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【摘 要】在企业中数控编程大多是手工编程与自动编程相结合，编程手法对提高数控机床的生产效率起到至关重要的作用。在数控铣削课程的手工编程中，正确合理地运用增量编程手法可以减少计算量，减少程序内容，降低出错率，提高编程效率。通过实践操作，总结出增量编程指令的一些基本用法和相关实例，以求简化编程。
【关键词】增量编程指令；数控编程
手工编程多用于数控车和加工中心加工较简单的产品，而自动编程多用于加工复杂工件。自动编程，由编程软件生成，数据准确，对于复杂曲面加工尤为擅长。但是自动编程的前期准备时间较长，需要用相关软件建立模型，再设置刀具和毛坯等操作，自动编程不适于简单工件的加工和批量生产。自动编程的程序也比较长，一个复杂曲面的加工程序可能达到几十兆大小，需要在线加工，一般机床内存也无法存储这么大的程序。其次，加工路径不灵活，切削参数也不稳定，还会出现很多空走刀。
相比较而言手工编程是比较方便快捷，并且可以有效避免走空刀，最大程度地优化加工路线。对于复杂工件即非常规曲面的程序编制，在手工编程中，如果运用绝对编程指令往往加大计算工作量且增加程序内容。相对值编程指令的合理利用会有效简化编程，减少编程内容，提高加工效率。
一、相对坐标指令简介
在数控铣削编程中，必须设定坐标系的编程方式。坐标系的编程方式有绝对坐标编程和相对（增量）坐标编程两种，分别用G90和G91进行指定。每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的，即编程时，始终使用一个坐标系进行编程；每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴的位移，即编程时，始终使用移动时的点作为编程原点进行编程。G90、G91是一对模态指令，不能同时出现在同一程序段中，他们相互注销。
例：已知刀具中心轨迹为“A→B→C”和“C→B→A”，起点分别为A和C，如图1所示，运用相对和绝对两种方式编写程序段。
a、刀具中心轨迹为“A→B→C”时：
G90编程：G90 G00 X30 Y30
X40
G91编程： G91 G00 X20 Y15
X10
b、刀具中心轨迹为“C→B→A”时：
G90编程： G90 G00 X30 Y30
X10
G91编程： G91 G00 X-10
X-20 Y-15
二、相对编程的基本用法
（一） Z向螺旋进刀
内轮廓有开轮廓和封闭轮廓两种。当内轮廓为开轮廓时，应避免直接由Z向切入工件，可沿用外轮廓的Z向下刀和XY方向进刀方式切入工件；当内轮廓为封闭轮廓时，必须由Z向切入工件。
在铣床上铣削零件内轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃铣削，刀具从安全平面下降到切削高度时，应先快速定位到毛坯上表面一定距离（一般为2-5mm），然后采用慢下刀切入工件。
G91 G02/G03 X0 Y0 I～ J～ Z-～ F～ L～其中Z-后数字指定螺距，L后数字指定次数（次数=总长/螺距）。
图2 螺旋下刀
（二）利用增量编程铣削斜面
在手工编程中利用相对坐标编程指令G91可以简化程序。在加工斜面时，同时利用调用子程序方法和调用次数L，来建立循环次数。如图3所示为一斜面体零件，此零件由一个斜面组成，其他部位暂无加工要求。图4为加工走刀路径，在斜面编程过程中，笔者发现走刀为1→2→3→4→5然后重复，宽度为86mm，每次进刀1mm，一共需要43次，所以调用L为43次。
图3
图4
O01
%01
N10 G90 G54 绝对值编程 调用G54坐标系（工件上表面中心点为坐标系原点）
N20 M03 S800 G00 Z50
N30 X46 Y-46 刀具移动到第1点
N40 Z-3.5 刀具移动到工件表面下位置
N50 M98 P2 L43 调用2号子程序43次
N60 G00 Z100
N70 M05
N80 M30
%2
N10 G91 G41 D01 G01 X-46 Z3.5 F200 加入刀具半径补偿 刀具移动到第2点
N20 Y1 刀具移动到第3点
N30 X46 Z-3.5 刀具移动到第4点
N40 Y1 刀具移动到第5点
N50 M99 返回主程序
三、利用G91指令编程变烦为简
在编程过程中经常计算走刀坐标，给编程人员带来大量的计算，虽然有计算机软件的辅助，但是携带不便，计算出结果、坐标值的繁琐也极易导致编程出错。编程人员大量使用相对值编程可以将繁琐的坐标計算化为简单。图6为简单轮廓，在编程过程中如果用绝对值编程，编程点的坐标都很繁琐，容易在计算中出错。利用G91指令大大缩短了编程。
2→9的程序简化为：
G91 G02 X-10 Y-10 R10 刀具移动到第3点
G01 X-75 刀具移动到第4点
G02 X-10 Y10 R10刀具移动到第5点
G01 Y75刀具移动到第6点
G02 X10 Y10 R10刀具移动到第7点
G01 X75刀具移动到第8点
G02 X10 Y-10 R10刀具移动到第9点
G01 Y-75刀具回到到第2点
图6
四、结束语：
随着CNC的发展，程序编制手法变得尤为重要，更趋近大众化，对编程人员的要求不断提高。在编程中，巧用相对编程指令可以简化程序内容，提高生产效率，在实践中应不断归纳和总结，以期在数控加工业中作出更大的贡献。
作者简介：
陈治国，1981年11月生，男，汉族，安徽科技贸易学校学生科科长，讲师，数控技师，数控考评员。
研究方向：学生管理、数控教学与研究工作。
【关键词】增量编程指令；数控编程
手工编程多用于数控车和加工中心加工较简单的产品，而自动编程多用于加工复杂工件。自动编程，由编程软件生成，数据准确，对于复杂曲面加工尤为擅长。但是自动编程的前期准备时间较长，需要用相关软件建立模型，再设置刀具和毛坯等操作，自动编程不适于简单工件的加工和批量生产。自动编程的程序也比较长，一个复杂曲面的加工程序可能达到几十兆大小，需要在线加工，一般机床内存也无法存储这么大的程序。其次，加工路径不灵活，切削参数也不稳定，还会出现很多空走刀。
相比较而言手工编程是比较方便快捷，并且可以有效避免走空刀，最大程度地优化加工路线。对于复杂工件即非常规曲面的程序编制，在手工编程中，如果运用绝对编程指令往往加大计算工作量且增加程序内容。相对值编程指令的合理利用会有效简化编程，减少编程内容，提高加工效率。
一、相对坐标指令简介
在数控铣削编程中，必须设定坐标系的编程方式。坐标系的编程方式有绝对坐标编程和相对（增量）坐标编程两种，分别用G90和G91进行指定。每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的，即编程时，始终使用一个坐标系进行编程；每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴的位移，即编程时，始终使用移动时的点作为编程原点进行编程。G90、G91是一对模态指令，不能同时出现在同一程序段中，他们相互注销。
例：已知刀具中心轨迹为“A→B→C”和“C→B→A”，起点分别为A和C，如图1所示，运用相对和绝对两种方式编写程序段。
a、刀具中心轨迹为“A→B→C”时：
G90编程：G90 G00 X30 Y30
X40
G91编程： G91 G00 X20 Y15
X10
b、刀具中心轨迹为“C→B→A”时：
G90编程： G90 G00 X30 Y30
X10
G91编程： G91 G00 X-10
X-20 Y-15
二、相对编程的基本用法
（一） Z向螺旋进刀
内轮廓有开轮廓和封闭轮廓两种。当内轮廓为开轮廓时，应避免直接由Z向切入工件，可沿用外轮廓的Z向下刀和XY方向进刀方式切入工件；当内轮廓为封闭轮廓时，必须由Z向切入工件。
在铣床上铣削零件内轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃铣削，刀具从安全平面下降到切削高度时，应先快速定位到毛坯上表面一定距离（一般为2-5mm），然后采用慢下刀切入工件。
G91 G02/G03 X0 Y0 I～ J～ Z-～ F～ L～其中Z-后数字指定螺距，L后数字指定次数（次数=总长/螺距）。
图2 螺旋下刀
（二）利用增量编程铣削斜面
在手工编程中利用相对坐标编程指令G91可以简化程序。在加工斜面时，同时利用调用子程序方法和调用次数L，来建立循环次数。如图3所示为一斜面体零件，此零件由一个斜面组成，其他部位暂无加工要求。图4为加工走刀路径，在斜面编程过程中，笔者发现走刀为1→2→3→4→5然后重复，宽度为86mm，每次进刀1mm，一共需要43次，所以调用L为43次。
图3
图4
O01
%01
N10 G90 G54 绝对值编程 调用G54坐标系（工件上表面中心点为坐标系原点）
N20 M03 S800 G00 Z50
N30 X46 Y-46 刀具移动到第1点
N40 Z-3.5 刀具移动到工件表面下位置
N50 M98 P2 L43 调用2号子程序43次
N60 G00 Z100
N70 M05
N80 M30
%2
N10 G91 G41 D01 G01 X-46 Z3.5 F200 加入刀具半径补偿 刀具移动到第2点
N20 Y1 刀具移动到第3点
N30 X46 Z-3.5 刀具移动到第4点
N40 Y1 刀具移动到第5点
N50 M99 返回主程序
三、利用G91指令编程变烦为简
在编程过程中经常计算走刀坐标，给编程人员带来大量的计算，虽然有计算机软件的辅助，但是携带不便，计算出结果、坐标值的繁琐也极易导致编程出错。编程人员大量使用相对值编程可以将繁琐的坐标計算化为简单。图6为简单轮廓，在编程过程中如果用绝对值编程，编程点的坐标都很繁琐，容易在计算中出错。利用G91指令大大缩短了编程。
2→9的程序简化为：
G91 G02 X-10 Y-10 R10 刀具移动到第3点
G01 X-75 刀具移动到第4点
G02 X-10 Y10 R10刀具移动到第5点
G01 Y75刀具移动到第6点
G02 X10 Y10 R10刀具移动到第7点
G01 X75刀具移动到第8点
G02 X10 Y-10 R10刀具移动到第9点
G01 Y-75刀具回到到第2点
图6
四、结束语：
随着CNC的发展，程序编制手法变得尤为重要，更趋近大众化，对编程人员的要求不断提高。在编程中，巧用相对编程指令可以简化程序内容，提高生产效率，在实践中应不断归纳和总结，以期在数控加工业中作出更大的贡献。
作者简介：
陈治国，1981年11月生，男，汉族，安徽科技贸易学校学生科科长，讲师，数控技师，数控考评员。
研究方向：学生管理、数控教学与研究工作。