圆弧圆弧aG90 G02X0Y30R30F100G91 G02X30Y30R30F100圆弧圆弧bG90 G02X0Y30R-30F100G91 G02X30Y30R-30F100整圆编程整圆编程X、Y表示圆弧终点坐标。表示圆弧终点坐标。整圆编程时，整圆编程时，I、J表示圆心到圆弧起点的有向距离表示圆心到圆弧起点的有向距离圆弧指令编程实例圆弧指令编程实例圆弧指令编程实例圆弧指令编程实例例：见下图所示，用例：见下图所示，用88的刀具，沿双点画线加工距离工件上表面的刀具，沿双点画线加工距离工件上表面3mm3mm深凹槽深凹槽O5555%5002N10 G54 X0 Y0 Z50N20 M03 S500N30 G00 X-25 Y-8.66N40 Z5N50 G01 Z-3 F40N60 G02 X-25 Y8.66 R10F100N70 G01 X-10 Y17.32 N80 G02 X-10 Y-17.32 R-20N90 G01 X-25 Y-8.66N100 G00 Z50N110 X0 Y0N120 M05N130 M30
