数控模拟仿真实一体化训室实训指导书

机电工程系机电一体化专业

数控模拟仿真实训室

实 训 指 导 书

二零一五年九月 第一章 软件介绍

课题一：通用项目介绍

项目文件

项目文件的内容包括：

1) 机床、毛坯、经过加工的零件、选用的刀具和夹具、在机

床上的安装位置和方法；

2) 输入的参数：工件坐标系、刀具长度和半径补偿数据； 3) 输入的数控程序。 新建项目文件

在文件下拉菜单中选择“新建项目”；选择新建项目后，系统被初始化。 保存项目文件

在文件下拉菜单中选择“保存项目”或“另存项目”；选择需要保存的内容，按下“确认”按钮。如果保存一个新的项目或者需要以新的项目名保存，选择“另存项目”，当内容选择完毕，还需要输入项目名。

保存项目时，系统自动以用户给以的文件名建立一个文件夹，内容都保存在该文件夹之中。 打开项目文件

打开选中的项目文件夹，在文件夹中选中并打开后缀名为“mac”的文件。定义、取得和放置毛坯

定义毛坯

在工具条上选择“

”或打开“零件”下拉菜单，在其中选

择“定义毛坯”后，系统打开以下对话框：

2

1. 选择毛坯类型：

铣加工仿真有两种形状的毛坯供选择：长方形毛坯和圆柱形毛坯。可以用光标点击形状图标选择毛坯类型。

车加工仿真仅提供圆柱形毛坯类型。

2. 参数输入：

在毛坯名输入框内输入毛坯名，然后被定义的毛坯才可以被保存。

尺寸输入框用于输入尺寸，单位：毫米。

3. 保存退出：

按“确定”按钮，保存定义的毛坯并且退出本操作。 4. 取消退出：

按“取消”按钮，退出本操作。 5. 保存零件模型

保存零件模型需要给定模型名。利用保存零件模型这个功能，可以把经过部分加工的零件作为成型毛坯予以存放。

6. 取出零件模型

在“文件”下拉菜单中选择“导入零件模型”，系统弹出文件对话框，在此对话框中选择并且打开后缀名为“PRT”的零件文件。

3

7. 放置零件

在“零件”下拉菜单中选择“放置零件”命令或者在工具条上选择图标：

打开操作对话框。

在列表中点击所需的零件，按下“确定”按钮，系统自动关闭对话框，零件和夹具（如果已经选择了夹具）将被放到机床上。对于卧式加工中心还可以在上述对话框中选择是否使用角尺板。如果选择了使用角尺板，那么在放置零件时，角尺板同时出现在机床台面上。

8. 调整零件位置

零件可以在工作台面上移动。毛坯放上工作台后，系统将自动弹出一个小键盘，通过按动小键盘上的方向按钮，实现零件的平移和旋转。小键盘上的“关闭”按钮用于关闭小键盘。在“零件”下拉菜单中选择“移动零件”也可以打开小键盘。

4

选择刀具

在工具条中选择“

” 或者在“机床”下拉菜单中选择“选

择刀具”，进入刀具选择对话框：

本系统中数控车床允许同时安装8把刀具。

图：车刀选择对话框

1. 选择车刀：

1) 在对话框左侧排列的编号1~8中，选择所需的刀位号。被

选中的刀位编号的背景颜色变为蓝色。 2) 指定加工方式。

3) 选择刀片。然后系统自动给出相匹配的刀柄供选择。 4) 选择刀柄。当刀片和刀柄都选择完毕，刀具被确定，并且

输入到所选的刀位中。旁边的图片显示其适用的方式。 5) 按“确认退出”，保存选择的结果。退出时所选中的刀位

将是当前工作刀位。当前刀位正处于加工位置。

2. 刀具修改

1) 刀尖半径修改：允许操作者修改刀尖半径，刀尖半径可以

是0。

5

2) 刀具长度修改：允许修改刀具长度。刀具长度是指从刀尖

开始到刀架的距离。

3) 输入钻头直径：当在刀片中选择钻头时，允许输入直径。

视图显示与控制

1. 弹出上下文浮动菜单

置光标在显示区域内，点击鼠标右键，浮动菜单即可出现。 2. 旋转视图

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“动态放缩”或在工具条中选择“3. 放大与缩小视图

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“动态放缩”或在工具条中选择“4. 局部放大

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“局部放大”或在工具条中选择“5. 平移视图

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“动态平移”或在工具条中选择“6. 复位

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“复位” 或在工具条中选择“

”，然后，按住鼠标左键，移动鼠标。 ”，然后，按住鼠标左键，移动鼠标。 ”，然后按住鼠标左键，移动鼠标。 ”，然后按住鼠标左键，移动鼠标。 ”，然后按住鼠标左键，移动鼠标。

6

7. 设置显示参数

打开“视图”下拉菜单或浮动菜单，在其中选择“选项” 或在工具条中选择“

”，在对话框中进行设置。其中零件透明

显示仅对车削仿真有效，用以观察内部加工状态。

速度值用以调节系统运算速度，如果计算机配置比较低，可以将速度之减小，有效数值范围从1到50。

如果选中“对话框显示出错信息”，出错信息提示将出现在一个对话框中间。否则，出错信息将出现在屏幕的得右下角。

第二章 操作与编程课题

课题一：手动加工阶梯轴

7

目的：熟练掌握机床面板的基本操作

在本系统中虚拟数控铣床、车床和卧式加工中心的机床操作面版使用了一个非中文的面板。

模式选择旋钮

置光标于旋钮上，点击鼠标左键，旋钮逆时针转动，点击鼠标右键，旋钮顺时针转动。

1) EDIT: 用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序； 2) AUTO：进入自动加工模式；

3) REF：机床回零；此机床必须首先执行回零操作，然后才

可以运行。

4) MDI：MDI操作模式；

8

5) STEP/HANDLE：手动方式，STEP是点动；HANDLE是用手轮

移动；

6) JOG：手动方式。连续移动； 7) DRY RUN：观察数控程序轨迹。 8) DNC：从计算机读取一个数控程序。

运行控制按钮

1） 程序运行开始；模式选择旋钮在“AUTO”位置时按下

有效，其余时间按下无效。

2）程序运行停止，在数控程序运行中，按下此按钮停止程序运行。

3）程序运行暂停，在程序运行过程中，按下此按钮运行暂停。按“Start”恢复运行。

机床主轴手工控制按钮

1）手动开机床主轴

2）手动关机床主轴

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移动按钮

1）正方向移动按钮

2）负方向移动按钮

移动轴选择旋钮

置光标于旋钮上，点击鼠标左键，旋钮逆时针转动，点击鼠标右键，旋钮顺时针转动。

步进量调节旋钮

选择手动台面时每一步的距离。X1为0.001毫米。X10为0.01毫米。X100为0.1毫米。置光标于旋钮上，点击鼠标左键，旋钮逆时针转动，点击鼠标右键，旋钮顺时针转动。

进给速度（F）调节旋钮

调节数控程序运行中的进给速度，调节范围从0～150% 。置光标于旋钮上，点击鼠标左键，旋钮逆时针转动，点击鼠标右键，旋钮顺时针转动。

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连续移动速度调节旋钮

调节手动（点动）移动台面的速度，速度调节范围从0～2000毫米/分钟。

手脉

点击工具栏中

按钮，或者在用右键打开的

浮动菜单中选择“手脉”。手脉将出现在操作面板上，如左图。把光标置于手轮上，按鼠标右键，手轮顺时针转，机床往正方向移动；按鼠标左键，手轮逆时针转，机床往负方向移动。

单步开关

置于“ON”位置，运行程序时每次执行一条数控指令。

选择跳过开关

置于“ON”位置，数控程序中的跳过符号“/”有效。

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M01开关

置于“ON”位置，“M01”代码有效。

零件图纸

刀具：90度外圆车刀

工件：毛坯直径50MM,长150MM 操作：

1) 用JOG,HANDLE方式，轻碰端面并记录Z值；2) 外圆车一刀并记录X值； 3) 测量外圆； 4) 计算目标值

5) 按目标值进行加工。

12

课题二：用MDI方式加工阶梯轴

目的：

1. 熟练掌握MDI工作方式以及机床坐标系统 2. 熟练掌握对刀操作 内容：

1) MDI方式下输入的指令 T----换刀指令

M03、M30、S----主轴控制指令 G00、GO1、G03、F

零件图纸

刀具：90度外圆车刀

工件：毛坯直径50MM,长150MM 操作：

1) 用JOG,HANDLE方式，轻碰端面并记录Z值； 2) 轻碰外圆并记录X值； 3) 计算目标值;

4) 在MDI方式下执行M03,G01,G03等命令加工零件。

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课题三：建立工件坐标系(G50，G54-G59)

目的：

1. 熟练掌握两种建立工件坐标系的方法 2. 灵活应用工件坐标系进行零件加工 内容：

1) G50建立工件坐标系

G50X__Z__

2) G54-G59建立工件坐标系

零件图纸

刀具：90度外圆车刀

工件：毛坯直径50MM,长150MM

操作：1. G54-G59设定如右图要求的工件坐标系

1) 使主轴旋转。

2) 对X轴基准：把车刀在X方向移动

到合适的位置，在实际工作中，试切削深度控制在能够车出一个圆。 3) 采用手动方式，在Z方向移动车刀，

进行切削，然后反方向移动车刀退出，重要的是X方向不能移动。

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4) 停止主轴转动，打开“工艺分析”菜单选项中的“测

量”，测量被车削部位的直径。（测量图中显示的46.183表示半径）

5) 读取此时的X轴在机床坐标系中的坐标值x1。 6) 把当时的X轴在机床坐标系中的坐标值减去在测量

得到的直径值D1（ x1－D1）就是在装上该车刀后工件坐标系X轴原点在机床坐标系中的位置。 7) 对Z轴基准：把车刀移到能够对端面

能够切削的位置。

8) 往X负方向移动车刀，进行切削。保

持Z方向不动，在X方向退回，停止主轴旋转。

9) 读取此时的Z轴在机床坐标系中的座标值z1。 10) 把z1减去工艺图中要求的100毫米（z1－100）得

到的是在装上该车刀后工件坐标系Z轴原点在机床坐标系中的位置。 11) 输入零件原点参数

①置“模式选择旋钮”在EDIT ，立式加工中心放在“编辑”或者“自动”位置； ②按

键进入参数设定页面

和

键在No1～No3坐

③用PAGE：

标系页面和No4～No6坐标系页面之间切换 No1-No6分别对应G54-G59。

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④用CURSOR： 和 选择坐标系。

⑤输入地址字（X/Y/Z）和数值到输入域。方法参考“输入数据”操作 ⑥按

键，把输入域中间的内容输入到

所指定的位置。

2．用G50功能建立工件坐标系

需要把车刀定位在如下图要求的刀位点。 程序： N10 G50X80.0Z40.0

1) 按下主轴按钮，使主轴开始旋转。

2) 对X轴基准：采用手动方式，把车刀在X方向移动

到合适的位置，一般地试切削深度控制在能够车出一个圆即可以。

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3) 采用手动方式，在Z方向移动车刀，进行切削，然

后反方向移动车刀退出，但是不要在X方向移动。 4) 停止主轴转动，打开“工艺分析”菜单选项中的“测

量”，测量被车削部位的直径D1。

5) 读取此时的X轴在机床坐标系中的座标值x1。 6) 对Z轴基准：把车刀移到能够对端面能够切削的位

置。

7) 往X负方向移动车刀，进行切削。

8) 保持Z方向不动，在X方向退回，停止主轴旋转。 9) 读取此时的Z轴在机床坐标系中的座标值z1。 10) 符合上述工艺图要求的刀位点在机床坐标系中的坐

标是：

xp = x1－D1＋40 zp = z1＋40

11) 把刀具移动到xp,zp位置。

3. 测量车削零件：

打开工艺分析下拉菜单，选择测量，进入车削零件测量操作。

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课题四：建立刀库，并进行调试

目的：建立刀库，设置刀具补偿，为以后课题中用多把刀加工零件做准备。

内容：建立刀具补偿

1. 用测量的X值减去基准刀的X值，将该值除以2填入表格;

2. 用测量的Z减去基准刀的Z值，该值填入表格。

刀具：90度外圆刀、93度偏刀、2mm割刀、螺纹刀 工件：毛坯直径50mm,长150mm 操作：

1. 安装好四把刀；

2. 用JOG方式分别对四把刀进行对刀并把数据记录下来； 3. 用用测量的X值减去基准刀的X值，将该值除以2填入表

格；测量的Z减去基准刀的Z值，该值填入表格； 4. 输入偏移量和刀尖半径补偿参数：按“刀具偏移量”打开

对话框（位置偏移中的X值为半径）；

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按程序要求，按刀位号把数据输入。刀尖方位的定义见上图，

按“确认”保存退出。

课题五：

G71粗加工循环指令，G70精加工复合循环指令

目的：掌握G71粗加工循环指令及G70精加工复合循环指令 内容：外圆粗加工循环G71

G71 U d R e

G71P ns Q nf U u W w F f

1) d为被吃刀量（半径值）该量无正负号 2) e为退刀量

3) ns指定精加工路线的第一个程序段的顺序号 4) nf指定精加工路线的最后一个程序段的顺序

号

5) u为X方向上的精加工余量（直径值）

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6) w为Z方向上的精加工余量 精加工复合循环指令G70

G70P ns Q nf

1) 当用G71、G72、G73粗加工完毕后，用G70代 码指定精加工循环，切除粗加工中留下的余量；

2) ns指定精加工路线的第一个程序段的顺序号； 3) nf指定精加工路线的最后一个程序段的顺序 号。

刀具：90度外圆车刀

工件：毛坯:直径160mm,长220mm

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程序：O10 G00X0Z0;

G50X221.783Z93.834; T0101; M03S600; G00X162.Z2.; G71U2.5 R1

G71 P10 Q1100 U2 W0 F0.3 N10G01 X40 S150 G01 W－40 F0.1 X60 W－30 W－20 X100 W－10 W－20

N100X140 W－20 G70 P10 Q100 G28U0W0 M30

课题六：G73仿型粗加工循环指令

目的：掌握G73粗加工循环指令 内容：G73仿型粗加工循环指令

G73U i W k R d

G73 P ns Q nf U u W w F f 1) i为X轴上的总退刀量 2) k为Z轴上的总退刀量

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3) d为重复加工次数

4) ns指定精加工路线的第一个程序段的顺 序号

5) nf指定精加工路线的最后一个程序段的 顺序号

6) u为X方向上的精加工余量（直径值） 7) w为Z方向上的精加工余量

刀具：93度偏刀

工件：毛坯:直径50mm,长200mm

程序：O10 G00X0Z0;

G50X221.783Z93.834; M06T0101; M03S600; G00X62.Z2.; G94X0Z0F0.3;

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G71U1.R1.;

G71P100Q140U0.2W0F0.3; N100G00X0Z0;

N110G03X20.Z-10.R10.F0.1; N120G01X48.; N130W-70.; N140X62.; G70P100Q140; G00X200.Z100.; T0505; S300;

G00X62.Z-50.; G01X44.F0.1; X62.F0.3; G00X200.Z100.; T0303; G00X50.Z-5.; G92X47.2Z-47.5F1.5; X47.2; X46.6; X46.2; X46.04; G00X200.Z100.; M02; M05;

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课题七：G92螺纹循环加工指令

目的：掌握G92粗加工循环指令 内容：G92螺纹切削循环

G92 X(U)____Z(W)____I____F(E)____

该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹。刀具从循环起点开始按体形循环，最后又回到循环起点。X、Z为螺纹终点坐标值，U、W为螺纹终点相对循环起点的坐标分量，I为锥螺纹起始点与终点的半径差。加工圆柱螺纹时I为零，可省略。

刀具：93度偏刀,60度螺纹刀,5mm割刀 工件：毛坯长150mm,直径60

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程序

G00X0Z0 T0100

M03S600 G50X___Z___ G00X62Z2 G71U2R1

G71P10Q100U0.2W0F0.3 G01X0Z0F0.1 G03U20W-10R10 G01X48 W-70 N100X60 G70P10Q100 G28U0W0 T0202 G00X50Z-60 G01X44F0.1 X50 G28U0W0 T0303 G00X50Z0 G92X47.1Z-55F2 X46.5 X45.9 X45.5 X45.4 G00G28U0W0 M30

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课题八：调用子程序M98、M99

目的：掌握M98、M99粗加工循环指令 内容：子程序

在程序中，当某一程序反复出现（即工件上相同的切削路线重复）时，可以把这类程序作为子程序，并事先存储起来，使程序简化。

1） 调用子程序（M98） M98P___L___

格式中P为用调用的子程序号；

L为调用子程序的次数，若省略，则表明只调用一次子程序。

2） 子程序的格式 OXXXX . . . M99

其中M99指令为子程序结束并返回主程序M98 P___L___的下一程序段，继续执行子程序。

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刀具：93度偏刀,2mm割刀 工件：毛坯长120mm,直径50 程序O07; M03S600; T0100; G00X0Z0;

G50X220.915Z43.457; T0101; G00X52.Z2.; G73U25.W5.R18; G73P10Q100U0.2W0F0.3; N10G01X0Z0F0.1;

G03X27.660Z-25.R16.48F0.2; G01X39.975W-5.; W-5.;

G02X43.975W-15.R10.F0.2; G01W-20.F0.3; X48.W-2.; W-10.;

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N100X52.; G70P10Q100; G00G28U0W0; T0202; G00X46.Z-50.; M98P0101L3; G00G28U0W0; M30; O0101 G01W-4.; X34.; X46.; W-0.5; X34.; X46.; M99;

课题九：综合练习一

目的：通过综合练习，巩固所学内容。

刀具：90度外圆刀、93度偏刀、2毫米割刀、螺纹刀 工件：毛坯直径50mm,长150mm

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程序

M03S600; T0101;

G00G54X52.Z2.; G71U2.R2.;

G71P10Q100U0.2W0F0.3; N10G01X24.; Z0; X27.Z-1.5; W-17.; X24.W-1.5; W-4.; X28.;

X34.975W-13.; W-5.; N100X52.; G70P10Q100; G00G28U0W0; G00X52.Z-42.; G73U10.W20R6; G73P20Q200U0.2W0F0.3; N20G01X34.975Z-44.;

G02X38.2036W-16.7136R12.5F0.2; G03X40.W-21.2864R15F0.2; G01W-9.; X39.W-1.; N200X52.; G70P20Q200; G00G28U0W0; M30

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附录一:

对FANUC系统支持的的程序格式和功能代码

填充色：FANUC系统没有使用； OK：本软件已经提供；

NO：FANUC系统有此功能，本软件尚未提供； 0-TJ 0-M 0-TJ 0-M 0-TJ 0-M G00 OK G01 OK G02 OK G03 OK G04 OK G05 G06 G07 G08 G09 G10 NO G11 G12 G13 G14 G15 G16 G17 NO G18 NO G19 NO G20 OK G21 OK G22 NO G23 NO G24

0-TJ 0-M NO NO NO NO OK OK OK NO OK NO OK OK NO OK NO NO NO OK NO OK OK OK OK OK OK OK NO NO NO NO NO NO OK OK OK OK OK OK OK OK OK NO NO NO NO NO OK OK OK OK OK NO NO G25 G26 G27 G28 G29 G30 G31 G32 G33 G34 G35 G36 G37 G38 G39 G40 G41 G42 G43 G44 G45 G46 G47 G48 G49 NO NO NO OK NO OK OK NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO OK OK OK OK OK OK OK OK NO NO NO NO OK G50 OK G51 G52 G53 OK G54 OK G55 OK G56 OK G57 OK G58 OK G59 OK G60 G61 G62 G63 G64 G65 NO G66 NO G67 NO G68 NO G69 NO G70 OK G71 OK G72 NO G73 OK G74 NO NO NO NO OK OK OK OK OK OK OK NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO G75 G76 G77 G78 G79 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 G90 G91 G92 G93 G94 G95 G96 G97 NO G98 NO G99 30

第三章 数控编程

课题一：程序格式

数控程序是若干个程序段的集合。每个程序段独占一行。每个程序段由若干个字组成，每个字由地址和跟随其后的数字组成。地址是一个英文字母。一个程序段中各个字的位置没有限制，但是，长期以来以下排列方式已经成为大家都认可的方式： N- G- 准备 功能 X- Y- Z- ···· 行号 位置 代码 进给 主轴 刀具速度 转速 号 辅助 行结功能 束 F- S- T- M- LF 在一个程序段中间如果有多个相同地址的字出现，或者同组的G功能，取最后一个有效。

行号：

Nxxxx 程序的行号，可以不要，但是有行号，在编辑时会方便些。行号可以不连续。行号最大为9999，超过后从再从1开始。 选择跳过符号“/”，只能置于一程序的起始位置，如果有这个符号，并且机床操作面板上“选择跳过”打开，本条程序不执行。这个符号多用在调试程序，如在开冷却液的程序前加上这个符号，在调试程序时可以使这条程序无效，而正式加工时使其有效。

准备功能：

地址“G”和数字组成的字表示准备功能，也称之为G功能。G功能根据其功能分为若干个组，在同一条程序段中，如果出现多个同组的G功能，那么取最后一个有效。

G功能分为模态与非模态两类。一个模态G功能被指令后，直到同组的另一个G功能被指令才无效。而非模态的G功能仅在其被指令的程序段中有效。

例：

31

??

N10 G01 X250. Y300. N11 G04 X100 N12 G01 Z-120. N13 X380. Y400. ??

在这个例子的N12这条程序中出现了“G01”功能，由于这个功能是模态的，所以尽管在N13这条程序中没有“G01”，但是其作用还是存在的。

本软件支持的G功能见表6.1.1

辅助功能：

地址“M”和两位数字组成的字表示辅助功能，也称之为M功能。本软件支持的M功能见

主轴转速

地址S后跟四位数字；单位：转/分钟。 格式： Sxxxx

进给功能

地址F后跟四位数字；单位：毫米/分钟 格式：Fxxxx 尺寸字地址： X，Y，Z，I，J，K，R

数值范围：＋999999.999毫米～－999999.999毫米

32

课题二：FANUC系统数控铣床和加工中心的G功能

G54，G55，G56，G57，G58，G59：工件坐标系选择

格式： GXX 操作参考：

以下例子说明使用多个工件坐标系可以方便编程。 例：加工零件中的两个小方形，用右下角O点为原点的程序如下：

33

??

G90 G56 G01 G42 D01 X0 Y65.94 X137.98 ；开始加工第一个方形,到b点

Y138.42 ；走到c点 X52.9 ；走到d点 Y65.94 ；回到a点 X0Y0 ；回到 o点 X199.61 ； Y38.69 ；开始加工第二个方形，走到e点 X262.87 ；走到f点 Y87.19 ；走到g点 X199.61 ；走到h点 Y38.69 ；回到e点 X0Y0 ；

??

编这个程序需要计算两个方形各个角点在整个坐标系中的坐标。但是利用多个坐标系的概念，编这个程序可以直接利用图纸上的数据而不必计算，分别用a点和e点作为两个坐标系的原点，分别用G54和G55。程序如下：

??

G90 G54 G01 G42 D01 X0 Y0 ；坐标系为G54，走到a点 X85.08 Y72.48 X0 Y0 Y-20 G55 X0 Y0 X63.26 Y48.5 X0 Y0

34

；走到b点 ；走到c点 ；走到e点 ；回到a点

；改变坐标系，用G55，走到e点 ；走到f点 ；走到g点 ；走到h点 ；回到e点

G92

坐标系平移 格式：G92 P

执行G92以后，刀具不移动，但是P成为刀位点在新的工件坐标系中间的坐标 。 例： N10 G92 X10. Z10.

G17，G18，G19

坐标平面选择，用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿的平面。 格式：Gxx G17选择XY平面； G18选择XZ平面； G19选择YZ平面。

G90，G91

绝对尺寸编程和增量尺寸编程。指令了G90，意味着从这个程序段开始，所有的尺寸字中的数值都是工件坐标系中的坐标值。指令了G91，意味着从这个程序段开始，所有的尺寸字中的数值都表示一个移动距离。

格式：Gxx

图1是指令G90 G01 X100. Y60. 的轨迹，G90意味着在这条

35

指令中，X和Y后面的数值表示零件坐标系中坐标值。

图2是指令G91 G01 X100. Y60. 的轨迹，G91意味着在这条指令中，X和Y后面的数值分别表示在两个轴上的运动方向和距离。

G00

快速定位

格式： G00 P

刀具以机床制造厂设定的快速移动速度移动到位置P（G90方式）或者移动距离P（G91方式）

由于移动过程中每个被指令的轴都是以同样的速度同时运动，所以整个移动轨迹往往是一条折线，除非被指令轴的运动距离是相同的。

G01

直线运动 格式：G01 P

指令刀具从当前点走空间直线。如果是G90方式，P终点坐标；如果是G91方式P表示距离。

36

例：G01X100.0Y60.0

G02，G03

圆弧插补

G02：在指定坐标平面中走逆时针圆弧。 G03：在指定坐标平面中走顺时针圆弧。 顺时针、逆时针在各个坐标平面中的定义见下图：

格式：

XY平面内的圆弧：

G17

?G02???X?????Y??????G03?R????????? I?????J???????? 37

ZX平面的圆弧：

G18?GO2???X?????Z?????GO3??R????????? I?????K???????YZ平面的圆弧：

G19?G02???Y?????Z?????G03??R????????? J?????K???????程序中的X，Y，Z指出本条程序的终点（G90方式）或者是刀具运动距离（G91方式）。

程序中“I”，“J”，“K”分别对应“X”，“Y”，“Z”轴上圆弧起点到圆心的距离，计算方法是圆心坐标减去起点坐标 ；

“R”表示圆弧半径，当圆弧≤180度，R＞0，否则，R＜0。 如果在一个程序段中同时出现I“、“J”、“K”和“R”，那么“R”有效。

根据FANUC公司的操作手册，“I”，“J”，“K”在某些情况下可以被省略。但是从培养学生良好的书写数控程序的目的考虑，我们强烈地建议学生按照上述标准格式书写程序

G02，G03代码也可以用于加工螺旋线，与加工圆弧的程序比较，增加了垂直与坐标平面的轴向的运动分量。其格式如下：

G17

R??????G02???X?????Y?????Z?????????G03I?????J??????????38

ZX平面的螺旋线：

G18?GO2???X?????Z?????GO3??R???????Y????????I?????K??????

YZ平面的螺旋线：

G19

R??????G02???Y?????Z?????X??????????G03??J?????K??????G40，G41，G42

刀具半径补偿。

G41指令其向左侧偏移， G42指令其向右侧偏移。

“左”和“右”是以刀具运动前进方向为标准。 格式：

?G41???G42??Dxx

半径补偿值不直接出现在程序中，而是作为参数通过操作面板输入数控系统，其索引号以地址D和两位数字组成。数字范围：1～12。数字0仅用于撤销刀具半径补偿。 G40用于撤销刀具半径补偿。 格式： G40

撤销刀具半径补偿也可以用D00 指令

G43，G44，G49

刀具长度补偿 格式：

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?G43???Hxx ?G44?

G43刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿。 其中Hxx的意义和半径补偿中的Dxx相同。

G28

自动返回参考点 格式：G28 P---;

从当前点快速运动到中间点P，再自动从P点运动到机床参考点。本软件中铣床和加工中心的参考点在机床坐标系的原点。

G29

从参考点返回

格式：G29 Q--；一般这个指令应该跟随着G28。刀具从机床原点快速运动到前一次G28所纪录的中间点P，再快速运动到Q点。 通常，G28和G29两个指令配合在一起用于加工中心自动换刀。 需要特别注意的是P，Q两点都是当前零件坐标系中的点，特别是当执行G29时，如果在执行G28和G29中间零件坐标系发生变化，P点的实际位置也随之变化。

例1的运动轨迹是A→B→R→B→C。程序如下：

（G54）

40

N11 G28 X-75.0 Y-10.0 T10 M06 N12 G29 X-30.0 Y60.0

在这个程序中，N11这条指令命令机床从当前点A快速运动到中间点（X=-75，Y=-10），然后快速运动到固定的换刀点，换上编号为10的刀具。N12这条指令命令机床从固定的换刀点快速回到N11这条指令中所规定的中间点，然后再快速运动到本指令所指定的终点（X=-30，Y=60）

例2的运动轨迹：A→B→R→B’→C 。程序如下：

(G54) N11 G28 X –75. Y-10 T10 M06 N12 G29 G55 X22. Y45.

例2与例1不同之处在于例2中零件座标系在跟换刀具前后发生了变化。

钻孔固定循环：

格式：

?G90??G98?????GxxX??Y??Z??R??Q??P??F???G91??G99?

在此程序段中

钻孔固定循环中选择返回点位置 G98，G99

钻孔返回高度选择。选用G98指令，返回高度等于钻孔前所在高度；选用G99 指令，返回到R点高度。有关R点，在参数中说明。 Gxx ：G73，G74，G76，G81，G82，G83，G84，G85，G86，G88，G89指定加工方式 参数：

X，Y：定位参数。在G90时，移动到X，Y；在G91时移动距离X

41

和和距离Y到孔位。

Z：深度参数。G90时，Z是孔底的绝对坐标值。G91时，是从R点到孔底的距离。

R：一个深度方向的值。在G91时，表示执行本程序段时的初始高度到R点的增量；G90时，表示R点的Z方向绝对坐标。从初始高度到R点刀具动作是快速。

G73，G83：分段进给钻孔循环；刀具先定位在（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给一段距离，然后向上回退，然后在向下加工一段距离，再回退，如此循环，直至加工到底部，再回到指定高度。

参数Q表示每一次钻孔的深度，这是一个增量，与G90、G91无关；数值永远大于零。每次进给后。G73和G83两者的区别在于回退动作。G73的回退距离是一个固定值（这个固定值由数控系统参数设定）；G83是回退到一个固定位置，随着钻孔深度的增加，回退距离也随之增加，因此引起增加工时。由于回退的作用是为了排出切削，所以G83适用于排量大的场合。G83循环中，从回退高度到再次加工，进给速度先是以高速下降，到达离碰到工件一段距离时，自动改为F速度进给，这个距离的值也是由数控系统设定的。

格式：

?G90??G98??G73???????X??Y??Z??R??Q??F?? G91G99G83??????G76：精镗孔固定循环。刀具定位在（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，暂停一段时间，再在XY平面内移动一段距离，使得刀尖脱离孔的表面，主轴停止转动，以免在退刀时划伤表面。参数P是刀具在底部暂停时间。参数Q是刀具在XY平面内移动距离。

格式：

42

?G90??G98?????G76?G91??G99?

X??Y??Z??R??Q??P??F??G81：钻孔循环。刀具定位在（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，然后退出。

格式：

?G90??G98?????G81?G91??G99?X??Y??Z??R??F??

G82：钻孔循环。刀具定位在（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，在底部停留一段时间，然后退出。参数P为停留时间。这个固定循环适用于锪孔。

格式：

?G90??G98?????G81X??Y??Z??R??P??F?? ?G91??G99?G85：精镗孔循环。刀具定位在（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，然后依然按切削方式退出。

G89：精镗孔循环。刀具定位到（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，在底部停留一段时间然后依然按切削方式退出。参数P为停留时间。

G84，G74：攻螺纹固定循环；G84加工右螺纹，G74加工左螺纹。刀具先定位到（X，Y）处，快速下降到R点，以F速度进给到底部，然后主轴反转退回到R点；到达R点以后，主轴旋转方向恢复初始方向。F值根据主轴转速和螺距计算。 格式：

与G81和G82钻孔循环相同。

G86：镗孔固定循环。刀具先定位到（X，Y）处，快速下降到R点，

43

以F速度进给到底部，然后主轴停转，返回到初始平面或者R点，主轴恢复旋转。 格式： 与G81相同

G87：由下往上镗孔固定循环。这种加工形式，返回高度选择只能用G98。刀具先定位到（X，Y）处，主轴定向停止，刀具朝刀尖相反的方向方向偏移，快速下降到R点，刀尖返回到偏移前的位置，以F速度向上加工到Z高度，主轴再次定向停转，如同开始一样，刀尖偏移，向上快移到初始平面主轴恢复旋转。参数Q为刀尖偏移距离。 格式：

?G90??G98? ????G87X??Y??Z??R??Q??F??

?G91??G99?

课题三：FANUC系统数控车床的G功能

G00，G01，G02，G03，G40，G41，G42，G28，G29与FANUC数控铣相同，参考课题二

G50

设定工件坐标系：

格式：G50 Xx Zz

把刀架的当前位置作为工件坐标系中的（x，z） 偏移工件坐标系：

格式：G50 Uu Ww

把当前工件坐标系分别在X、Z偏移u和w。

G98

每分钟进给速度

在程序中指定了G98，以后在程序中出现的F指令都表示每分钟刀

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具的进给量。

G99

每转进给速度

在程序中指定了G99，以后在程序中出现的F指令都表示主轴每转刀具的进给量。

G90

直线车削循环加工

格式：

G90 X（U）--- Z（W）--- F--- G90 X（U）--- Z（W）--- R--- F---

G92

螺纹车削循环

格式：

G92 X（U）--- Z（W）--- F--- G92 X（U）--- Z（W）--- R--- F---

G94

端面车削循环

G94 X（U）--- Z（W）--- F---

G94 X（U）--- Z（W）--- R--- F---

G71

外圆粗车循环

格式一（标准）：

G71 UΔd Re

G71 Pns Qnf UΔu WΔw Ff Ss

参数：Δd ：背吃刀量（半径值），没有正负号

e ：每次切削循环的退刀量

ns ：加工形状的程序的第一段的顺序号

45

nf ：加工形状的程序的最后段的顺序号 Δu ：X方向的精车余量 Δw ：Z方向的精车余量 f ：进给速度

提示：外园粗车循环中加工形状必须在X和Z俩个方向都符合单调增大或单调减少。

格式二：

G71 Pns Qnf UΔu WΔw DΔd Ff Ss

G73

封闭切削循环

格式一（标准）： G73 Ui WΔk Rd

G73 Pns Qnf UΔu WΔw Ff 参数：

Δi ：X方向的总退刀量（半径值） Δk : Z方向的总退刀量 d ：循环次数(整数)

ns ：加工形状的程序的第一段的顺序号 nf ：加工形状的程序的最后段的顺序号 Δu ：X方向的精车余量 Δw ：Z方向的精车余量 f ：进给速度

格式二：

G73 Pns Qnf UΔu IΔi KΔk UΔu WΔw Ss

Dd Ff 46

课题四：FANUC系统支持的M代码

M02，M30: 结束程序运行

格式:

?M02? ??

?M30?M02和M30都是用于结束程序运行，M30具有返回程序开头的功能。

M00，M01：停止程序运行。

按操作面板上的自动运行按钮，从程序的停止位置继续加工。M01是选择停止，只有当机床操作面板上的“M01”选择开关处于开的状态会发生作用。

M03：

主轴正向转动开始

M04：

主轴反向转动开始

M05：

主轴停止转动

M06：

换刀指令

M08：

冷却液开启

M09：

冷却液关闭

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M98：子程序调用

在FANUC 系统中；根据系统和设置不同，存在以下两种格式，在某些系统中可能仅有其中一种。在本系统中使用了格式二。

格式一： M98 Pxxnnnn

调用程序号为Onnnn的程序xx次。 格式二： M98PnnnnLxx

调用程序号为Onnnn的程序xx-1次。

M99：子程序结束，必须出现在子程序的最后一行。子程序格式： Onnnn … … … … … … … M99

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课题五：FANUC系统数控铣床加工实例

加工图1所示内外轮廓，用刀具半径补偿指令编程，刀具直径为8mm。

图1

分析：外轮廓沿圆弧切线方向P1?P2切入，切出时沿切线方向P2?P3，根据判断，用左侧刀具半径补偿。内轮廓加工时，

P4?P5为切入段，P6?P4为切出段，故用右侧刀具半径补偿。外轮廓加工完毕取消左侧刀具半径补偿，待刀具移至P4点，再建立右侧刀具半径补偿。加工应选用高度为14mm、边长为240mm的正方形毛坯。

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程序如下：

程序： 注释： O0100 ; 程序号

N010 G90 G92 X0. Y0. Z100. ; 绝对值输入，建立工件坐标系 N020 G00 Z2. S150 M03 ; Z轴快移至Z=2，主轴正转，转 速150RPM N030 X20. Y-44. ; 快速进给至X=20，Y-=-44 N040 G01 Z-4. F100 ; Z轴进给至Z=-4，进给速度 100mm/s N050 G41 X0. Y-40. D01 ; 直线插补至X=0，y=-40，刀具 半径补偿量D01=4mm N060 G02 X0. Y-40. I0. J40. ; 顺圆插补至X=0，Y=-40

N070 G40 G1 X-20. Y-44. ; 直线插补至X=-20，Y=-44，取 消刀具半径补偿 N080 G00 Z2. ; Z轴快移至Z=2 N090 X0. Y15. ; 快速进给至X=0，Y=15 N100 G01 Z-4. ; Z轴进给至Z=-4 N110 G42 X0. Y0. D01 ; 直线插补至X=0，Y=0，刀具半 径右补偿D01=4mm

N120 G02 X-30. Y0. I-15. J0. ; 顺圆插补至X=-30，Y=0 N130 X30. Y0. I30. J0. ; 顺圆插补至X=30，Y=0 N140 X0. Y0. I-15. J0. ; 顺圆插补至X=0，Y=0 N150 G40 G01 X0. Y15. ; 直线插补至X=0，Y=15，取消刀 具半径补偿 N160 G00 Z100. ; Z轴快移至Z=100 N170 X0. Y0. M05 ; 快速进给至X=0，Y=0，主轴停 N180 M30 ; 主程序结束,光标返回程序开头

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