1.固定循环的功能

固定循环是对一系列典型的加工动作（如钻孔、镗孔等）预先编好程序，存储在内存中，可用称为固定循环的一个G代码程序段调用，控制机床进行预设好的一系列固定的操作动作，从而完成各项加工。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。采用固定循环简化了编程，缩短了程序，节省了内存。

数控铣床的数控系统一般都配有循环功能，主要用于孔加工，包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作。如果孔加工动作无需变更，则程序中所有模态的数据可以省略不写，故可大大简化编程。

2.FANUC 0i-MC系统固定循环指令

数控系统不同，固定循环的代码及其指令格式也有所不同，甚至相差很大。下面介绍FANUC 0i-MC数控系统的固定循环功能。本系统固定循环指令见表4-18。

表4-18FANUC0i-MC系统固定循环指令功能—览表

3.固定循环的基本动作

固定循环通常由6个顺序的动作组成，如图4-39所示。

1）动作1：X轴和Y轴的快速定位（初始点）；

2）动作2：刀具从初始点快速移动到R点；

3）动作3：以切削进给的方式执行孔加工的动作（钻孔、镗孔或攻螺纹等）；

4）动作4：在孔底做相应的动作（如暂停、刀具移动、主轴反转等）；

5）动作5：返回到R点；

6）动作6：快速返回到初始点。

图4-39 固定循环动作顺序

初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面；而R点平面表示刀具下刀时由快进转变为实际切削加工进给速度的高度平面。

4.固定循环的定义平面

（1）初始平面 初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点，否则，在中间加工过程中可用G99指令使刀具返回到R点平面，这样可缩短加工辅助时间。

（2）R点平面 R点平面又叫R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。

（3）孔底平面 加工不通孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度；加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要是保证全部孔深都加工到要求尺寸；钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。

对于立式数控铣床，孔加工都是在XOY平面定位并沿Z轴方向进行。

5.定位平面及钻孔轴选择

定位平面由平面选择指令G17、G18或G19决定，定位轴是指除了钻孔轴以外的轴。钻孔轴是指不用于定义定位平面的基本轴X、Y或Z，或平行于基本轴的轴，它由固定循环G代码程序段中指令的轴地址确定（基本轴或其平行轴）。如果没有对钻孔轴指定轴地址，则认为基本轴是钻孔轴，见表4-19。

表4-19 定位平面和钻孔轴

例如，假定U、V和W轴分别平行于X、Y和Z轴，这个条件是由参数NO.1022指定。

G17 G81…Z： Z轴用作钻孔

G17 G81…W： W轴用作钻孔(www.daowen.com)

G18 G81…Y： Y轴用作钻孔

G18 G81…V： V轴用作钻孔

G19 G81…X： X轴用作钻孔

G19 G81…U： U轴用作钻孔

G17～G19可以在固定循环G73～G89未指令的程序段中指定。

注意：在取消固定循环以后，才能切换钻孔轴。参数FXY（NO.6200#0）可以设定Z轴总是用做钻孔轴，当FXY=0时，Z轴总是钻孔轴。

6.沿钻孔轴的移动距离（G90/G91）和返回点平面（G98/G99）

（1）沿钻孔轴的移动距离（G90/G91）　固定循环沿钻孔轴的移动距离，即指令中的地址Z和地址R的数据指定，与G90与G91指令的选择有关，如图4-40所示。

图4-40 G90和G91的坐标计算

（2）返回点平面（G98/G99） 当刀具到达孔底后，刀具可以返回到R点平面或初始位置平面，由G98和G99指定。如果指令了G98，则刀具返回到初始平面；如果指令了G99，则刀具返回到R点平面，如图4-41所示。

图4-41 G98和G99的返回平面

一般说来，如果被加工的孔均在一个平整的平面上，我们可以使用G99指令使刀具返回到R点平面，由于编程中R点非常靠近工件表面，在刀具返回到R点进行下一个孔的定位时，可以减少零件加工的辅助时间；但如果工件表面有高于被加工孔的凸台式肋时，使用G99指令时很可能使刀具和工件发生碰撞，这时就应使用G98指令，使刀具返回到初始平面上的初始点后，再进行下一个孔的定位，这样比较安全。

7.固定循环指令格式及参数含义详解

固定循环指令格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和重复次数。数据形式（G90或G91）在程序开始时就已指定，因此在固定循环指令格式中可以不写出。

固定循环指令格式如下：

G98（G99）G_X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；

式中，第一个G代码（G98/G99）为返回点平面G代码，G98为返回初始平面，而G99为返回R点平面；第二个G代码即G为孔加工方式，对应于固定循环指令G73、G74、G76和G81～G89中的任一个指令；指令X和Y为孔位数据；Z、R、Q、P、F为孔加工数据；K为重复次数。上述孔加工数据不一定全部都写，根据需要可省去若干地址和数据。

固定循环指令中的孔加工方式和孔加工参数（不含重复次数K）是模态指令，一旦指定，就一直保持有效，直到用G80指令来取消固定循环。此外，G00、G01、G02、G03指令也起取消固定循环指令的作用。注意，指定固定循环前，必须用M代码使主轴转动。

固定循环指令参数及其含义见表4-20。

表4-20FANUC系统固定循环指令参数及其含义

（续）

8.固定循环图中使用的符号

后面将分别解释各个固定循环，各个固定循环解释图中会使用如图4-42所示的符号。

图4-42 固定循环解释图中会使用到的符号