G代码的主要作用是什么？

来源：发布时间：2025-09-26

一、设定坐标编程模式（基础）G 代码常用的功能之一是定义 “刀具坐标的计算方式”，即设定 “坐标” 或 “增量坐标” 模式，这是所有运动指令的前提 —— 对应之前学习的 / 增量坐标编程，指令如下：G90： “坐标编程模式”—— 所有后续坐标值（如 X、Y、Z）均以 “固定原点”（工件 / 机床坐标系原点）为基准，描述刀具的 “终位置”。示例：G90 G01 X50 Y30 F100 → 刀具以坐标方式，直线移动到 X50、Y30 的固定位置。G91： “增量坐标编程模式”—— 所有后续坐标值均以 “刀具当前位置” 为基准，描述 “相对于当前位置的移动量和方向”。示例：G91 G01 X20 Y15 F100 → 刀具相对于当前位置，沿 X 正方向移 20mm、Y 正方向移 15mm。这两个指令为 “模态指令”，一旦设定，会持续生效直到被对方切换，是数控程序开头必设的基础指令之一。二、控制刀具运动轨迹（功能）G 代码通过 “插补算法” 控制刀具按预定轨迹运动，是实现 “直线、圆弧、螺旋线” 等加工轮廓的，常见指令如下：G00：快速定位指令 —— 控制刀具以 “机床比较大进给速度” 快速移动到目标位置，不进行切削，用于 “空行程移动”（如从换刀点到加工起点）。示例：G00 X0 Y0 Z50 → 刀具快速移动到工件原点正上方 Z50 处（安全高度）。G01：直线插补指令 —— 控制刀具以 “设定的进给速度（F 值）” 沿直线移动，用于 “直线切削”（如车削外圆、铣削平面、钻削进给）。示例：G01 Z-5 F200 → 刀具以 200mm/min 的进给速度，沿 Z 轴负方向直线切深 5mm。G02/G03：圆弧插补指令 —— 控制刀具沿圆弧轨迹切削，用于加工 “圆弧面、圆角、圆环” 等特征：G02：顺时针圆弧插补（从刀具移动方向看，圆弧顺时针旋转）；G03：逆时针圆弧插补；示例：G02 X30 Y30 I10 J0 F150 → 以当前位置为起点，顺时针加工一段圆心在 “I10 J0”（相对于起点 X+10、Y+0）、终点为 X30 Y30 的圆弧。G04：暂停指令 —— 控制刀具在当前位置暂停指定时间，用于 “断屑”“光整加工” 或 “等待辅助动作完成”（如钻深孔时暂停排屑）。示例：G04 X2 或 G04 P2000 → 暂停 2 秒（X 后接秒，P 后接毫秒）。三、设定工件坐标系（基准定位）G 代码用于调用或设定 “工件坐标系原点”，将 “工件的加工基准” 与 “机床的基准” 关联，指令为G54~G59（标准 6 个工件坐标系）：G54：调用 1 号工件坐标系（常用，对应操作者通过对刀设定的个工件原点）；G55~G59：调用 2~6 号工件坐标系（用于多工件装夹或多工序加工，如一台机床同时装夹 3 个工件，分别用 G54、G55、G56 调用各自原点）；示例：G54 G90 G00 X0 Y0 → 调用 G54 工件坐标系，以其原点为基准，快速移动到 X0 Y0 处。部分系统还支持 G54.1（扩展工件坐标系），可调用更多工件基准，满足批量多工件加工需求。四、设定加工单位与补偿模式（精度保障）G 代码用于设定 “加工尺寸单位” 和 “刀具补偿参数”，确保加工精度符合图纸要求：G21/G20：设定尺寸单位 ——G21：公制单位（mm，国际通用）；G20：英制单位（inch，部分欧美设备使用）；示例：G21 G90 X20 → 以公制单位，坐标 X20mm。G41/G42/G40：刀具半径补偿 ——由于刀具存在半径（如立铣刀半径 5mm），直接按工件轮廓编程会导致 “加工尺寸偏小”（铣刀中心走轮廓，实际切削位置在刀刃），G41/G42 用于自动补偿刀具半径：G41：刀具半径左补偿（从刀具移动方向看，刀具在轮廓左侧）；G42：刀具半径右补偿；G40：取消刀具半径补偿；示例：G41 D01 G01 X10 Y0 → 1 号刀具的半径补偿（D01 对应参数中设定的刀具半径），沿 X 正方向移动，刀具自动偏离轮廓一个半径值。G43/G44/G49：刀具长度补偿 ——用于补偿 “不同刀具的长度差异”（如换刀后，新刀具的刀尖高度与基准刀具不同）：G43：刀具长度正补偿；G44：刀具长度负补偿；G49：取消刀具长度补偿；示例：G43 H02 Z50 → 2 号刀具的长度补偿（H02 对应参数中设定的刀具长度值），Z 轴移动时自动叠加长度补偿，确保刀尖高度一致。五、其他辅助准备功能除上述功能外，G 代码还包含一些辅助准备指令，满足特殊加工需求：G71/G72/G73：固定循环指令 —— 用于 “重复加工动作”（如粗车循环、端面粗车循环、封闭轮廓粗车循环），简化编程（用 1 条 G 代码代替数十条单步指令）；示例：G71 U2 R1 → 粗车循环，每次吃刀深度 2mm，退刀量 1mm。G81/G83：钻孔循环指令 —— 用于 “钻、扩、铰孔” 等孔加工，自动完成 “快速定位→工进切削→快速退刀” 的循环；示例：G81 X20 Y15 Z-20 R5 F100 → 钻孔循环，定位到 X20 Y15，快速到 R5（安全距离），工进到 Z-20（孔深），快速退刀。总结：G 代码的定位 ——“加工规则的制定者”G 代码在数控程序中的作用，可类比为 “交通规则”：没有交通规则，车辆会乱行；没有 G 代码，机床无法理解 “按什么模式动、按什么轨迹走”；其他代码（S 转速、F 进给、T 刀具、M 辅助）是 “具体操作指令”（如 “开快车”“踩油门”），而 G 代码是 “前提规则”（如 “靠右侧行驶”“直线行驶”）。简言之，G 代码的作用是将用户的 “加工意图”（如 “铣一个直径 20mm 的圆”“车一根 φ50 的轴”）转化为数控系统能识别的 “运动模式和基准规则”，确保机床精细、有序地完成加工任务。不同品牌的数控系统（如发那科、西门子）对 G 代码的定义可能略有差异，但功能和逻辑完全一致，是全球通用的数控编程 “语言基础”。

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