1 引言
數(shù)控文字地址程序段格式中,，G代碼,、M代碼分別表示準備功能宇和輔助功能字，G,、M代碼在不同數(shù)控系統(tǒng)中分別表示不同的數(shù)控功能,，有些數(shù)控系統(tǒng)還規(guī)定可使用幾套G、M代碼指令,，這就為數(shù)控加工工藝的制訂,，數(shù)控加工程序的編制以及加工程序調(diào)試增添了許多靈活性，特別是特殊G,、M代碼的合理使用,，對保證零件的加工質(zhì)量和精度，防止數(shù)控機床各加工軸之間或刀具之間的干涉,，提高數(shù)控機床的安全,、穩(wěn)定運行具有積極的現(xiàn)實意義。
2 數(shù)控加工中特殊G,、M代碼的使用
延時G04指令
延時G04指令,，其作用是人為暫時限制運行的加工程序，在程序中表示為“G04X-，或G04U-,，或G04P-”,。如 “N0050 G04 X1.0”，表示當執(zhí)行到此程序段時,，進給中止1秒后再繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序指令,。G04指令中的延時時間在編程時設定，其選擇范圍為 “0.001～99999.999秒或轉(zhuǎn)（用 X或U指令的IS-B增量系統(tǒng)）,。1～99999999延時時間單位為0.0001秒或轉(zhuǎn)（用P指令的 IS-C增量系統(tǒng)）”,。G04延時指令一般使用的幾種情況為：①對不通孔作深度加工時，刀具送給到規(guī)定深度后,，用G04指令可使刀具作非進給光整切削加工,，然后退刀，保證孔底平整,，并使相關表面無毛刺,；②溝槽時，在槽底應讓主軸空轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)再退刀,。一般退刀槽都不須精加工,，采用G04延時指令，有利于槽底光滑,，提高零件整體質(zhì)量,；③數(shù)控車床上，在工件端面的中心鉆60°的頂尖孔或倒45°角時,，為使孔側(cè)面,、及倒角平整，使用G04指令使工件轉(zhuǎn)過1轉(zhuǎn)后再退刀,；④車削軸類零件臺肩,，在刀具送給運行方向改變時，應在改變運行方向的指令間設置G04指令,，以保證軸肩端與工件軸線的垂直度,。
除以上一般使用情況，在實際數(shù)控加工的使用中,，嘗試著一些特殊使用的分析和研究,，并從中得到了新啟示：
采用步進電機為進給驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控機床，特別是國內(nèi)改進設計的數(shù)控機床,，在高精度加工中,，為避免頻率變化過快造成對位移精度的影響，常人為將快速點進位G00指令路經(jīng)分解為2個程序段,，段1為快速點進位,，段2為直線插補,。由于高速點進位運行在開始時為升速，當升到設定的速度頻率時為正常勻速運行,，接近到達定位點時為降頻（就是常說的自動升降速）,。在段1后如果設置延時G04指令，可保證高速運行降頻完全穩(wěn)定后,，再低速運行,，使控制精度得以提高。特別是對于數(shù)控鉆床加工時的孔定位特別明顯,。
大批量單件加工時間較短的零件加工中,，啟動按鈕頻繁使用，為減輕操作者由于疲勞或頻繁按鈕帶來的誤動作,，用G04指令代替首件后零件的啟動,。延時時間按完成1件零件的裝卸時間設定，在操作人員熟練地掌握數(shù)控加工程序后,，延時的指令時間可以逐漸縮短,，但需保證其一定的安全時間。零件加工程序設計成循環(huán)子程序,，G04指令就設計在調(diào)用該循環(huán)子程序的主程序中,，必要時設計選擇計劃停止M01指令作為程序的結束或檢查。
數(shù)控車床用絲錐攻中心螺紋時,，需用彈性筒夾頭攻牙，以保證絲錐攻至螺紋底部時不會崩斷,，并在螺紋底部設置G04延時指令,，使絲錐作非進給切削加工，延時的時間需確保主軸完全停止,，主軸完全停止后按原正轉(zhuǎn)速度反轉(zhuǎn),，絲錐按原導程后退。
程序舉例：
M03 S300,；攻牙主軸轉(zhuǎn)速不能太快
G00 XO Z5.0,；至工件中心坐標
G32 Z-20.0 F1.0 M05；攻絲完畢后主軸停止
G04 X5.0,；絲錐延時5秒作非過給切削加工
G32 Z5.0 M04,；主軸反轉(zhuǎn)，絲錐后退
鎖孔完畢退刀時,，為避免退刀時留下螺旋劃痕而影響表面粗糙度,，應使鏜刀在孔底作非進給停留，待主軸完全停止后再退刀,。退刀時會留下垂直端面的退刀劃痕,，一般在鏜孔加工工藝中是允許該退刀劃痕存在的,，利用該劃痕還可以判斷所鏜孔的形狀誤差。

在發(fā)訊指令后須設置G04指令,，以保證有足夠的時間延時,，等待發(fā)訊指令規(guī)定要求的動作開始或完成后，再運行后續(xù)程序,，以確保加工的可靠性,。如換刀位、開啟關閉主軸,、潤滑或接通其它信號等,。如：瑞士碧瑪泰公司的S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心，配NUM 1050數(shù)控系統(tǒng),，在自動拉料時的程序為：
N0160 M60,；夾具打開允許
N0170 M169；夾具打開
N0180 G04 FO.3
N0190 G01 ZL1,；L1已賦值
N0200 M168,；夾具夾緊
N0210 G04 FO.3
在主軸轉(zhuǎn)速有較大的變化時，可設置G04指令,。目的是使主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,，再進行零件的切削加工，以提高零件的表面質(zhì)量,。
程序舉例：
N0010 S1000 M13,；主軸轉(zhuǎn)、冷卻液開
N0020 T0302
N0030 G01 X32.4 FO.1
N0040 S3500 M03,；主軸轉(zhuǎn)速有較大的變化
N0050 G04 XO 6,；延時 0． 6S
N0060 G01 Z-10.0 FO.02
在加工程序中有多種功能順序執(zhí)行時，必須設置G04指令,。如機械手接零件,、雙主軸同步、從第1刀塔轉(zhuǎn)換到第2刀塔加工等等,，按動作的復雜程度,，設定不同的G04延遲量，以使前一動作完全結束,，再進行下一動作,，避免干涉。
在銑加工過程中,，當加工刀徑相同的圓弧角時,，可設置G04指令?？梢韵尩端鶐淼腻F度和實際加工的R偏差,，但圓弧角的表面質(zhì)量會下降,。
程序舉例：
N0120 G03 X20.5 Y18.6 R6 F100
N0130 G04 XO.5
N0140 G01 Y50.5 F300
在主軸空運行時，用G04設置每檔轉(zhuǎn)速的時間,，編一段熱機程序,，讓設備自動運行，可以使熱機的效果更加的良好,。如：
N0220 M03 S1000
N0230 G04 X600
N0240 S5000
N0250 G04 X600
N0260 S10000
N0270 G04 X600

返回參考點G26,、G27、G28,、G29指令
參考點是機床上的一個固定點,，通過參考點返回功能刀具可以容易地移動到該位置。參考點主要用作自動換刀或設定坐標系,，刀具能否準確地返回參考點,，是衡量其重復定位精度的重要指標，也是數(shù)控加工保證其尺寸一致性的前提條件,。
實際加工中,，巧妙利用返回參考點指令，可以提高產(chǎn)品的精度,。
對于重復定位精度很高的機床,，為了保證主要尺寸的加工精度，在加工主要尺寸之前,，刀具可先返回參考點再重新運行到加工位置,。如此做法的目的實際上是重新校核一下基準，以確定加工的尺寸精度,。
對于多軸聯(lián)動機床,，特別是多軸多刀塔機床，程序開始段,，一般設回參考點指令，避免換刀或多軸聯(lián)動加工時出現(xiàn)干涉情況,。
四軸以上的加工中心在進行B軸旋轉(zhuǎn)前,，雙主軸車床在主、副軸同步加工前,，設置回參考點指令,，可防止發(fā)生撞刀事故。如：HERMLE 600U五軸五聯(lián)動立式加工中心,，配Heidenhain i530數(shù)控系統(tǒng),，其B軸可±110°旋轉(zhuǎn)，而刀庫在主軸后面,，在B軸旋轉(zhuǎn)前,，都加回參考點指令,。
雙主軸車床，只在一主軸加工時,，用回參考點指令,，使另一主軸在參考點位置，能使程序順利執(zhí)行并保證加工精度,。如 S188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心,，只在一個主軸加工零件時，首先用G28指令,，將另一主軸和刀塔返回參考點位置,，以便加工順利進行。
對于多軸縱切機床,，當因各種原因要封閉某一軸時,，用回參考點指令，使此一軸在參考點位置,，然后再進行封閉,，能保證此軸的位置度。如 TONUS DECO2000機床,，因加工要求必須封閉X4和Z4軸,，在此情況下，在進行系統(tǒng)屏蔽X4和Z4軸之前,，執(zhí)行返回參考點操作,。
在修理某一軸的伺服單元時，一般先進行回參考點操作（如有可能）,，以避免在該軸失電時,，坐標位置的丟失。如美國哈挺公司COBRA 42機床,，因X軸電機運轉(zhuǎn)有雜音需檢查,，在檢查前執(zhí)行返回參考點操作。
3.相對編程G91與絕對編程G90指令
相對編程是以刀尖所在位置為坐標原點,，刀尖以相對于坐標原點進行位移來編程,。就是說，相對編程的坐標原點經(jīng)常在變換,，運行是以現(xiàn)刀尖點為基準控制位移,，那么連續(xù)位移時，必然產(chǎn)生累積誤差,。絕對編程在加工的全過程中,，均有相對統(tǒng)一的基準點，即坐標原點,，所以其累積誤差較相對編程小,。
數(shù)控車削加工時,，工件徑向尺寸的精度比軸向尺寸高，所以在編制程序時,，徑向尺寸最好采用絕對編程,，考慮到加工時的方便，軸向尺寸采用相對編程,，但對于重要的軸向尺寸,，也可以采用絕對編程。數(shù)控銑床加工時,，對于重要的尺寸應采用絕對編程,。在數(shù)控車銑加工中心加工零件時，一般在車加工時用相對編程,，變換為銑加工時,，用絕對編程。如：EMCO 332數(shù)控車銑中心,，配西門子 840D數(shù)控系統(tǒng),，雙主軸雙刀塔，在進行車銑加工時的程序：
M06 T10
M38,；車方式,，默認在G91相對編程
M04 S1000 M08
G95 FO.03
G00 X8.0 YO Z10.0
G00 Z1.0
G01 Z-11.55 FO.01
M06 T13
M39；銑方式,，G91相對編程,、G90絕對編程
G00 G90 X-L12 Z1；L12已賦值
G01 G90 Z-9.5 F1200
G01 G91 XO.30
G00 G90 Z1
另外,，為保證零件的某些相對位置,，按照工藝的要求，進行相對編程和絕對編程的靈活使用,。
主軸松開夾緊指令
主軸松開和夾緊指令,，在正常的情況下，是裝卸零件時使用,，但對于多主軸車床來說,，還有其他的用途：
用于雙軸同步加工。在加工細長軸類零件時,，用主、副軸分別夾持零件的兩端,，利用夾套夾緊時的后縮力,，使零件處于被拉緊狀態(tài)，再進行切削加工,，可以防止因讓刀產(chǎn)生錐度,，并能提高零件表面的加工質(zhì)量,。
對于數(shù)控縱切車床，經(jīng)過合理地設置主副軸的松開,、夾緊指令,，多次拉送料，分段多次加工,，可以加工比額定行程長數(shù)倍的細長零件,。筆者就曾在TONUS DECO2000機床（Z軸行程64mm）上用此方法加工出長96mm的φ0.6mm和φ0.8mm臺階軸。
如：TONUS DECO2000機床為數(shù)控縱切車床,，配基于FUNAC16系統(tǒng)而改進的,、具有電子凸輪功能的、專為縱切機床配套的 PNT2000（TONUS專利產(chǎn)品）數(shù)控系統(tǒng),，其編程方式有別于一般的車,、銑，每一工步是技流程在各個框圖中分別編,，現(xiàn)僅列主加工工步的程序：
G00 G100 Z1=0 X1=1,；主軸旋轉(zhuǎn)、冷卻,、調(diào)刀另有工步
G01 X1=0.6 FO.05
G01 Z1=-60.0 FO.02
G01 X1=1.2 FO.05
G00 G100 X1=20
M111,；松主軸
G04 XO.4
G01 Z1=0.0 FO.1
M110；主軸第二次夾緊
G04 XO.4
G01 G100 X1=1.2
G01 X=0.8 F=0.05
G01 Z1=-36.0 FO.02
G01 X1=1.2 FO.05
G00 G100 X1=20,；轉(zhuǎn)換到切斷工步,。

G53零點漂移指令

在一般情況下，G53～G59等指令,，是運用在零件加工過程中需重新建立編程原點的情況下,，如多個零件同時加工等，但如合理使用此類指令,，可提高機床的效率,。
對于大部分數(shù)控設備來說，在開機之后,，必須進行一段時間的熱機,，以消除因主軸或刀塔發(fā)熱所帶來的誤差。如果對機床熟悉,，就可以在加工程序的開頭設置G53～G59等指令,，人為進行補償，可以大幅縮短熱機時間,。如 S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心,，因控制的軸數(shù)較多，如要尺寸完全穩(wěn)定，每天需空運行2h左右,，經(jīng)一段時間的摸索,，現(xiàn)用G53指令，即：G53 XO.04 YO.01,。在2h內(nèi),，每0.5h減少XO.01 YO.005，可將熱機時間控制在0.5h以內(nèi),。
批量生產(chǎn),，當工作臺可以裝夾數(shù)個零件時，在編程中運用G53～G59等指令,，定義幾個不同的加工原點,，可以一次裝夾加工數(shù)個零件，節(jié)省換刀時間,，提高工作效率,。如 VC750型立式加工中心，工作臺為850mm×530mm,，所加工零件的坯料為φ160mm,，除去裝夾部分，每次可裝4個零件,。程序如下：
G54 P1 M98
／G55 P1 M98
／G56 P1 M98
／G57 P1 M98
M99
將要加工的程序編成子程序（P1號）,，在調(diào)試時不執(zhí)行帶／的程序，批量生產(chǎn)后再執(zhí)行,。

G79跳轉(zhuǎn)指令
G79指令為強行跳轉(zhuǎn),，在車銑復合加工中心的零件加工程序中使用，可以帶來很大的方便,。如S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心,，配NUM 1050數(shù)控系統(tǒng)，帶自動拉料機構,，在零件加工程序的編制中,，如：
$ G79 N2037
N2037 GO X52.0 Z2.0
加入G79指令，可以很方便地進行各工步程序的調(diào)試,，免去一般程序每調(diào)一步都要從頭找程序段或在每一程序段結束加 M01的麻煩,；同時可以直接跳轉(zhuǎn)到程序結束句進行割斷。

G09減速與精確定位指令
G09指令其功能是在執(zhí)行下一條程序之前,，減速并準確地停止在當前條程序所確定的位置,。在精加工時使用，可以使加工的形位尺寸準確,，如 S-188雙主軸雙刀塔數(shù)控車銑中心,，配NUM 1050數(shù)控系統(tǒng)：
G01 Z1 FO.02
G01 G09 ZO.5
G01 G09 X9.745 Z-0.4
G01 Z-11.52
3 結束語
數(shù)控加工是基于數(shù)控程序的自動化加工方式,，在實際加工中，對G,、M代碼進行深入分析與研究，對傳統(tǒng)加工方法進行變革,，需要有較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能,。作者從事數(shù)控技術教學、數(shù)控加工及數(shù)控設備的維護近20年,，碰到非常多的技術難題,，在特殊G、M代碼的使用方面,，積累了一定的經(jīng)驗,。在數(shù)控加工程序中，用好這些特殊G,、M代碼,，對提高零件的加工質(zhì)量和精度，使用,、維護好數(shù)控機床具有重要意義,。