CNC铣床基本介绍

CNC铣床基本介绍CNC铣床如图1所示。因无自动刀具交换装置( ATC , Automatic Toos Changer )及刀具库，故必须用手动方式换刀。图2所示为立式综合切削中心机。图3所示为卧式综合切削中心机。综合切削中心机 ( MC , Machine Center ) 因具备ATC及刀具库，故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内，需要时再下指令，由ATC自动换刀。所以综合切削中心机即CNC铣床加上ATC及刀具库。图CNC铣床图立式综合切削中心机图图盘型刀具库 图卧式综合切削中心机刀具库有二种：圆盘型，如图4所示。链条型，如图5所示。圆盘型刀具库用于刀具数目较少者，且换刀方式大都采用无臂式的换刀，换刀速度较慢，但故障率较少。键条型刀具库用于刀具数目较多者，且换刀方式大都采用有臂式的换刀，换刀速度较快。有臂式的换刀臂如图6所示。 综合切削中心机为了减少装置工件的时间，大型工件常使用自动梭台交换装置（APC，Automatic Pallete Changer）；如图7所示；小型工件可用机械手(Robot) 上下工件。如图8所示。图链条型刀具库图有臂式的换刀臂图卧式综合切削中心机附自动梭台交换装置图立式综合切削中心机附机械手综合切削中心机为了增加加工复杂性，常在床台上加装第四轴旋转轴，如图9所示，甚至增加两旋转轴成为5轴加工机，如图10所示。5轴加工机主要应用于几何外形复杂的航天零件加工及模具加工。图五轴加工机 图加装轴的四轴加工机CNC铣床（或加工中心机）程序制作计算机数值控制工具机是经由程序中的指令操控计算机数值控制系统去执行以往必须由人工操作的所有加工动作。故学习程序制作必须完全了解程序中指令的功能及格式，这样才能将传统人工操作工具机的加工经验及相关知识，很正常的用指令来描述加工顺序。简而言之，CNC铣床（或MC）的程序就是依据您已具有的加工知识和加工顺序，用正确的指令依序描述组合而成。 故制作CNC铣床（或MC）程序时必须考虑下列几点：1.依工件形状及尺寸标示决定程序原点位置及加工顺序。 2.工件的夹持方法。用虎钳夹持或用T槽螺栓、压板、梯枕或制作特殊夹具。3.刀具的选择：包括铣刀的直径、刀刃长度、材质及其它刀具的选用并决定各把刀具的刀号及刀长补正号码、刀径补正号码。 4.切削条件：包括各把刀具的主轴转速、切削深度、进给速率、精铣预留量等。 2-1程序制作CNC程序是由指令组成，而指令是由英文字母与数值组成（如N10，G28，G90，G91，M03，F100，S2500，T01 等）或特殊符号（如/选择性单节删除指令 ， ； 单节结束指令）。 例子：G28G91Z0；G28X0Y0；G54；M06T01；M03 S1000；G90G00G43Z5.H01；G00G41X25.Y30.D11；G01Z -5.F50；M30；上面例子程序中每一列即称为一个单节 ( Block ) ，每一单节是由至少一个字语 ( Word ) 所组成，字语是由一个地址 ( Address ) 和数值 ( Number ) 组成。每一单节后面加一单节结束符号；，以界定单节的范围。如此CNC控制器即依照程序中的单节指令，依序执行程序。地址用英文字母表示，其意义如表1所示，地址依照已设定的程序机能而有不同的意义 ，其目的在限定其后数值的意义。 表 各地址之意义机 能位 址意 义 程序号码： (ISO)，O (EIA)程序号码顺序号码N顺序号码准备机能G动作模式（直线、圆孤等）坐标轴字语X、Y、Z坐标轴移动指令A、B、C、U、V、W附加轴移动指令R圆弧半径I、J、K圆弧中心坐标进给机能 F进给速率主轴转速机能S主轴转速刀具机能T刀具号码、刀具补正号码辅助机能M机械侧ONOFF控制B床台位置补正号码H、D补正号码指令暂 停P、X暂停时间子程序号码指定P子程序号码指定重复次数L子程序重复次数参 数P、Q、R固定循环2-1.1数据输入格式CNC程序中的每一指定皆有一定的固定格式，使用不同的控制器其格式亦不同，故必须依据该控制器的指令格式书写指令，若其格式有错误，则程序将不被执行而出现警示讯息。 其中尤以数值数据输入时应特别小心。一般CNC铣床或MC皆可选择用公制单位mm 或英制单位英吋 为坐标数值的单位。公制可精确到0.001mm，英制可精确到0.0001英吋， 此也是一般CNC机械的最小移动量。若输入X1.23456时，实际输入值是X1.234mm或X1.2345英吋，多余的数值即被忽略不计。且字数也不能太多，一般以7个字为限，如输入X1.2345678， 因超过7个字，会出现警示讯息，表1是地址和指令数值范围。 表1中所列是计算机能接受之指令范围，而CNC工具机实际使用范围受到其机械本身的限制，故应参考CNC工具机的操作手册而定。例如表1中X轴可移动99999.999mm，但实际上CNC工具机X轴的行程可能只有650mm，进给速率F最大可输入100000.0mmmin，但实际上CNC工具机可能限制在3000mmmin以下。故在程序制作时，要确定不超过CNC工具机规格 的实际限制，所以一定要参照CNC工具机制造厂发行的说明书。表 地址与指令范围（FANUC 0M）机能位址公制单位英制单位程序号码： (ISO) O (EIA)1999919999顺序号码N1999919999准备机能G099099坐标轴字语X、Y、Z、Q、R、 I、J、K99999.999mm9999.9999inchA、B、C99999.999deg9999.9999deg进给机能F1100000.0mmmin0.01400.0inchmin主轴转速机能S0999909999刀具机能T099099辅助机能M099099暂 留X、P099999.999sec099999.999sec子程序号码指定P1999919999重复次数L1999919999补正号码D、H0320322-1.2CNC工具机坐标系统 CNC铣床或MC是依据坐标系统来确定其刀具运动的路径，因此坐标系统对CNC程序设计极为重要。 CNC工具机各轴的标注，CNS是采用右手直角坐标系统。如图1所示，大姆指表示X轴 ，食指表示Y轴，中指表示Z轴，且手指头所指的方向为正方向。X、Y、Z轴向是用于标注线性移动轴；另外定义三个旋转轴，绕X轴旋转者称为A轴，绕Y轴旋转者称为B轴，绕Z轴旋转者称为C轴。三旋转轴的正方向皆定义为顺着移动轴正方向看，顺时针回转为正，逆时针回转为负，如图2所示。(a)右手直角坐标系统(b)X、Y、Z移动轴A、旋转轴图图CNC工具机先定义Z轴，以工具机的主轴线为Z轴，再以刀具远离工件的方向为正，故以 立式CNC铣床为例，主轴向上为Z方向，向下为 Z 方向，如图3所示。接着定 义X轴，以操作者面向床柱，其刀具沿左右方向移动者为X轴，且规定向右为正方向；最后依 右手直角坐标系统决定Y轴，故其刀具沿前后方向移动者为Y轴，向前为正Y方向，向后为负Y方向。以上定义者称为程序坐标系（或称为工件坐标系），其三轴的交点即14节所述的程序原点。图3的右侧所示即为程序坐标系。程序设计人员是依据程序坐标系来指述刀具动路，且必须假设工件固定不动，刀具沿着工件轮廓移动加工。 图3所示，标示于CNC工具机上的坐标轴所形成的坐标系称为机械坐标系，一般CNC 铣床或MC在机械上会贴上机械坐标系的轴向。机械的移动是根据机械坐标系，因为CNC铣床 或MC在X、Y轴上实际是工件移动而非刀具移动，所以为了符合程序设计人员假设工件固定不动，其机械坐标系的X、Y轴正、负方向与程序坐标系相反。故程序设计人员指令刀具向程序 坐标系的X轴正方向移动，而实际上是工件向机械坐标系的X轴正方向移动，使两者一致。 图程序坐标系与机械坐标系2-1.3坐标位置的表示方式：绝对值和增量值CNC程序除了一些基本设定，如程序原点，刀具号码，主轴转速，进给速率等外，最主要的是命令刀具移动或切削至某一坐标位置。而坐标位置的表示有绝对值和增量值两种。绝对值是以程序原点为依据来表示坐标位置。增量值是以前一点为依据来表示两点间实际的向量值（包括距离和方向）。 CNC铣床或MC大都以G90指令设定X、Y、Z数值为绝对值；用G91指令设定X、Y、Z数值为增量值。 在同一程序中可以增量值与绝对值混合使用。使用原则是依据工件图上尺寸的标示，用何种方式表示较方便，则使用之。兹以图1、图2及图3说明之。绝对值指令格式：G90 X_Y_Z_；增量值指令格式：G91 X_Y_Z_；在使用上，大都以绝对值和增量值混合使用较多。简而言之，不用加减计算即可得到坐标 位置，则以那种方式表示之，因比较方便也。兹以图3所示之工件图说明之。假设铣刀已定位至H点，接着沿ABCDEFG程序原点A点，完成轮廓切削的程序如下：G90 G01 X18. F100；H B，用绝对值表示较方便。G91 X35. Y -20.；B C，用增量值表示较方便。G90 X92.；C D，用绝对值表示较方便。 Y15.；D E，用绝对值表示较方便。G91 X -60.；E F，用增量值表示较方便。 Y -15.；F G，增量值或绝对值皆方便，但沿用上单节增量指令， 可不必再用G90设定为绝对值，故用增量值表示 之。X -32.；G程序原点，理由同上。Y60.；程序原点A，理由同上。：2-1.4 坐标位置数值的表示方式CNC程序即控制刀具移动到某坐标位置，其坐标位置数值的表示方式有2种：1.用小数点表示法：即数值的表示用小数点.明确的标示个位在那里。如X25.36，其中5为个位，故数值大小很明确。2.不用小数点表示法：即数值中无小数点者。则CNC控制器会将此数值乘以最小移动量（公制 ：0.001mm，英制0.0001英吋）做为输入数值。如X25，则CNC控制器会将 25 0.001mm 0.025mm做为输入数值。 所以要表示贰拾伍公厘，可用25.或25000表示，一般用小数点表示法较方便， 并可节省系统之记忆空间，故常被使用。 以下之地址均可选择使用小数点表示法或不使用小数点表示法：X、Y、Z、I、J、K、F、 R等。 但也有一些地址不允许使用小数点表示法，如P、Q、D等。例如暂停指令，如指令程序暂 停5秒，必须如下书写：G04 X5.；或G04 X5000；或G04 U5.；或G04 U5000；或G04 P4000；皆可。一般皆采用小数点表示方式来描述坐标位置数值，故在键入CNC程序，尤其是坐标数值是 整数时，常常会遗漏小数点。如欲输入贰拾伍公厘，但键入Z25，其实际的数值是0.025mm，相差1000倍，可能会撞机或大量铣削，不可不谨慎。 程序中用小数点表示与不用小数点表示的数值，可以混合使用。 如下面例1：例1. G00 X25. Y3000 Z5.；G01 Z -5. F100.；X36000 Y50.；某些专用的G机能指令必须置于特定的数值之前。例2. G20；设定英制单位。X2.0 G04；其暂停时间是20sec。因为现处于英制单位 (G20) 故X2.0先被以 距离译码为20000吋，接着执行G04暂停指令，则20000会被转换成20sec。 故例2若写成如例3，则暂停时间为2sec。例3. G20；G04 X2.0；其暂停时间为2sec。因为X2.0在 G04之后，直接被解读为时间，以 sec 为 单位，故X2.0是2sec。 例4. F100. G98；（错误） G98 F100.；（正确），表示进给速率是100 mm min。2-1.5 程序号码：O 早期的数值控制 ( NC ) 机械，因无内存，故程序是储存在纸带上，执行时，常以光学 式读带机将纸带上的程序读入控制器内，再依指令控制机械运作。图1是EIA编码的NC纸带 。目前计算机数值控制 ( CNC , Comput Number Contral ) 机械，都具有记忆程序的功能。将CNC 程序储存在内存内，为了区别不同的程序，故在程序的最前端用程序号码以区分之，方便日后欲执行那一程序时，只需呼叫出来，即可进行编辑或执行程序。图1目前CNC程序的编码有二种：EIA编码或ISO编码，在台湾大多使用EIA编码。在CNC控制器内，一般皆可接受这二种编码，故为了区别起见，程序号码以地址 O 表示者是EIA编码；以地址：表示者是ISO编码，如表所示。地址与指令范围（FANUC 0M）机能位址公制单位英制单位程序号码： (ISO) O (EIA)1999919999顺序号码N1999919999准备机能G099099坐标轴字语X、Y、Z、Q、R、 I、J、K99999.999mm9999.9999inchA、B、C99999.999deg9999.9999deg进给机能F1100000.0mmmin0.01400.0inchmin主轴转速机能S0999909999刀具机能T099099辅助机能M099099暂 留X、P099999.999sec099999.999sec子程序号码指定P1999919999重复次数L1999919999补正号码D、H032032程序号码以地址O及4位数字组成，一般控制器大多从19999之范内任意选择使用。 例如：O3838表示程序号码为3838的CNC程序。（EIA） ：4949表示程序号码为4949的CNC程序。（ISO）2-1.6 顺序号码：N CNC程序的每一单节之前可以加一顺序号码，以地址N后面加上19999数字表示之。 顺序号码与CNC程序的加工顺序无关，它只是那一单节的代号，故可任意的编号。但最好以由小到大的顺序编号，较符合人类的一般思路。 为了节省内存空间，故一般CNC程序常不使用顺序号码于每一单节前面。但常用于标示加工种类如下列例子：N1；粗铣外形 ：N2；粗铣凹槽 ： N3；精铣外形及凹槽 ：N4；钻中心孔：N5；钻7.8钻头：N6；钻6.8钻头：N7；铰孔8H7：N8；攻螺纹M81.252-1.7 选择性单节删除：”在单节的最前端加一斜线（选择性单节删除指令）时，该单节是否被执行，是由执 行操作面板上的选择性单节删除开关来决定。当此开关处于ON（灯亮），则该单节会被忽 略而不被执行；当此开关处于 OFF （灯熄），则该单节会被执行。所以程序中有指令 之单节可由操作者视情况选择该单节是否被执行。例子： N1； 粗铣外形 ： M00； N2； 粗铣凹槽 ： M00； N3； 精铣外形 ： M00； N4； 精铣凹槽 以上例子，当单节删除开关处于ON时，则所有的M00（程序停止指令）皆不被执行。反之设于 OFF ，则全部执行。指令常置于单节的最前端，若是置于单节中的任何位置，则从 至；（单 节结束）间之所有指令皆被忽略不执行。若含有指令的单节被读入缓冲暂存区后，再将单节删除开关 ON ，则此单节因已被辨认正确无误，故会被执行。2-1.8 主轴转速机能：S 主轴转速机能又称为S机能，系用于指令主轴的回转速数值 (rpm) 。S机能以地址S后面接 4位数字组成 。 如其指令的数值大于或小于制造厂商所设定之最高或最低转速时，将以厂商所 设定的最高或最低转速为实际转速。一般MC的转速06000rpm。在操作中为了实际加工条件之需要，亦可由执行操作面板之主轴转速调整率旋钮来调整主轴实际转速。S指令只是设定主轴转数大小，并不会使主轴回转，需待有M03（主轴正转）或M04（主 轴逆转）指令时，主轴才开始旋转。 例子：S1000 M03；主轴以顺时针方向转1000rpm。主转转速可由下列公式计算而得 S1000 V DS：主轴转速 rpm V：切削速度 m minD：刀具直径 mm ：圆周率 3.14例题：已知用10 mm高速钢端铣刀，V22 m min，求S。 解答：S 1000 22 3.14 10 700 rpm。2-1.9 进给速率机能：又称为F机能F机能用于控制刀具移动时的速率，如图1所示。F后面所接数值代表每分钟刀具进给量 ，单位为mm min。F机能指令值如超过制造厂商所设定之范围时，则以厂商所设定之最高或最低进给率为实际进给率。在操作中为了实际加工条件之需要，亦可由执行操作面板上之切削进给率旋钮来调整实际进给率。 F机能一经设定后如未被重新指定，则表示先前所设定之进给率继续有效。 F机能的数值可由下列公式计算而得。 F F t T S F t：铣刀每刃的进给量 mm tooth T ：铣刀的刀刃数 S ：刀具的转数 rpm 例题：使用75mm，6刃的面铣刀，铣削碳钢表面，V100mmin，Ft0.08mm刃，求S及F。解答：S 1000 1000 * 100 425 rpm F F t T S 0.08 6 425 204 mm min 刀具材质及被切削材料不同，则切削速度，每刃的进给量亦不相同。2-1.10 刀具机能：T 刀具机能又称为 T 机能，CNC铣床无ATC，必须用手换刀，所以T机能是用于MC。T 机能 以地址T后面接2位数字组成。 MC的刀具库有二种：一种是圆盘型（如第1章图4所示），另一种为键条型（如第1章图5所示）。换刀的方式分无臂式（如第1章图4所示）及有臂式（如第1章图6所示）两种。无臂式换刀方式是刀具库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，再旋转至欲换的刀具，上升装 上主轴。此种刀具库大都用于圆盘型较多，且是固定刀号式（即1号刀必须插回1号刀具库内）， 故换刀指令的书写方式如下： M06 T02；M06（换刀指令），执行时，主轴上的刀具先装回刀具库，再旋转至2号刀， 将2号刀装上主轴孔内。 有臂式换刀大都配合链条型刀具库且是无固定刀号式【即1号刀不一定插回1号刀具库内， 其刀具库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC（可程控器）管理】。此种换刀方式的T指 令后面所接数字代表欲呼叫刀具的号码。当T机能被执行时，被呼叫的刀具会转至准备换刀位置，但无换刀动作，因此T指令可在换刀指令M06之前即以设定，以节省换刀时等待刀具之时间。故有换刀臂式的换刀程序指令书写如下T01；1号刀就换刀位置。：M06 T03；M06换刀指令，将1号刀换到主轴孔内，3号刀就换刀位置。： M06 T04；M06换刀指令，将3号刀换到主轴孔内，4号刀就换刀位置。：M06 T05；M06换刀指令，将4号刀换到主轴孔内，5号刀就换刀位置。执行刀具交换时，并非刀具在任何位置均可交换，各制造厂商依其设计不同，均在一安全位置，实施刀具交换动作，以避免与床台、工件发生碰撞。Z轴的机械原点位置是远离工件最 远的安全位置，故一般以Z轴先回归机械原点后，才能执行换刀指令。（但有些制造厂商，如 台中精机的MC除了Z轴先回归HOME点外，也必须做第二参考点复归，即G30指令）。故MC的换刀程序应如下书写：1.只需Z轴回HOME点，（无臂式的换刀）G91 G28 Z0； Z轴回归HOME点。M06 T03； 主轴更换为3号刀。 ：G91 G28 Z0；M06 T04； 主轴更换为4号刀。 ：G91 G28 Z0；M06 T05； 主轴更换为5号刀。：2.Z轴先回归HOME点且必须Y轴做第二参考点复归G30 Y0；（有臂式的换刀）T01； 1号刀就换刀位置。G91 G28 Z0； Z轴回归HOME点。G30 Y0； Y轴第二参考点复归。 M06 T03； 将1号刀换到主轴孔内，3号刀就换刀位置。 ：G91 G28 Z0； G30 Y0；M06 T04；将3号刀换到主轴孔内，4号刀就换刀位置。 ：G91 G28 Z0；G30 Y0；M06 T05；将4号刀换到主轴孔内，5号刀就换刀位置。：2-1.11 辅助机能（又称为M机能）M 在数值控制机械上，有些单纯的开（ON）或关（OFF）的动作，如主轴正转、主轴停止、切削剂开、切削剂关等，用地址M后面接2位数字组成指令，称为辅助机能。 通常M机能除某些有通用性的标准码外（如M03，M05，M08，M09，M30等），亦可由制 造厂商依其机械之动作要求，设计出不同的M指令，以为控制不同之开关动作，或预留IO（输入输出）接点，作为操作者自行联结其它外围设备使用。 在同一单节中若有两个M机能出现时，虽其动作不相冲突，但以排列在最后面的M机能有效，前面的M机能皆被忽略而不执行。 例如：S600 M03 M08；执行此单节时，主轴不会正转，只有喷出切削剂。 一般CNC机械M机能的前导零可省略，如M01可用M1表示，M03可用M3来表示，余者类推，如此可节省内存空间及键入的字数。M机能的范围由M00至M99，不同的M机能代表不同的动作，较常用者如表1所示。现分述如下：表辅助机能之字语及其功能字语功 能M00程序停止M01选择性程序停止M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M06自动换刀M07切削剂开（雾状）M08切削剂开M09切削剂关M19主轴定向停止M30程序结束（记忆回原）M98主程序呼叫子程序M99子程序结束，并跳回主程序1. M00：程序停止 程序中若使用M00指令，于执行至M00指令时，程序即停止执行，且主轴停止转动、切削 剂关闭。若欲再继续执行下一单节，只要按下CYCLE START程序启动键，则主轴转动、切削 剂开启，继续执行M00后面的程序。M00指令一般均单独成为一个单节使用。2. M01：选择性程序停止此一指令的功能和M00相同，但选择停止或不停止，可由执行操作面板上的选择停止按钮来控制。当按钮置于ON（灯亮）时则M01有效，其功能等于M00，若按钮置于OFF（灯熄）时，则M01将不被执行，即程序不会停止。M00和M01常用在CNC铣床于粗铣后执行M00或M01，此时，则可用手动方式更换精铣刀 ，再按CYCLE START程序执行键，续继执行精铣程序，其它加工，以此类推，如下面例子说明例子：N1；粗铣：G00 G90 Z100.；手动换刀安全点。M00；程序停止。将模式选择旋钮转至MPG微调操作，用手动更换精铣刀，再将旋钮转回AUTO自动执行，再按CYCLE START程序启动键，继续往下执行程序。N2； 精铣：G00 G90 Z100；M00；程序停止，同上M00说明更换中心钻头。N3；钻中心孔： G00 G90 Z00.；M00；程序停止，同上M00说明更换7.8钻头。N4；钻7.8mm孔：G00 G90 Z100.；M00；程序停止，同上M00说明更换8H7铰刀。N5；铰孔： M30；程序结束。3. M02：程序结束 此指令应置于程序最后单节，表示程序到此结束。此指令会自动将主轴停止（M05）及关闭切削剂（M09），但程序执行指针（CURSOR）不会自动回到程序的第一单节，而停在M02 此单节上。如欲使程序执行指针回到程序开头，必须先将模式选择钮转至EDIT编辑上， 再按RESET键，使程序执行指针回到程序开头。 4.M03：主轴正转 程序执行至M03，主轴即正方向旋转（由主轴上方，向床台方向看，顺时针方向旋转）。参考图1（a）。一般铣刀大都用主轴正转M03。5.M04：主轴反转 程序执行至M04，主轴即反方向旋转（由主轴上方，向床台方向看，逆时针方向旋转）。参考 图1（b）。6.M05：主轴停止 程序执行至M05，主轴即瞬间停止，此指令用于下列情况： ( 1 )程序结束前（ 但一般常可省略，因为M02，M30指令皆包含 M05 ）。( 2 )若CNC机械有主轴高速档（M42）、主轴低速文件（M41）指令 时，在换档之间，必须使用 M05，使主轴停止再换档，以免损坏换档机构。 ( 3 )主轴正、反转之间的转换，也须加入此指令，使主轴停止后，再变换转向指令，以免伺服马达受损。7.M06：自动换刀程序执行至M06，控制器即命令ATC（自动刀具交换装置）执行换刀的动作。其换刀动作及程序写法请参考21.10T机能说明。8. M07：开启雾状切削剂有喷雾装置之机械，令其开启喷雾泵浦，喷出雾状切削剂。9. M08：切削剂喷出程序执行至M08，即启动切削剂泵浦，但必须配合执行操作面板上的 CLNT AUTO键，处于ON ( 灯亮 ) 状态。 ( 切削液程序键，处于ON ) 否则泵浦不会启动。一般CNC机械主轴附近有一阀门可以手动调节切削剂流量大小。10.M09：喷雾及切削剂关闭令命喷雾及冷却剂泵浦关闭，停止切削剂喷出。常用于程序执行完毕之前。（但常可省略， 因为一般M02、M30指令皆包含M09）。11.M19：主轴定向停止令主轴旋转至一固定之方向而后停止旋转，于装置精搪孔刀及背搪孔刀使用G76或G87指 令时，因其包含M19指令，且刀具会平移一小段距离。故必须先以MDI方式执行19指令，以确定偏位方向，以便提供给G76或G87指令使用。12.M30：程序结束此指令应置于程序最后单节，表示程序到此结束。此指令会自动将主轴停止（M05）及关 闭切削剂（M09），且程序执行指针会自动回到程序的第一单，以方便此程序再次被执行。此即是与M02指令不同之处，故程序结束大多使用M30较方便。13.M98：主程序呼叫子程序此指令置于主程序之某一单节，当执行至M98时，控制器，即从内存内呼叫M98后面所指定之子程序出来执行。执行次数大多由199。指令格式：此指令的用法，可参考 21.20节的例1。14.M99：子程序结束并跳回主程序此指令用于子程序最后单节，表示子程序结束，且命令程序执行指针跳回主程序中M98的下一单节继续执行程序。 M99指令也可用于主程序最后单节，此时程序执行指针会跳回主程序的第一单节继续执行此程序，所以此程序将一直重复执行，除非按下RESET键才能中断执行。此种方法常用于CNC铣床或MC开机后的暖机程序，如下面例子可供参考。（也常用于展览会场展示用）。CNC铣床或MC暖机程序：（此程序适合无臂式ATC）O8888；G91 G28 Z0；Z轴回归机械原点。G28 X0 Y0；X、Y轴回归机械原点。 M06 T01； 将1号刀装上主轴孔内。 M03 S100；主轴正转100 rpm。 G01 G91 X500. Y -350. F50.；以50mmmin进给速率移动到 X500. Y350.。Z -400.；Z轴向下移动。X -450. Y300.； X、Y轴移动。 G28 Z0；Z轴归HOME点。M06 T07；将7号刀装上主轴。Z -400.； Z轴向下移动。X500. Y -350.；X、Y轴移动。Z200.；Z轴向上移动。X -250. Y170.； X、Y轴移动。G28 Z0； Z轴归HOME点。M06 T14； 将14号刀装上主轴。Z -400.；Z轴向上移动。 M99；将程序执行指针跳回第一单节继续执行此程序。2-1.12 准备机能（又称为G机能）：G 2-1.13G机能是命令机械准备以何种方式切削加工或移动。以地址G后面接2位数字组成，其范围由G00G99，不同的G机能代表不同的意义与不同的动作方式，如表1是常用的G机能。表准备机能之字语及其机能（FANUC 0M）字语机 能组群分类G00快速定位01BG01直线切削BG02顺时针圆弧切削BG03反时针圆弧切削BG04暂停00BG09 确实停止检验BG10 自动程序原点补正，刀具补正设定BG17XY平面选择02BG18ZX平面选择BG19YZ平面选择BG20英制单位输入选择06OG21公制单位输入选择OG27 机械原点复归核对00BG28自动机械原点复归BG29由机械原点自动定位BG30第2、3、4参考点自动复归BG33螺纹切削01BG40刀具径补正取消 07OG41刀具径补正向左OG42 刀具径补正向右OG43刀具长度正向（）补正08BG44刀具长度负向（）补正BG49刀具长度补正取消BG52局部坐标系统00BG54选择第1程序坐标系统12BG55选择第2程序坐标系统BG56选择第3程序坐标系统BG57选择第4程序坐标系统BG58选择第5程序坐标系统BG59选择第6程序坐标系统BG61确实停止检验格式13BG62自动转角调整BG63 攻螺纹模式BG64切削模式BG73快速深孔啄钻循环 09OG74左螺纹攻牙循环OG76精搪孔固定循环（主轴定向）OG80固定循环切削取消OG81钻孔固定循环OG82沈头钻孔固定循环OG83深孔啄钻循环OG84 右螺纹攻牙循环OG85铰孔固定循环f2-1.13 英制公制单位指令：G20G21G20：设定程序以吋为单位。最小数值0.0001吋。 G21：设定程序以mm为单位。最小数值0.001mm。CNS是采用公制单位，故CNC铣床或MC一开机即自动设定为公制单位公厘。故程序中不须再指令G21。但若欲加工以吋为单位的工件，则于程序的第一单节必须先指令G20， 如此以下所指令的坐标值、进给速率、螺纹导程、刀具半径补正值、刀具长度补正值、手动脉波产生器（MPG）手轮每格之单位值等皆被设定成英制单位。G20或G21通常单独使用不和其它指令一起出现在同一单节，且应位于程序的第一单节。同一程序中，只能使用一种单位，不可公、英制混合使用。 刀具补正值及其它有关数值均须随单位系统改变而重新设定。2-1.14 设定坐标系指令：G92 ,G54G59,G52由21.2 CNC工具机坐标系统说明，可知撰写CNC程序时必须依据程序坐标系来描述工件轮廓尺寸，此程序坐标系的零点即程序原点。1.设定程序原点的指令在CNC铣床或MC上，可用G92指令其指令格式为G92 XY；其中X、 Y值是指程序原点到机械原点的向量值，于使用时，必须将X、Y值表示出来。2.但当工件外形复杂时，为了撰写CNC程序的方便常须设定2个以上的程序原点，故也可用G54 G59指令设定程序原点，其指令格式：G54；其后面不须书写X、Y值，其定义是指机械原点到程序原点的向量值。 一般使用G54G59指令后，就不再使用G92指令。但如果使用时，则原来由G54G59设 定的程序原点将被移动G92后面X、Y值，如图 1 所示说明。故此时G92 XY；的X、Y 值是指原来的程序原点到新的程序原点之向量值。程序写法如下：G54；设定程序原点（1）。：G92X92. Y60.；将程序原点（1）移动至程序原点（2）。：3.局部坐标系：G52 局部坐标系统（local coordinate system setting）是用于将原坐标系中分离出数个子坐标系统。 其指令格式： G52 XY；其X、Y的定义是原坐标系的程序原点到子坐标系的程序原点之向量值。如图 2说明G52 X0 Y0；表示回复到原坐标系。范例1：有一工件系统，配合子程序呼叫指令M98及钻孔固定循环指令G81，则可简化程序的撰写。如图3所示。使用G54设程序坐标系，再用G52指令设定子坐标系。O2001；主程序G91 G28 Z0；G28 X0 Y0；G80 G54 G90 G00 X25. Y25.；G43 Z5. H01 M03 S500；M08；G98 G81 R3. Z -25. F80；G52 X0 Y0 M98 P2011；G52 X100. M98 P2011；G52 X200. M98 P2011；G52 X300. M98 P2011；G52 X300. Y100. M98 P2011；G52 X200. Y100. M98 P2011；G52 X100. Y100. M98 P2011；G52 X0. Y100. M98 P2011；G91 G28 Z0. M9；M30；O2011；子程序 X25. Y25.；X -25.；Y -25.；X25.；G52 X0 Y0；M99；2-1.15 快速定位指令：G00 指令格式：X_Y_Z_；（格式中可三轴同动或二轴同动或单轴移动）G00指令的功能即命令刀具中心的刀端点快速移动到X、Y、Z所指定的坐标位置。其移动 之速率可由执行操作面板上的快速进给率旋钮调整。并非由F机能指定。若X、Y、Z轴最快移动速率为15m min，而快速进给率钮调整在： 1.100 ，则以最快速率15m min移动。2. 50 ，则以7.5m min移动。3.25 ，则以3.75m min移动。4.0 ，此时由参数设定之（大都设定为400mm min）。 只要非切削的移动，通常使用G00指令，如由机械原点快速定位至切削起点，切削完成后 的Z轴退刀及X、Y轴的定位等，以节省加工时间。现以图1为例说明其用法。刀具由A点快速定位至B点，用绝对值表示：G90 G00 X92. Y35.；用增量值表示：G91 G00 X62. Y -25.；G00快速定位的路径一般皆设定成斜进45（又称为非直线型定位）方式，而不以直线型 定位方式移动。斜进45方式移动时，X、Y轴皆以相同的速率同时移动，再检测已定位至那 一轴坐标位置后，只移动另一轴至坐标点为止。如图1所示。若采用直线型定位方式移动 ，则每次都要计算其斜率后，再命令X轴及Y轴移动，如此增加计算机的负荷，反应速度也较慢，故一般CNC机械一开机大都自动设定G00以斜进45方式移动。2-1.16 直线切削指令：G01 指令格式：G01 X_Y_Z_F_；工件的轮廓为直线时，皆以G01指令切削之。X、Y、Z坐标位置为切削之终点，可三轴同 动或二轴同动或单轴移动，而由F值指定切削时的进给速率，单位一般设定为mm min。现以图1说明G01用法。假设刀具由程序原点往上铣削轮廓外形。：G90 G01 Y17. F80；X -10. Y30.；G91 X -40.；Y -18.；G90 X -22. Y0；X0.；：F机能是持续有效指令，故切削速率相同时，下一单节可省略，如上面程序所示。2-1.17 圆弧切削指令：G02，G03G02：顺时针方向（CW）圆弧切削。 G03：逆时针方向（CCW）圆弧切削。工件上有圆弧轮廓皆以G02或G03切削，因铣床工件是立体的，故在不同平面上其圆弧切削方向（G02或G03）如图1所示。其定义方式：依右手坐标系统，视线朝向平面垂直轴的正方向往负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03。指令格式：一、XY平面上的圆弧二、ZX平面上的圆弧三、YZ平面上的圆弧指令各地址的意义：X、Y、Z：终点坐标位置，可用绝对值（G90）或增量值（G91）表示。R：圆弧半径，以半径值表示。（以R表示者又称为半径法）。I、J、K：从圆弧起点到圆心位置，在X、Y、Z轴上的分向量。（以I、J、K表示者又称为圆心法）。 X轴的分向量用地址I表示。Y轴的分向量用地址J表示。 Z轴的分向量用地址K表示。 F：切削进给速率，单位mm min。圆弧的表示有圆心法及半径法两种，兹分述如下：1.半径法：以R表示圆弧半径，以半径值表示。此法以起点及终点和圆弧半径来表示一圆弧，在圆上会有二段弧出现，如图2所示。故以R是正值时，表示圆心角180者之弧；R 是负值时，表示圆心角180者之弧。假设图2中，R 50mm，终点坐标绝对值为（100.，80.）则 （1）圆心角180之圆弧（即路径B）G90 G03 X100. Y80. R -50. F80；（2）圆心角180之圆弧（即路径A） G90 G03 X100. Y80. R50. F80；2.圆心法：I、 J、K后面的数值是定义为从圆弧起点到圆心位置，在X、Y、Z轴上之分向量值。兹以图3、图4说明。 CNC铣床上使用半径法或圆心法来表示一圆弧，端看工作图上的尺寸标示而定，以使用较方便者（即不用计算，即可看出数值者）为取舍。但若要铣削一全圆时，只能用圆心法表示，半径法无法执行。若用半径法以二个半圆相接 ，其真圆度误差会太大。如图5铣削一全圆的指令写法：G02 I -50.；现以图6为例，说明G01、G02、G03指令的用法。假设刀具由程序原点向上沿轮廓铣削。：G90 G01 Y12. F80； 程序原点 AG02 X38.158 Y40. I38. 158 J -12.； A BG91 G01 X11.； B CG03 X24. R12.； C DG01 X8.； D E G02 X10. Y -10. R10.； E FG01 G90 Y10.； F G G91 X -15. Y -10.； G H X -20.； H IG90 G03 X20.158 R18.； I JG01 X0.； J 程序原点： 使用G02、G03圆弧切削指令时应注意下列几点：（1）一般CNC铣床或MC开机后，即设定为G17（XY平面），故在XY平面上铣削圆弧，可省略G17指令。 （2）当一单节中同时出现I、J和R时，以R为优先（即有效），I、J无效。（3）I0或J0或K0时，可省略不写，如图2所示。 （4）省略X、Y、Z终点坐标指述时，表示起点和终点为同一点，是切削全圆，如图219所示 。若用半径法则刀具无运动产生。（5）当终点坐标与指定的半径值非交于同一点时，会显示警示讯息。（6）直线切削后面接图弧切削，其G指令必须转换为G02或G03，若再行直线切削时，则必须再转换为G01指令，这些是很容易被疏忽的。（7）使用切削指令（G01，G02，G03）须先指令主轴转动，且须指令进给速率F。2-1.18 刀具半径补正指令：G40，G41，G42指令格式：本节以前所举例书写的程序皆以刀具端面中心点为刀尖点，以此点沿工件轮廓铣削。但实际情形，铣刀有一定的直径，故以此方式实际铣削的结果，外形尺寸会减少一铣刀直径值；内形尺寸会增加一铣刀直径值，如图1所示。由以上得知若刀具沿工件轮廓铣削，因刀具有一定的直径，故铣削的结果会增加或减少一刀具直径值。若以图2（b）铣刀的刀尖点向内偏一半径值，如虚线所示，则可铣出正确的尺寸，但如此写法，每次皆要加、减一半径值才能找到真正的刀具中心动路，于撰写程序时甚不方便。故为了撰写程序的方便性，最好能以工件图上的尺寸为程序路径再利用补正指令，命令刀具向右或向左补正一刀具半径值，如图3，4所示。如此就不必每次皆要计算铣刀中心之坐标值。刀具半径补正指令： G40：取消刀径补正（cutter compensation cancel）。 G41：刀径左向补正（cutter compensation Left）。 G42：刀径右向补正（cutter compensation right）。刀径补正左、右方向的判断依据以下定义：站在程序路径上，向铣削前进方向看，铣刀应向右补正者（如图3所示），以G42指令之；反之，铣刀应向左补正者（如图4所示）， 以G41 指令之。刀径补正指令格式：、：为X、Y、Z三轴中配合平面选择（G17、G18、G19）之任二轴。D：为刀径补正号码，以2位数字表示。此号码即指刀具补正号码中的刀径补正号码。例如D11，表示刀径补正号码为11号，11号的数据是4.0，表示铣刀半径为4.0mm。执行G41或G42指令时，控制器会到D所指定的刀径补正号码内撷取刀具半径值，以 做为补正值的依据。使用刀径补正时应注意下列事项：1.不能和G02、G03一起使用，只能与G00或G01一起使用，且刀具必须要移动（即启动刀径补正指令，必须在前一单节启动）。如图3及图4说明。由A点向C点移动并启动刀径右向补正指令之程序如下：G90 G00 X110. Y -20.；快速定位至A点 G01 G42 X92. Y0 D11 F80； A CY52.； C DG03 X84. Y60. R8.； D EG01 X0； E FY0； F GX92.； G C ：由B点向F点移动并启动刀径右向补正指令之程序如下：G90 G00 X -20. Y80.； 快速定位至B点。G01 G42 X0 Y60. D11 F80； B FY0； F G X92.； G CY52.； C DG03 X84. Y60. R8.； D EG01 X0； E F：G42右向补正，即是铣削时，铣刀在程序路径之右侧而言，对于工件它将产生逆铣效果， 故常用于粗铣削。由A点向C点移动并启动刀径左向补正指令之程序如下：G90 G00 X110. Y -20.；快速定位至A点G01 G41 X92. Y0 D11 F80； A CX0； C GY60.； G FX84.； F EG02 X92. Y52. R8.； E DG01 Y0； D C：由B点向F点移动并启动刀径左向补正指令之程序如下：G90 G00 X -20. Y80.；快速定位至B点G01 G41 X0 Y60. D11 F80； B FX84