CNC 的 G 代码基础：新入行加工人员需要了解的内容

CNC 程序中的每一行称为一个程序段。程序段由若干字组成，每个字是一个字母加一个数字。字母告诉控制系统后面是哪类信息：G 表示准备功能，M 表示机床功能，X Y Z 表示直线位置，F 表示进给率，S 表示主轴转速，T 表示刀具号。控制系统从左到右读取程序段，并将其作为一条指令执行。

典型程序段如 N40 G01 X25.4 Y12.7 Z-3.0 F250。N 号是顺序号，便于在程序中查找或中途重启。G01 表示按编程进给率进行直线插补。X、Y、Z 字给出移动终点。F250 将进给设为 250 mm/min。改变 F 字，同一几何形状就以不同速度切削。

程序段内的顺序没有人们想的那么重要，但一致性很重要。多数车间先写模态 G 代码，再写坐标，最后写进给。模态是指该代码一直有效，直到同一组中的另一个代码替换它。G01 在其后的每个程序段中都保持有效，所以很少在每一行重复出现。

一个小数点写错不是外观问题。在公差 ±0.005 mm 的钛合金零件上，X 字写成 25.4 而不是 2.54，刀具会越过预定位置 22.86 mm。这就是成品与废品的差别。按下循环启动前，先读坐标字。

• 1
  N顺序号。便于查找和重启程序段。
• 2
  G准备功能：运动模式、单位、偏置、固定循环。
• 3
  M机床功能：主轴、切削液、换刀、程序停止。
• 4
  XYZ / ABC各轴终点。A、B、C 为旋转轴。

不需要背下完整代码表。约二十个常用代码就能覆盖多数铣削和车削工作。G00 是快速定位，用于在两次切削之间移动刀具，不接触材料。G01 是直线进给，G02 和 G03 是顺时针和逆时针圆弧。G17、G18、G19 选择圆弧插补平面，因此在 XY 平面编写的圆弧与同样字写在 XZ 平面时表现不同。

在装夹方面，G54 到 G59 是工件坐标系。它们告诉控制系统零件原点相对机床原点的位置。G43 从偏置表应用刀具长度补偿，G41 或 G42 在编程路径左侧或右侧应用刀具半径补偿。如果零件尺寸总是差一个刀具半径，很可能漏了 G41 或 G42。

M 代码处理机床本身。M03 启动主轴顺时针旋转，M05 停止主轴，M06 换刀，M08 开切削液，M09 关切削液。M30 结束程序并回卷。M00 是程序停止，等待操作员，许多车间借此在紧公差特征的精加工前插入检查暂停。

不同控制器并不完全相同。Fanuc、Haas、Siemens 和 Mitsubishi 都使用相同的核心字，但固定循环、宏语法和部分 M 代码有差异。为一种控制器后处理的程序，经修改后可能在另一种上运行，也可能报警。在两个品牌之间传输程序前，务必查阅机床手册。

• 1
  G00 / G01快速移动和直线进给移动。
• 2
  G02 / G03圆弧插补，顺时针和逆时针。
• 3
  G54–G59工件坐标系，即零件原点所在位置。
• 4
  M03 / M05 / M08主轴开、主轴停、切削液开。

G20 选择英寸模式，G21 选择公制。程序来自外部来源时，这是首先要检查的。按毫米编程的零件在英寸模式下运行，会试图移动 25.4 倍的距离，多数机床会在刀具到达材料前撞到行程限位。这算幸运结果。若是在行程范围内的短距离移动，刀具就会直接切错位置。

工件偏置和刀具偏置是两套独立系统，两者都必须正确。G54 保存当前装夹的零件原点。刀具偏置表保存每把刀的长度和半径。如果对刀后装入了错误的偏置号，程序中每次 Z 移动都会差出相应差值。所以车间会先在废料块上验证首件，再加工生产件。

进给和转速字是程序与材料交汇之处。铣削时 F 是每分钟进给，车削时若 G99 有效则是每转进给。S 是主轴转速，单位为转/分钟。这两个字都不知道你装的是什么材料。适用于 6061 铝的进给和转速组合，用在 316 不锈钢上会烧掉 4 mm 立铣刀。程序的好坏取决于其背后的切削数据。

在钜亮五金（GreatLight），我们在三个全资工厂运行 127 台高精度 CNC 设备，每道程序在正式加工前都会在装夹上验证。零件公差控制在 ±0.005 mm，出货前 100% 检验，可按需提供报告。干净的程序是这条链的第一步，而不是最后一步。

三轴程序让刀具在 X、Y、Z 方向移动，零件保持不动。这覆盖了很大一部分棱柱类零件：板件、支架、壳体，特征集中在一两个面上。如果几何形状可以从单一装夹方向到达，三轴铣削通常更快、更便宜。

五轴程序增加两个旋转轴，通常是 A 和 B 或 B 和 C，取决于机床。控制系统在同一程序段中协调直线和旋转运动。这样刀具可以到达倒扣区域、在曲面上过渡圆角、钻复合角度孔，而无需二次装夹。对于叶轮或换热器芯体，替代方案是多个工装夹具和多次重新对零，每一步都会增加误差。

编程的变化不止代码列表。刀轴矢量、后处理器输出和碰撞检查都成为工作的一部分。五轴程序在运行前还需要机床仿真，因为屏幕上看起来很短的一段旋转运动，可能让刀柄撞到工作台。我们有 16 台五轴联动加工中心，包括 DMG Mori 铣床，可在 Ø400 mm 工作台上处理旋转加工，大型机床行程达 4,000 × 400 × 150 mm。

五轴程序划算的场景：需要一次连续走刀完成的复杂轮廓、带拔模壁的深腔，以及多次装夹造成的公差链会吃掉预算的零件。不划算的场景：简单板件、平面盖板，以及任何三轴机床一次装夹就能完成的零件。让程序匹配几何形状，而不是匹配机床规格表。

打开后处理程序时，先读文件头。刀具列表、毛坯尺寸、工件坐标系和单位模式通常以注释行形式位于顶部。如果文件头指定的刀具不在机床中，就此停下。换刀行缺少 T 字是常见的后处理错误，也是快速折断刀具的途径。

接下来，扫描接近和退刀运动。靠近工装夹具的 G00 程序段值得手动检查。大多数撞机发生在快速移动中，而不是切削移动中，因为操作员盯着切削、信任快速移动。在程序中设定安全 Z 高度，并对照零件最高点和压板进行验证。

最后，对照刀具直径检查进给率。3 mm 刀具按 12 mm 刀具的进给运行会折断。12 mm 刀具按 3 mm 刀具的进给运行会摩擦、使表面加工硬化并快速磨损。程序中的数字是计划，机床会严格执行计划。

• 1
  文件头注释刀具列表、毛坯尺寸、工件坐标系、单位模式。
• 2
  快速移动循环启动前检查与压板和工装夹具的间隙。
• 3
  进给与刀具尺寸按一种直径写的进给对另一种直径是错的。