车床编程详解 DOC.docx
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车床编程详解DOC
FANUC0iMateTC系统
车床编程详解
一、G代码解释
CAK-D系列数控机床G代码含义
G代码
功能
G代码
功能
*G00
定位（快速移动）
G56
选择工件坐标系3
G01
直线切削
G57
选择工件坐标系4
G02
圆弧插补（CW，顺时针）
G58
选择工件坐标系5
G03
圆弧插补（CCW，逆时针）
G59
选择工件坐标系6
G04
暂停
G70
精加工循环
G18
ZX平面选择
G71
内外圆粗车循环
G20
英制输入
G72
台阶粗车循环
G21
公制输入
G73
成形重复循环
G27
参考点返回检查
G74
Z向端面钻孔循环
G28
参考点返回
G75
X向外圆/内孔切槽循环
G30
回到第二参考点
G76
螺纹切削复合循环
G32
螺纹切削
G90
内外圆固定切削循环
*G40
刀尖半径补偿取消
G92
螺纹固定切削循环
G41
刀尖半径左补偿
G94
端面固定切削循环
G42
刀尖半径右补偿
G96
恒线速度控制
G50
坐标系设定/恒线速最高转速设定
*G97
恒线速度控制取消
*G54
选择工件坐标系1
G98
每分钟进给
G55
选择工件坐标系2
*G99
每转进给
带*者表示是开机时会初始化的代码
详解之内容来自沈阳第一机床厂CAK-D系列机床的技术文件说明和FANUC0iMateTC操作编程手册，以及实际经验，所有图例均在机床上实际加工过，由于作者水平有限，不正与蔬漏之处在所难免，实际以机床的技术文件说明和FANUC0iMateTC操作编程手册为准。
1、G00快移定位
○1格式：
G00X Z ；
这个指令把刀具从当前位置移动到指令指定的位置（在绝对坐标方式下），或者移动到某个距离处（在增量坐标方式下）。
○2非直线切削形式的定位我们的定义是：
采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。
刀具路径不是直线，
根据到达的顺序，机器轴依次停止在指令指定的位置。
○3直线定位
刀具路径类似直线切削（G01）那样，以最短的时间（不超过每一个轴快速移动速率）定位于要求的位置。
○4举例N10G00X-100.Z-65.
2、G01直线插补
○1格式：
G01X（U） Z（W） F__；
直线插补以直线方式和指令给定的移动速率，从当前位置移动到指令位置。
X、Z：
要求移动到的位置的绝对坐标值。
U、W：
要求移动到的位置的增量坐标值。
○2举例
刀具移动路径A—B—C
绝对坐标程序
□1N10G01X50.Z75.F0.2；A—B
N20X100.；B—C
增量坐标程序
□2N10G01U0.0W-75.F0.2；A—B
N20U50.；B—C
3、G02/G03圆弧插补
刀具进行圆弧插补时，必须规定所在的平面，然后再确定回转方向。
顺时针G02；逆时
针G03。
○1格式：
G02（G03）X（U） Z（W） I K F ；
G02（G03）X（U） Z（W） R F__；
X、Z–指定的终点
U、W–起点与终点之间的距离I－圆弧起点到圆心之X轴的距离K－圆弧起点到圆心之Z轴的距离R–圆弧半径（最大180?
度）。
圆弧方向根据坐标系不同而改变，判断方法如下：
前置刀架
后置刀架
顺圆G03（CW）
顺圆G02（CW）
逆圆G02（CCW）
逆圆G03（CCW）
○2举例
绝对坐标系程序
□1G02X100.Z90.I50.K0.F0.2；
或G02X100.Z90.R50.F0.2；增量坐标系程序
□2G02U40.W-30.I50.K0.F0.2；
或G02U40.W-30.R50.F0.2；
4、G04暂停
利用暂停指令，可以推迟下个程序段的执行，推迟时间为指令的时间，其格
式如下：
G04X__（单位：
秒）；或G04U （单位：
秒）；
G04P （单位：
毫秒）；指令范围从0.001~99999.999秒。
用法举例：
G04X1.0；（暂停1秒）；
G04U1.0；（暂停1秒）
G04P1000；（暂停1秒）。
可用于切槽、台阶端面等需要刀具在加工表面作短暂停留的场合。
5、G32切螺纹
格式：
G32X（U） Z（W） F（E） ；
F–公制螺纹导程（螺距）；
E–英制螺纹导程；
X（U）、Z（W）-螺纹切削的终点坐标值；
起点和终点的X坐标值相同（不输入X或U）时，进行直螺纹切削；
X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；
X、Z均不省略时为锥螺纹切削。
在编制切螺纹程序时应当带主轴脉冲编码器，因为螺纹切削开始是从检测出主轴上的位
置编码器一转信号后才开始的，因此即使进行多次螺纹切削，零件圆周上的切削点仍然相同，工件上的螺纹轨迹也是相同的。
从粗车到精车，用同一轨迹要进行多次螺纹切削，主轴的转速必须是一定的。
当主轴转速变化时，有时螺纹会或多或少产生偏差。
在螺纹切削方式下移动速率控制和主轴速率控制功能将被忽略。
而且在进给保持按钮起作用时，其移动过程在完成一个切削循环后就停止了。
螺纹加工应注意的事项：
①主轴转速：
不应过高，尤其是是大导程螺纹，过高的转速使进给速度太快而引起不正常，一些资料推荐的最高转速为：
主轴转速（转/分）≤1200/导程-80
②切入、切出的空刀量，为了能在伺服电机正常运转的情况下切削螺纹，应在Z?
轴方向有足够的空切削长度，一些资料推荐的数据如下：
切入空刀量≥2倍导程；
切出空刀量≥0.5倍导程螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。
例：
试编写右图所示螺纹的加工程序。
（螺纹导程4mm，升速进刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2=1.5mm，螺纹深度2.165mm）。
……
G00U-62
G32W-74.5F4
G00U62
W74.5
U-64
G32W-74.5
G00U64
W74.5
……
例：
试编写右图所示圆锥螺纹的加工程序。
（螺纹螺距：
4mm?
。
δ1=3.5mm，δ2=3.5mm，总切深1mm（单边），分两次切入。
）
G00X28.Z3.；第一次切入0.5mm
G32X51.W-77.F4.0；锥螺纹第一次切削
G00X55.；刀具退出
W77.；Z向回起点第二次再进刀0.5mm
X27.；
G32X50.W-77.F4.0；锥螺纹第二次切削
G00X55.；刀具退出
W77.；Z向回起点
……
车螺纹的计算
考虑条件
计算公式
公制螺纹与英制螺纹的转换
每吋螺纹数n=25.4/牙距P
牙距P=25.4/每吋螺纹数n
因为工件材料及刀具所决定的转速
转速N=（1000周速V）/（圆周率π*直径D）
因为机器结构所决定的转速
刀座快速移动的影响
车牙最高转速N=4000/牙距P
刀座快速移动加减速的影响下刀点与退刀点的计算（不完全螺纹的计算）
下刀最小距离L1
L1=（牙距P）*（主轴转速S）/500
退刀最距离L2
L2=（牙距P）*（主轴转速S）/2000
牙深及牙底径d
牙深h=0.6495*P
牙底径d=公称外径D-2*h
例题：
车制外牙3/4"-10UNC20mm长
公制牙与英制牙的转换
牙距P=25.4/（吋螺纹数n）
P=25.4/10=2.54mm
因为工件材料及刀具所决定的转速
外径D=3/4英吋=25.4*（3/4）=19.05MM
转速N=（1000周速V）/（圆周率π*直径D）
N=1000V/pD=1000*120/（3.1416*19.05）
=2005rpm（转/分）
因为机器结构所决定的转速
刀座快速移动的影响
车牙最高转速N=4000/P
N=4000/2.54=1575rpm
综合工件材料刀具及机械结构
所决定的转速
N=1575转N=2005转
两者转速选择较低者,即1575转
刀座快速移动加减速的影响下刀点与退刀点的计算（不完全牙的计算）
下刀最小距离L1
L1=（牙距P）*（主轴转速S）/500
L1=2.54*1575/500=8.00mm
退刀最小距离L2
L2=（牙距P）*（主轴转速S）/2000
L2=2.54*1575/2000=2.00mm
牙深及牙底径d
牙深径d=公称外径D-2*h=19.05-2*1.65=15.75mm
6、G40/G41/G42刀尖半径补偿功能
编程时，通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角，如图所示。
当用按理论刀尖点编出的程序进行端面，外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。
但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象。
具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。
○1格式：
G40X Z ；
G41X__Z ；
G42X Z ；
当刀刃是假想刀尖时，切削进程按照程序指定的形状执行不会发生问题。
不过，真实的刀刃是由圆弧构成的（刀尖半径），就像上图所示，在圆弧插补的情况下刀尖路径会带来误差。
○2补偿方向：
从刀具延工件表面切削运动方向看，刀具在工件的左边还是在右边，因坐
标系变化而不同，如下：
命令
后刀台
前刀台
G40
取消补偿
取消补偿
G41
左补偿（内园时）
右补偿（内园时）
G42
右补偿（外园时）
左补偿（外园时）
补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切削表面法向里的半径矢量不重合。
因此，补偿的基准点是刀尖中心。
通常，刀具长度和刀尖半径的补偿是按一个假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。
把这个原则用于刀具补偿，应当分别以X和Z的基准点来测量刀具长度刀尖半径R，以及用于假想刀尖半径补偿所需的刀尖形式号0～8。
刀尖方向代码：
这些内容应当在加工前输入进刀具偏置表中，进入刀具偏置页面，将刀尖圆弧半径值输入R地址中，刀尖方向代码输入在T地址中。
注意：
G40/G41/G42只能同G00/G01结合编程，不允许同G02/G03等其它指令结合编程。
因此，在编入G40/G41/G42的G00与G01前后两个程序段中X、Z至少有一值变化。
在调用新刀具前必须用G40取消补偿。
在使用G40前，刀具必须已经离开工件加工表面。
○3举例:
G00G41X5.Z5.； 加入刀具左偏
G02X25.Z25.R25.；
G00G40X10.Z10.； 撤销刀偏
7、G54～G59工件坐标系选择
○1格式：
G54（G55～G59）X Z ；
○2功能：
通过使用G54～G59命令，最多可设置六个工件坐标系（1～6）。
在接通电源和完成了原点返回后，系统自动选择工件坐标系1（G54）。
在有“模态”命令对这些坐标做出改变之前，它们将保持其有效性。
8、G70精加工循环
○1格式
G70P（ns）Q（nf）
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号
◎ns～nf程序段中的F、S或T功能有效
○2功能：
用G71、G72或G73粗车削后，G70精车削。
9、G71外圆粗车固定循环
○1格式：
G71U（△d）R（e）；
G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；从顺序号ns到nf的程序段，指定A及B间的
移动指令。
△d:
吃刀量（半径指定），无符号。
切削方向依照AA’的方向决定。
本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5132）指定。
e:
退刀量。
本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5133）指定。
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号。
△u:
X方向精加工余量的距离及方向。
（直径/半径）
△w:
Z方向精加工余量的距离及方向。
注意：
◎△u、△w精加工余量的正负判断：
◎ns～nf程序 段中
F、S或T功能在（G71）循环时无效，而在（G70）循环时ns～nf程序段中的F、S或T功能有效。
◎ns～nf程序段中恒线速功能无效。
◎ns～nf程序段中不能调用子程序。
◎起刀点A和退刀点B必须平行；
◎零件轮廓A～B间必须符合X轴、Z轴方向同时单向增大或单向减少；
◎ns程序段中可含有G00、G01指令，不许含有Z轴运动指令。
○2功能：
G71指令的粗车是以多次Z轴方向走刀以切除工件余量，为精车提供一个良好的条件，适用于毛坯是园钢的工件。
例：
按右图所示尺寸编写外圆粗切循环加工程序。
N10T0101M03S450
N20G00G42X121.Z10.M08 起刀位置
N30G71U2.R0.5 外圆粗车固定循环
N40G71P50Q110U2.W2.F0.2
N50G00X40. //ns 第一段，此段不
允许有Z方向的定位。
N60G01Z-30.N70X60.Z-60.
N80Z-80.
N90X100.Z-90.
N100Z-110.
N110X120.Z-130. //nf 最后一段
N120G00G40X200.Z140.M09
N130M05 主轴停
N140M30
10、G72端面车削固定循环
○1格式
G72W（△d）R（e）；
G72P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；
◎△d、e、ns、nf、△u、△w，f、s及t的含义与G71相同。
◎ns程序段中可含有G00、G01指令，不许含有X轴运动指令。
○2功能：
除了是平行于X轴外，本循环与G71相同。
但粗车是以多次X?
轴方向走刀来切除工件余量，适用于毛坯是园钢、各台阶面直径差较大的工件。
例：
按图所示尺寸编写端面粗切循加工程序。
N10T0101；
N20M03S600；
N30G00G41X165.Z2.M08；
N40G72W4.R1.；
N50G72P60Q130U1.W1.F0.2；
N60G00Z-110.；//ns 此段不允许有X方向的定位。
N70G01X160.F0.15；
N80Z-80.；
N90X120Z-70；
N100Z-50；
N110X80.Z-40；
N120Z-20.；
N130X40Z0；//nf
N140G00G40X200Z200M09；
N150M05；
N160M30；
11、G73成型加工复式循环
○1格式：
G73U（△i）W（△k）R（d）；
G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；
A和B间的运动指令指定在从顺序号ns到nf的程序段中
△i:
X轴方向退刀距离（毛坯余量，半径指定），参数（NO.5135）指定。
△k:
Z轴方向退刀距离（毛坯余量），参数
（NO.5136）指定。
d:
分割次数，这个值与粗加工重复次数相同，参数（NO.5137）指定。
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号。
△u:
X方向精加工余量的距离及方向。
（直径/半径）
△w:
Z方向精加工余量的距离及方向。
◎ns～nf程序段中的F、S或T功能在循时环无效，而在G70时，程序段中的F，S或T功能有效。
◎加工余量的计算:
（毛坯Φ工件最小Φ1）/2 （减1是为了少走一空刀）
◎△u、△w精加工余量的正负判断：
○2功能：
本功能用于重复切削一个逐渐变换的固定形式，用本循环，可有效的切削一个用粗加工锻造或铸造等方式已经加工成型的工件。
例：
按上图所示尺寸编写封闭切削循环加工程序。
N10T0101；
N20M03S800；
N30G00G42X140.Z5.M08；
N50G73U9.5
9.5mm,循环3次
W9.5 R3；X/Z 向退刀量
N60G73P70Q130U1.W0.5F0.3； 精加工余量，X向余1mm，Z向余0.5mm
N70G00X20.Z0； //ns
N80G01Z-20.F0.15；
N90X40.Z-30.；
N100Z-50.；
N110G02X80.Z-70.R20.；
N120G01X100.Z-80.；
N130X105.； //nf
N140G00G40X200.Z200.
N150M30
12、G74端面啄式钻孔、Z向切槽循环
径向（X轴）进刀循环复合轴向断续切削循环：
从起点轴向（Z轴）进给、回退、再进给……直至切削到与切削终点Z轴坐标相同的位置，然后径向退刀、轴向回退至与起点Z轴坐标相同的位置，完成一次轴向切削循环；径向再次进刀后，进行下一次轴向切削循环；切削到切削终点后，返回起点（G74的起点和终点相同），轴向切槽复合循环完成。
G74的径向进刀和轴向进刀方向由切削终点X（U）、Z（W）与起点的相对位置决定，此指令用于在工件端面加工环形槽或中心深孔，轴向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。
○1格式：
G74R（e）；
G74X（u）Z（w）P（△i）Q（△k）R（△d）F（f）；
e:
退刀量，本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5139）指定。
X:
B点的X坐标u:
从A至B增量Z:
C点的Z坐标w:
从A至C增量
△i:
X方向的移动量（无符号，直径值，单位：
0.001mm）
△k:
Z方向的移动量（无符号，单位：
0.001mm）
△d:
刀具在切削底部的退刀量。
△d的符号一定是（+）。
但是，如果X（U）及△I省略，退刀方向可以指定为希望的符号。
f:
进给率
○2功能如上图所示在本循环可处理断削，如果省略X（U）及P，结果只在Z轴操作，用于钻孔。
例：
用深孔钻削循环功能加工图所示深孔，试编写加工程序。
其中：
e=1，k=2000，F=0.1。
N10T0303；
N20M03S600；
N30G00X0Z1.；
N40G74R1；退刀量1mm
N50G74Z-80.Q2000F0.1；每刀吃2mm
N60G00Z100.；
N70M30；
13、G75外经/内径啄式钻孔、X向切槽循环
轴向（Z轴）进刀循环复合径向断续切削循环：
从起点径向（X轴）进给、回退、再进给……直至切削到与切削终点X轴坐标相同的位置，然后轴向退刀、径向回退至与起点X轴坐标相同的位置，完成一次径向切削循环；轴向再次进刀后，进行下一次径向切削循环；切削到切削终点后，返回起点（G75的起点和终点相同），径向切槽复合循环完成。
G75的轴向进刀和径向进刀方向由切削终点X（U）Z（W）与起点的相对位置决定，此指令用于加工径向环形槽或圆柱面，径向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。
○1 格式：
G75R（e）；
G75X（u）Z（w）P（△i）Q（△k）R（△d）F（f）
○2功能：
指令操作如右图所示，除X用Z代替外与G74相同，在本循环可处理断削，可在X轴切槽及X轴啄式钻孔。
例：
试编写右图所示零件切断加工的程序。
N10T0101；
N20M03S650；
N30G00X32.Z-13.；
N40G75R1.；退刀量1mm
N50G75X20.Z-40.P5000Q9000F0.5；P：
X向吃刀量5mm，Q：
Z向每次增量移动9mm
N60G00X50.；
N70Z100.；
N80M05；
N90M30；
14、G76螺纹切削循环
○1格式：
G76P（m）（r）（a）Q（△dmin）R（d）；
G76X（u）Z（w）R（i）P（k）Q（△d）F（L）；
m:
精加工重复次数（1～99），本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5142）指定。
r:
倒角量，本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5130）指定。
a:
刀尖角度：
可选择80o、60o、55o、30o、29o、0o，用2位数指定。
本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
参数（NO.5143）指定。
△dmin:
最小切削深度（半径值，单位：
0.001
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