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1、数控铣加工技术教案重庆科创职业学院2014年12月2 / 62 教师姓名 实训项目名称数控铣加工技术实训1时 间60分地 点工程训练中心数控铣实训基地讲 授 内 容【教学目的与要求】掌握数控铣床的组成与结构特点、分类和主要加工对象，掌握数控铣床的工作原理和工作过程，数控铣床坐标系的确立，FANUC 0i- M型数控系统简介，数控系统的功能及其操作使用方法，了解数控系统的基本组成以及常见数控系统的特点及应用。【实训工具设备及仪器】XKN713型数控铣床【重点难点】数控铣床的组成、特点及主要加工对象，数控铣床的工作原理和工作过程，FANUC 0i- M型数控系统简介，数控铣床坐标系的确立，数控系统
2、的功能及其操作使用方法。【教学方法与课时安排】教师讲授、演示和指导，学生练习操作，学时半天。【讲授内容】l 数控铣床数控铣床是由普通铣床发展而来的一种数字控制机床，其加工能力很强，加工灵活，通用性强，数控铣床的最大特点是高柔性，即具有灵活、通用，可以加工不同形状的工件。l 数控铣床的主要加工对象数控铣床能够铣削加工各种平面、斜面轮廓和立体轮廓零件，如各种形状复杂的凸轮、样板、模具、叶片、螺旋桨等。此外，配上相应的刀具还可进行钻、扩、铰、锪、镗孔和攻螺纹等。l 数控铣床的组成数控铣床的组成及结构如图1所示。 1-X向导轨防护 2-Y轴伺服驱动 3-Z向导轨防护 4-立柱 5-冷却水箱 6-底座
3、7-Y向导轨防护 8-工作台 9-十字滑台 10-X轴伺服驱动 11-操纵台 12-主轴箱 13-主轴总成 14-Z轴伺服驱动图1（1）铣床主体 铣床主体是数控铣床的机械部件，包括床身、主轴箱、工作台、进给机构等。（2）控制部分(CNC装置) 控制部分是数控铣床的控制核心，实际上是一台机床专用计算机，由印刷电路板、各种电器元件、监视器、键盘等组成。（3）驱动装置 驱动装置是数控铣床执行机构的驱动部件，包括主轴电动机、进给伺服电动机等。（4）辅助装置 辅助装置是指数控铣床的一些配套部件，包括液压和气动装置、冷却和润滑系统、排屑装置等。l 数控铣床的主要结构特点数控铣床在结构上要比普通铣床复杂得多
4、，与其他数控机床（如数控车床）相比，数控铣床在结构上有下列特点:（1）数控铣床的运动特征 为了将工件中各种复杂的形状轮廓连续加工出来，必须控制刀具沿设定的直线、圆弧或空间的直线、圆弧轨迹运动。这就要求数控铣床的伺服系统能在多坐标方向同时协调动作并保持预定的相互关系，即要求机床能实现多坐标联动。 （2）数控铣床的主轴特性 在数控铣床的主轴套筒内一般都设有自动夹刀、退刀装置，能在数秒钟内完成装刀与卸刀，使换刀较为方便。 l 数控铣床的分类数控铣床常见的类型主要有数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。（1）数控立式铣床数控立式铣床主轴与机床工作台面垂直，一般采用固定式立柱结构，工作台不升降，主
5、轴箱作上下运动，主轴中心线与立柱导轨面的距离不能太大，以保证机床的刚性。（2）数控卧式铣床数控卧式铣床其主轴与机床工作台面平行。一般配有数控回转工作台，便于加工零件的不同侧面。目前单纯的数控卧式铣床现在已比较少。（3）数控龙门铣床对于大尺寸的数控铣床，一般采用对称的双立柱结构龙门铣床，保证机床的整体刚性和强度，数控龙门铣床有工作台移动和龙门架移动两种形式，它适用于加工整体结构件零件、大型箱体零件和大型模具等。l 数控铣床的工作原理及基本工作过程（1）分析零件图，确定加工工艺加工时首先要分析零件加工图纸，应根据图纸对工件的形状、尺寸、位置关系、技术要求等进行分析，然后确定合理的加工方案、加工路线
6、、装夹方式、刀具及切削参数、对刀点、换刀点，同时还要考虑所用数控机床的指令功能。（2）数学处理在工艺处理后，应根据加工路线、图纸上的几何尺寸，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据。如果数控系统有刀具补偿功能，则只需要计算出轮廓轨迹上的坐标值。（3）数控编程根据加工路线、工艺参数、刀位数据及数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，编写数控加工程序。程序编完后，可存放在控制介质上。（4）程序输入数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。目前采用的输入方法主要有软驱、USB接口、RSC232接口、MDI手动输入、连接上级计算机的DNC接口输入、网络输入等。数控系统一般有两种不同的输入工作方式：一种是边输
7、入边加工，DNC即属于此类工作方式；另一种是一次将零件数控加工程序输入到计算机内部的存储器，加工时再由存储器一段一段地往外读出，软驱、USB接口即属于此类工作方式。 （5）译码输入的程序中含有零件的轮廓信息(如直线的起点和终点坐标；圆弧的起点、终点、圆心坐标、孔的中心坐标、孔的深度等)、切削用量(进给速度、主轴转速)、辅助信息(换刀、冷却液开与关、主轴顺转与逆转等)。由数控系统进行分析处理并译码。（6）数据处理数据处理程序一般包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理程序。刀具补偿有刀具半径补偿和刀具长度补偿。刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补偿值和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。刀具长度补偿的
8、任务是根据刀具长度补偿值和程序值计算出刀具轴向实际移动值。速度计算是根据程序中所给的合成进给速度计算出各坐标轴运动方向的分速度。 （7）插补数控加工程序提供了刀具运动的起点、终点和运动轨迹，而刀具从起点沿直线或圆弧运动轨迹走向终点的过程则要通过数控系统的插补软件来控制。插补的任务就是通过插补计算程序，根据程序规定的进给速度要求，完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算，也即数据点的密化工作。（8）伺服控制与加工伺服系统接受插补运算后的脉冲指令信号或插补周期内的位置增量信号，经放大后驱动伺服电机，带动机床的执行部件运动，从而加工出零件。（9）检测对加工得到的零件检测并进行修正。l 数控铣床坐
9、标系的确立1、数控铣床坐标系的形式主要有两种：笛卡尔直角坐标系和极坐标系。（1）笛卡尔坐标系 采用直角坐标系，用右手法则判断方向。右手的拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三个直角坐标轴的方向；旋转方向按右手螺旋法则规定，四指顺着轴的旋转方向，拇指与坐标轴同方向为轴的正旋转，反之为轴的反旋转，如图2所示，图中A、B、C分别代表围绕X、Y、Z三个坐标轴的旋转方向。图2（2）极坐标系 一点由指定的到原点的距离和到指定轴的角度而确定，在X、Y坐标系中，角度以X轴作为参考。如果角度从X方向开始逆时针测量，那么角度就为正，反之，就为负。在数控加工过程中，不论是工件静止不动、刀具作进给运动，还是工件作进给运
10、动、刀具静止不动，数控机床的坐标运动指的是刀具相对于工件的运动，即认为刀具作进给运动，而工件静止不动。2、机床坐标系的原点机床坐标系的原点也称机床原点或零点，是固有的点，不能替换它的位置，如图3所示。用机床零点的位置设置的坐标系为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，在机床经过设计、制造和调整后，这个零点便被确定下来，它是固定的点。图3数控装置上电时并不知道机床零点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。机床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原
11、点的相对位置是固定的。3、工件坐标系工件坐标系是建立在机床坐标系基础上的，在加工零件时所使用的加工基准，也称为零点偏置。工件坐标系的零点又称作工件原点，该点可以在工件上任意选定。编制时一般选择工件上（如左下角上表面点或中心点）的某一点作为程序的原点，并以这个原点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系。对于数控车来讲只有X、Z轴。对于数控铣和加工中心则有X、Y、Z三个轴。编程有绝对值编程和增量值编程。标l FANUC 0i- M型数控系统简介、组成和特点1、数控系统简介 （1）数控系统的基本组成数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等)，其控制
12、信息主要来源于数控加工程序或运动控制程序。数控系统是由程序、输入/输出（I/O）设备、CNC装置、可编程控制器（PLC）、主轴伺服驱动装置和进给伺服驱动装置等组成，如图4所示。图4输入输出装置 输入/输出装置的作用是用于数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入/输出。面板和显示器是数控系统不可缺少的人机交互设备。 数控装置（CNC） 数控装置是数控系统的控制核心，它是由计算机通过执行其存储器内的程序实现部分或全部控制功能。数控装置有两种类型:一是完全由硬件逻辑电路构成的专用硬件数控装置即NC装置；二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CN
13、C装置。 伺服驱动装置 伺服驱动装置又称伺服系统，一般由驱动电路和伺服电动机组成，并与机床上的机械传动部件组成数控机床的进给系统。数控机床的伺服驱动装置分为主轴驱动单元(主要是转速控制)、进给驱动单元(包括位移和速度控制)、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电机等。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服驱动装置，伺服驱动装置分为开环、半闭环和闭环控制系统。伺服系统分为步进电机伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统、直线伺服系统。 可编程控制器 在数控系统中除了进行轮廓轨迹控制和点位控制外，还应控制一些开关量，如主轴的启动与停止、冷却液的开与关、刀具的更换、工作台的夹紧与松开等，可通过可
14、编程序控制器来实现对机床辅助功能M、主轴速度功能S和换刀功能T的逻辑控制。测量反馈装置 位置检测装置主要用于闭环和半闭环系统, 检测装置通过直接或间接测量检测出执行部件的实际的位移量，然后反馈到数控装置，并与指令位移进行比较，如果有差值，就发出运动控制信号，控制数控机床移动部件向消除该差值的方向移动。不断比较指令信号与反馈信号，然后进行控制，直到差值为0，运动停止。常用检测装置有旋转变压器、编码器、感应同步器、光栅、磁栅、霍尔检测元件等。 （2）FANUC数控系统的主要特点系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性大大提高，而且便于维修、更换。具有较完善的保
15、护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为045，相对湿度为75%。FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的功能和选项功能。对于一般机床来说，基本功能完全能满足使用要求。提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令，增加了编程的灵活性。具有很强的DNC功能，系统提供串行RSC232传输接口，使PC和机床之间的数据传输能够可靠完成，从而实现高速度的DNC操作。提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。l 数控系统的功能及其操作使用方法常用的操作设备包括连接于CNC上的设置和显示
16、单元，机床操作面板和外部输入/输出设备。MDI 面板上键的功能：1、复位键（RESET）按下这个键可以使CNC复位或者取消报警等。2、帮助键（HELP）当对MDI键的操作不明白时，按下这个键可以获得帮助。3、软键（显示器下面）根据不同的画面，软键有不同的功能。软键功能显示在屏幕的底端。 4、地址和数字键（字母和数字等）按下这些键可以输入字母，数字或者其它字符。5、切换键（SHIFT）在该键盘上，有些键具有两个功能。按下键可以在这两个功能之间进行切换。当一个键右下脚的字母可被输入时，就会在屏幕上显示一个特殊的字符。6、输入键（INPUT）当按下一个字母键或者数字键时，再按该键数据被输入到缓冲区，
17、并且显示在屏幕上。要将输入缓冲区的数据拷贝到偏置寄存器中等，请按下这个键。这个键与软键中的INPUT键是等效的。7、取消键（CAN）按下这个键删除最后一个进入输入缓冲区的字符或符号。当键输入缓冲区后显示为：N001 X100 Z ；当按下键时，Z 被取消并且显示如下：N001X100 ； 8、程序编辑键按下如下键进行程序编辑： 替换（ALTER） 插入（INSERT） 删除（DELETE）9、功能键（POS、PROG、OFS/SET、SYSTEM、MESSAGE、CSTG/GRA）按下这些键，切换到相应的“位置”、“程序”、“补偿/设定”、“系统”、“信息”、“用户/图形”功能显示屏幕。10、
18、光标移动键有四种不同的光标移动键，这四个键用于将光标向右或者向前移动、向左或者往回移动、向下或者向前移动、向上或者往回移动。11、翻页键 有两个翻页键，分别用于将屏幕显示的页面向下翻页和往回翻页。【实训内容】理解教师所讲授内容，熟悉操作使用数控系统。【课后思考题】1、简述立式、卧式数控铣床和加工中心的区别？2、判断下列工件哪些适合在数控铣床，哪些在加工中心上加工？盖板、凸轮、发动机箱体、螺旋桨叶片、支架、电机盖。3、简述数控机床加工的工作原理。4、什么是插补？插补的任务是什么？5、FANUC数控系统有何特点？6、数控系统的基本组成有哪些？7、数控铣床的坐标系是如何确立的？8、FANUC数控系统
19、MDI操作面板上的各个按键如何使用？【主要参考资料】 数控实训指导书长春工业大学工程训练课程教案教师姓名 实训项目名称数控铣加工技术实训2时 间60分地 点工程训练中心数控铣实训基地讲 授 内 容【教学目的与要求】掌握和熟练使用XKN713型数控铣床操作面板上的各个按键和旋钮的功能及操作使用方法。【实训工具设备及仪器】XKN713型数控铣床【重点难点】XKN713型数控铣床操作面板的各个工作方式开关的功能含义及其转换，各个功能按键的含义和使用方法。【教学方法与课时安排】教师讲授、演示和指导，学生练习操作，学时半天。【讲授内容】1、机床操作面板的功能按键布局 1 2 31 30 29 283 2
20、7 264 25 2423 5 22 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2、按键的功能及使用方法以下序号为上图中各按键序号（1）设置和显示单元（屏幕）区：为9”CRT/MDI显示单元，是与操作者进行信息交换的主要界面，屏幕上方显示功能标题，中间为信息显示区，下方有输入数据显示区、状态区和软键功能区，软键功能与软按键一一对应。（2）MDI操作面板：是数控系统数据输入、功能使用的主要输入设备。（3）软键区：含有四个章节选择软键，一个操作选择软键、一个菜单返回键和一个菜单继续键，可以实现对显示单元下方所示的软键功能进行选用。（4）紧急停止按钮（E
21、MERGENCY）：呈红色，当机床运行出现不正常现象时，按下急停按钮可立即使机床停止，急停后，供给电机的电流被切断，NC变为复位状态，机床急停后应立即找出原因排除故障，然后将该按钮顺时针旋转，按钮会自动弹出，则急停状态解除。急停解除后，应先手动返回参考点，以免引起其它故障。（5）数控系统启动按钮：标记为ON，呈绿色，启动数控系统后，CRT显示器上有显示。（6）数控系统停止按钮：标记为OFF，呈红色，按下后数控系统将停止，CRT显示器将无显示。（7）程序保护锁：标记为Project，沿圆周方向有两个位置，用专用钥匙来转换，当在左边位置时，程序处于保护状态，此时程序、数据不允许写入、修改和编辑，其
22、它功能不受影响，当在右边位置时，上述状态解除。（8）单步按钮：该按钮标记为SBK，为反复键，当该功能有效时，可使程序单段运行，即每按一次循环启动按钮13，只运行一个程序段后就停止，再按一次循环启动按钮，则再运行一个程序段，此功能可作为程序检查的一种方法。（9）程序停止按钮：标记为 ，与MDI操作面板上的RESET按键功能一致，即可以使程序在任何时候停止和复位。（10）DNC自动运行按钮：该按钮标记为DNC，为反复键，当该功能有效时，可以实现外部输入设备程序的在线自动运行，此功能是通过在DNC运行方式中激活自动运行（屏幕状态区显示为RMT），可以经阅读机/穿孔机接口读入外设上的程序的同时进行加工
23、，可以选择在外部输入/输出设备（便携式磁盘机，磁带机或者FA卡）中存储的文件（程序）并指定自动运行的顺序及重复次数。（11）进给保持按钮：标记为 ，当在自动运行时，按下该按钮，机床减速停止或在执行M、S、T功能后停止，当需要继续进给时，按动循环启动按钮13，则继续执行程序。（12）空运行按钮：标记为DRN，为反复键，当该功能有效时可使程序空运行，即在不安装工件和刀具的情况下运行程序，用以校验程序的正确性，当空运行时，不按给定的速度运行程序。（13）循环启动按钮：标记为 ，可用来启动程序，使之开始运行。（14）冷却液启停按钮：标记为COOL，为反复键，是用来手动控制冷却液启停的开关。（15）气动
24、拆装刀具按钮：标记为TOOL，为反复键，本机床刀具的装拆是通过气动完成的，当按动该按钮时，主轴箱内气缸排气，此时将刀具装入主轴箱内，再按动该按钮，则主轴箱内气缸排气停止，同时，刀具被牢固地装夹在主轴上，刀具安装完成。再按动该按钮，则气缸排气，可将刀具拆下，再按该按钮，则气缸排气停止，刀具拆卸完成。需要注意的是，主轴上有刀具时，一定不要随意按动该按纽，否则将会发生事故。（16）机床锁住开关：标记为Drive，沿圆周方向有两个位置，使用专用钥匙转换，当在左边位置时，该功能有效。当要想不移动刀具而显示程序运行的位置变化时，使用此功能。当使用此功能时，刀具不再移动，但是显示器上沿每一轴运行的位移在变化
25、，同时，数控系统CUSTOM/GRAPH的图形功能也有效，可以显示程序运行的轨迹，此功能主要是用来保护机床和校验程序的正确性。（17）轴与轴方向选择开关（Y+）：在机床手动和增量进给方式下按动该键，可实现手动沿轴方向移动该轴，移动速度为机床参数已设置的手动进给速度。（18）轴与轴方向选择开关（X+）：功能与使用方法同键17。（19）轴与轴方向选择开关（Z-）：功能与使用方法同键17。（20）快速移动按钮：呈黑色，标记为RAPID，当在机床手动方式下，选按下该键，同时按下轴与轴方向选择开关，则机床相应轴将沿该轴方向以机床参数设置的快速移动速度移动，以完成刀具的手动快速定位。（21）轴与轴方向选择
26、开关（A-）：此为扩展轴，本机床无效。（22）轴与轴方向选择开关（X-）：功能与使用方法同键17。（23）轴与轴方向选择开关（A+）：此为扩展轴，本机床无效。（24）轴与轴方向选择开关（Y-）：功能与使用方法同键17。（25）轴与轴方向选择开关（Z+）：功能与使用方法同键17。（26）进给倍率选择旋钮：沿圆周方向有若干个位置，每一位置有相应的百分比率刻度，范围从0%120%，当选择100%的比率位置时，轴移动将以程编指定的进给速度（自动运行）或参数指定的移动速度（手动进给）移动，当在其它位置时，轴移动速度将按照相应的百分比率增加或减小，此功能对快移速度也有效。在自动运行之前或期间，均可使用该功
27、能，但加工螺纹时该功能被忽略，进给速度保持为程序中的指定值。（27）主轴倍率选择旋钮：沿圆周方向有若干个位置，每一位置有相应的百分比率刻度，范围从50%120%，当选择100%的比率位置时，主轴将以程序指定的主轴转速进行旋转，当在其它位置时，主轴旋转速度将按照相应的百分比率增加或减小。（28）主轴反转手动按钮：标记为CCW，当按下该按钮时，主轴将按指定的旋转速度进行反转。（29）主轴转动停止按钮：标记为STOP，当按下该按钮时，主轴将停止转动。（30）主轴正转手动按钮：标记为CW，当按下该按钮时，主轴将以指定的旋转速度进行正转。（31）方式选择（MODE SELECT）旋钮：此旋钮用于选择机床
28、的某种工作方式，机床当前的工作状态将显示在CRT屏幕的状态区。该旋钮沿圆周方向有若干个位置，在不同的位置可选择机床不同的工作状态。机床共有七种工作方式，下面沿旋钮旋转的顺时针方向分述如下：1）、编辑方式：屏幕状态区显示为EDIT，在此状态下可完成程序的输入、存储、修改和删除等操作，或将存储器中的程序以某种方式输出。2）、手动数值输入方式：屏幕状态区显示为MDI，占有旋钮的两个位置，目的是方便操作使用，在该方式下可进行手动数据的输入，或用键盘直接输入程序段并立即运行。3）、手动进给方式：屏幕状态区显示为JOG，此时可以按动轴与轴方向选择开关实现各轴的连续手动进给和刀具快速定位。4）、增量方式：屏
29、幕状态区显示为HNDL，占有旋钮的五个位置，第一到第五个位置分别标记为1、10、100、1000、10000的倍率，当在1的倍率时，按动相应的轴与轴方向选择开关，则该轴沿该方向以手动进给速度移动1um的距离，当在10的倍率时，按动相应的轴与轴方向选择开关，则该轴沿该方向以手动进给速度移动10um的距离，其它的倍率同理，此功能可以实现刀具的准确定位。5）、手摇脉冲发生器的使用方式：屏幕状态区显示为HNDL（不要与增量方式混淆），在该方式下，可以使用手摇脉冲发生器进行轴移动。6）、自动方式：屏幕状态区显示为MEM，占有旋钮的两个位置，目的是方便操作使用，在此方式下，可以执行存储器中的程序，进行自动
30、循环加工，或对已存储到存储器中的程序，进行程序号和顺序号的检索。7）、手动返回参考点方式：屏幕状态区显示为REF，在此方式下可按动轴与轴方向选择开关（+向）进行手动返回参考点的操作，以建立工件坐标系。3、手摇脉冲发生器的使用 Y 10 X Z 1 100OFF A + 3 2 1（1）手摇轮：仅在机床方式为手摇脉冲发生器的使用方式下和有效轴移动的情况下有效，可沿圆周方向进行旋转，有正、负方向旋转之分，正负分别对应于移动轴的正负方向，手摇轮沿圆周方向等分为100个刻度，用以控制移动轴的移动距离，每一刻度的具体取值视倍率选择旋钮而定，如倍率选择旋钮为1时，每旋转一个刻度，则相应轴沿相应方向移动1u
31、m的距离。（2）轴选择旋钮：当在OFF状态时，手摇脉冲发生器无效，A为扩展轴，本机床无效。（3）倍率选择旋钮：1为手摇轮每旋转一个刻度，轴移动1um，10为一个刻度轴移动10um, 100为一个刻度轴移动100um。【实训内容】理解教师所讲授内容，熟悉操作使用数控机床操作面板上的各个功能按键和旋钮。【课后思考题】1、机床方式选择开关的作用是什么？2、单段功能的作用是什么？3、什么是空运行？4、什么是DNC？5、如何使用手摇脉冲发生器？6、简述手动调整机床工作台位置的方法。7、如何手动返回机床参考点。【主要参考资料】 数控实训指导书长春工业大学工程训练课程教案教师姓名 实训项目名称数控铣加工技术
32、实训3时 间120分地 点工程训练中心数控铣实训基地和教室讲 授 内 容【教学目的与要求】掌握FANUC 0i Mate数控系统程序基本指令的使用方法，掌握固定循环指令、子程序的使用方法，掌握系统程序输入和检查的方法，了解宏程序的使用方法。【实训工具设备及仪器】XKN713型数控铣床【重点难点】FANUC 0i Mate数控系统程序基本指令的使用方法，固定循环指令、子程序的使用方法。【教学方法与课时安排】教师讲授、演示和指导，学生练习编程，学时2天。【讲授内容】l 程序基本指令通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之为可编程功能。一般可编程功能分为两类：一类用来实现刀具轨迹控制
33、即各进给轴的运动，如直线/圆弧插补、进给控制、坐标系原点偏置及变换、尺寸单位设定、刀具偏置及补偿等，这一类功能被称为准备功能，以字母G以及两位数字组成，也被称为G代码。另一类功能被称为辅助功能，用来完成程序的执行控制、主轴控制、刀具控制、辅助设备控制等功能。1、准备功能G指令FANUC 0i Mate系统使用的常用准备功能如表1所示。表1G代码功能G00快速定位G01直线插补G02顺圆插补/螺旋线插补CWG03逆圆插补/螺旋线插补CCWG04暂停，准确停止G17选择XY平面G18选择ZX平面G19选择YZ平面G28返回参考点G40刀具半径补偿取消G41刀具半径补偿，左侧（沿刀具移动方向看，工件
34、在右侧）G42刀具半径补偿，右侧（沿刀具移动方向看，工件在左侧）G52局部坐标系设定G53选择机床坐标系G54选择工件坐标系1G55选择工件坐标系2G56选择工件坐标系3G57选择工件坐标系4G58选择工件坐标系5G59选择工件坐标系6G81钻孔循环，锪镗循环或外部操作功能G83深孔钻循环G84攻丝循环G85镗孔循环G90绝对值编程G91增量值编程G92工件坐标系的设定或最大主轴速度限制G94每分进给（单位为mm/min）G95每转进给(单位为mm/rev)G96恒表面切削速度控制G97恒表面切削速度控制取削G98固定循环返回到初始点G99固定循环返回到R点（1）非模态G功能这些G代码只在它们
35、所在的程序段中起作用。（2）模态G功能所谓模态G代码，是指这些G代码不只在当前的程序段中起作用，而且在以后的程序段中一直起作用，直到程序中出现另一个同组的G代码为止，同组的模态G代码控制同一个目标但起不同的作用，它们之间是不相容的。（3）T代码（加工中心）机床刀具库使用任意选刀方式，即由两位的T代码T指定刀具号而不必管这把刀在哪一个刀套中，地址T的取值范围可以是199之间的任意整数，在M06之前必须有一个T码，如果T指令和M06出现在同一程序段中，则T码也要写在M06之前。注意：刀具表一定要设定正确，如果与实际不符，将会严重损坏机床，并造成不可预计的后果。（4）主轴转速指令(S代码)一般机床主
36、轴转速范围是206000r/min（转每分）。主轴的转速指令由S代码给出，S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。主轴的旋转指令则由M03或M04实现。（5）刚性攻丝指令（M29）指令M29 Sx x x x；机床进入刚性攻丝模态，在刚性攻丝模态下，Z轴的进给和主轴的转速建立起严格的位置关系，这样，使螺纹孔的加工可以非常方便地进行。（6）自动返回参考点（G28）格式：G28 X_ Y_ Z_；说明：该指令使指令轴以快速定位进给速度经由X、Y、Z指定的中间点返回机床参考点，中间点的指定既可以是绝对值方式的也可以是增量值方式的，这取决于当前的模态。一般地，该指令用于整个
37、加工程序结束后使工件移出加工区，以便卸下加工完毕的零件和装夹待加工的零件。注意：为了安全起见，在执行该命令以前应该取消刀具半径补偿和长度补偿。（7）单位设定指令尺寸单位的选择G20/G21格式：G20；/G21；说明：G20：英寸输入；G21：毫米输入。注意：该G 代码必须在设定坐标系之前，在程序的开头以单独程序段指定。（8）进给速度单位的选择G94/G95格式：G94；F_；/G95；F_；说明：G94 每分进给，在指定G94以后，刀具每分钟的进给量由F之后的数值直接指定。G94 是模态代码，一旦G94被指定，在G95（每转进给）指定前它将一直保持有效。在电源接通时，设置为每分进给方式。G9
38、5 每转进给，在指定G95之后，在F之后的数值直接指定主轴每转刀具的进给量。G95 是模态代码，一旦指定G95，直到G94（每分钟进给）指定之前它将一直保持有效。F 进给速度指令由F代码给出，F代码是模态的，即速度值给定后始终有效，直到另一个F代码改变模态值。（9）坐标系和坐标设定指令绝对值和相对值坐标G90/G91格式：G90；/G91；说明：G90 绝对值指令；G91 增量值指令。（10）选用工件坐标系（G54G59）格式：G54G59；说明：在机床中，我们可以选择六个工件坐标系，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
39、令来选用它们，G54G59都是模态指令，分别对应16工件坐标系。在电源接通并返回参考点之后，建立工件坐标系1到6。当电源接通时，自动选择G54 坐标系。（11）设置工件坐标系（G92）格式：（G90）G92 X_ Y_ Z_；说明：该指令建立一个新的工件坐标系，使得在这个工件坐标系中，当前刀具所在点的坐标值为X 、Y、Z指令的值。G92指令是一条非模态指令，但由该指令建立的工件坐标系却是模态的。实际上，该指令也是给出了一个偏移量，这个偏移量是间接给出的，它是新工件坐标系原点在原来的工件坐标系中的坐标值。（12）平面选择指令G17、G18、G19格式：G17；/G18；/G19；说明：选择加工时
40、的插补平面。G17为选择XY平面；G18为选择ZX平面；G19为选择YZ平面。（13）进给控制指令1）快速定位（G00）格式：G00 X_ Y_ Z_；说明：G00这条指令所作的就是使刀具以快速的速率移动到X、Y、Z指定的位置，被指令的各轴之间的运动是互不相关的，也就是说刀具移动的轨迹不一定是一条直线。该速度不受当前F值的控制。当各运动轴到达运动终点并发出位置到达信号后，CNC认为该程序段已经结束，并转向执行下一程序段。2）直线插补（G01）格式：G01 X_ Y_ Z_ F ；说明：G01指令使当前的插补模态成为直线插补模态，刀具从当前位置移动到 IP指定的位置，其轨迹是一条直线，F指定了刀
41、具沿直线运动的速度，单位为mm/min（X、Y、Z轴）。该指令是我们最常用的指令之一。3）圆弧插补（G02，G03）格式：在XY平面G17 G02 / G03 X_ Y_ ( I_ J_ ) / R_ F_ ；在 XZ平面G18 G02 / G03 X_ Z_ ( I_ K_ ) / R_ F_ ；在 YZ平面G19 G02 / G03 Y_ Z_ ( J_ K_ ) / R_ F_ ；说明：如下图所示。圆弧的方向，对于XY平面来说，是由Z轴的正向往Z轴的负向看XY平面所看到的圆弧方向，同样，对于XZ平面或YZ平面来说，观测的方向则应该是从Y轴或X轴的正向到Y轴或X轴的负向（适用于右手坐标系如下图所示）。 圆弧的终点由地址X、Y和Z来确定。在G90模态，即绝对值模态下，地址X、Y、Z给出了圆弧终点在当前坐标系中的坐标值；在G91模态，即增量值模态下，地址X、Y、Z给出的则是在各坐标轴方向上当前刀具所在点到终点的距离。在X方向，地址I给定了当前刀具所在点到圆心的距