坐标尺寸指令解析

CNC程序中，在给定时刻跟刀具位置相关的地址称为坐标字。坐标字通常有一个尺寸值，它使用当前选择的单位（英制和公制），典型的坐标字有X、Y、Z、I、J、K、R等，它们是CNC程序中所有尺寸的基础。

程序中的尺寸具有两大属性。

①尺寸单位（英制或公制）。

②尺寸参考（绝对或增量）。

程序中的尺寸单位不允许有分数值。在特定CNC系统中应用时，不管选择的格式如何，都可以控制小数部分的位数，也可以设置消除前面和末尾的零，此外，还可以编写或省略小数点。

1.公制和英制

英制系统在英、美比较常见，某种程度上说，在加拿大和其他一些国家也较常见；公制系统在欧洲、日本和世界上其他地方比较常见。在全球市场经济形式下，了解两种系统是非常重要的。

在FANUC数控系统中，可以使用任意一种模式。初始的CNC系统设置（也称为默认状态）由控制系统的一个参数确定，但可以用G20或G21改变其设置。默认状态通常由机床生产厂家设定。

程序开发时，一定要考虑程序执行时控制系统默认状态的冲突。只要打开CNC机床电源，默认状态便起作用，一旦在MDI模式或程序中发出一条指令，默认值将被覆盖，并把且改变后的值保留下来。CNC程序中尺寸单位的选择将改变默认值（即内部控制器设置），也就是说，如果选择英制，那么控制系统会一直保留该模式，直到输入公制选择，这既可以通过MDI模式和程序段，也可以通过系统参数来完成。

不管默认状态如何，要选择某一特定的尺寸输入，需要在CNC程序的最前面使用准备功能。

G20：选择英制。

G21：选择公制。

如果没有在程序中指定准备功能，控制系统将当前参数设置作为默认状态。两种准备功能的选择都是模态的，也就是说选择的G代码会一直有效，直到编写与它相反的G代码，所以，公制系统一直有效，直到英制系统取代它，反之亦然。

这里可能会给人一种错觉，即可以在程序的任何地方，任意并不加区别地在两种单位之间切换。这是不对的。使用G20或G21指令的任何“切换”，并不会导致从一种单位到另一种单位的真正改变，它只会移动小数点，而不改变数字，最多只发生部分改变，而不是所有的。例如，G20或G21选择只会在某些（而不是所有的）偏置显示屏上实现两种不同度量单位之间的切换。

下面两个例子所示为同一程序中，将G21切换到G20和从G20切换到G21时所导致的错误结果。

例：从公制到英制。

G21；公制选择

G00 X60.0；系统接受的X值为60mm

G20；前面的值变为6.0in

例：从英制到公制。

G20；公制选择

G00 X6.0；系统接受的X值为6.0in

G21；前面的值变为60mm

因此，千万不要在同一程序中混合使用公制和英制单位！即使可以预料控制系统的结果，混合使用它们也是不明智的。公英制的切换将影响以下功能。

① 尺寸字（X轴、Y轴、Z轴；I、J、K增量等）。

② 恒定表面速度（CSS车床）。

③ 进给率功能（F地址）。

④ 偏置值（铣床是H和D偏置，车床为刀具预先设置值）。

⑤ 屏幕位置显示（小数部分的位数）。

⑥ 手动脉冲发生器分度值。

⑦ 某些控制系统参数。(www.xing528.com)

2.绝对值和增量值

程序中输入的尺寸有两种模式：绝对尺寸和增量尺寸。

程序中的绝对尺寸表示切削刀具相对于原点的目标位置。程序中的相对尺寸表示切削刀具相对于当前位置的实际距离和方向。

一般情况下有两种方法来确定绝对/增量模式，铣床中常用G代码，车床中常用地址。当然车床中也可以选择用G代码，这取决于系统中代码体系的设定。

尺寸模式选择的两个G代码是G90和G91。

G90：绝对尺寸模式。

G91：增量尺寸模式。

两个指令都是模态的，彼此可相互取消。打开电源时的初始默认设置通常是绝对模式。该默认设置有一系统参数控制。

注意：一个好的编程习惯，就是通常在CNC程序中包含所需的设置，而不是依赖控制系统的任何默认设置。

（1）绝对数据输入

绝对编程模式下，所有的尺寸都从原点开始测量，原点即程序参考点，也称为程序原点。机床的实际运动就是刀具当前绝对位置与前一位置的差。数学符号“+”和“-”表示直角坐标的象限，而不是运动的方向。正号可以忽略不写。一旦选择绝对模式G90，它将作为模态值一直保持，直到编写增量指令G91。绝对模式下，程序中任何省略的轴都没有运动。绝对编程的主要优点就是程序员或CNC操作人员可以方便地对之进行修改，改变其中一个尺寸，并不会影响程序中的其他尺寸。

对于FANUC车床系统，并不使用G90来表示绝对模式，而是用轴名称X和Z来表示绝对模式。

（2）增量数据输入

增量模式（也称为相对模式）编程中，所有程序尺寸都是指定方向上的间隔距离，即“要移动距离”。机床的实际运动是沿每根轴移动指定的数值，其方向由正负号表示。符号“+”和“-”指定刀具运动的方向，而不是直角坐标的象限。表示正值的正号不一定要写出来，但是负号一定要写出来。所有的零值，如：X0、Y0或Z0表示没有沿这些轴的刀具运动，它们完全可以不用编程。

增量程序的主要优点就是使程序各个部分之间具有可移植性，可以在工件的不同位置甚至在不同的程序中，调用一个增量程序，它在子程序开发和重复相等的距离时用得最多。

在FANUC车床系统上，通常用轴名称U和W表示增量模式，它并不使用G91指令。

（3）同一程序段中的混合编程

FANUC车床系统上，可在同一程序段中混合使用绝对模式和增量模式。车床并不使用G90和G91，所以只在地址X和U以及地址Z和W之间切换，X和Z表示绝对值，U和W则是增量值。可以在同一程序段中混合使用这两种类型，而不会产生任何问题。

车削实例：N10 G01 X12.3 W-2.5 F0.2；

该CNC车床例子所示为一个刀具轨迹运动，切削刀具必须到达刀具直径为12.3mm的地方，与此同时，必须沿Z轴负方向移动2.5mm，它由增量名称地址W表示。这里不像通常所见的那样使用G90或G91。这是车床系统使用A组G代码的情形。如果该车床系统使用B或C组代码，则变为用G90/G91来选择绝对和增量模式了。

3.直径编程

CNC车床上，所有沿X轴的尺寸都可以用直径编程。这一方法可简化车床编程，并使程序易读。通常，大多数FANUC控制器的默认值为直径编程，也可以改变控制系统参数，将输入的X值作为半径值编程。

对于程序员和操作员，车床系统X轴采用直径编程要易于理解，因为图样中的回转体工件一般使用直径尺寸，而且车床上直径测量也较常见。要特别注意，如果使用直径编程，所有X轴的刀具磨损偏置必须是直径上的偏置。

另一个同样重要的编程考虑是选择绝对和增量编程模式的尺寸输入。直径编程中，X轴值表示工件直径，比较常用的是绝对模式。这种情形下，当需要增量值时，一定要记住程序中所有的增量尺寸必须指定为直径的增量，而不是半径的增量。

4.小数点编程

小数点编程对距离、时间、速度有效。可以使用小数点编程的地址有X、Y、Z、U、V、W、A、B、C、I、J、K、R、F等。

有两种类型的小数点编程方式：计算器型和标准型。也是通过系统参数进行设定。一般使用前者。

表4-8给出了计算器型和标准型方式下，小数点忽略与否对尺寸值的影响。一个好的习惯是：即便是整数，编程时也不省略小数点。

表4-8 小数点编程