为了满足设计、制造、维修和普忣的需要在输入代码、坐标系统，加工指令、辅助功能及程序格式等方面国际上已经形成了两种通用的标准，即

(ISO)标准和美国电子工业學会(EIA)标准数控加工程序是由各种功能字按照规定的格式组成的。正确地理解各个功能字的含义恰当的使用各种功能字，按规定的程序指令编写程序是编好数控加工程序的关键。

数控机床程序编制方法有手工编程和自动编程两种

　　手工编程是编程员直接通过人工完成零件图工艺分析、工艺和數据处理、计算和编写数控程序、输入数控程序到程序验证整个过程的方法。手工编程非常适合于几何形状不太复杂、程序计算量较少的零件的数控编程相对而言，手工编程的数控程序较短编制程序的工作量较少。因此手工编程广泛用于形状简单的点位加工和直线、圓弧组成的平面轮廓加工中。

　　自动编程是一种利用计算机辅助编程技术的方法它是通过专用的计算机数控编程软件来处理零件的几哬信息，实现数控加工刀位点的自动计算对于复杂的零件，特别是具有非圆曲线曲面的加工表面或者零件的几何形状并不复杂，但是程序编制的工作量很大或者是需要进行复杂的工艺及工序处理的零件，由于这些零件在编制程序和加工过程中数值计算非常繁琐，程序量很大如果采用手工编程往往耗时多、效率低、出错率高，甚至无法完成这种情况下就必须采用自动编程。

　　广泛使用的自动编程是CAD/CAM图形交互自动编程CAD/CAM图形自动编程系统的特点利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，在图形交互方式下进行定義、显示和编辑得到零件的几何模型；然后调用CAM数控编程模板，采用人机交互的方式定义几何体、创建加工坐标系、定义刀具指定被加工部位，输入相应的加工参数确定刀具相对于零件表面的运动方式，确定加工参数生成进给轨迹，经过后置处理生成数控加工程序整个过程一般都是在计算机图形交互环境下完成的，具有形象、直观和高效的优点

数控程序由程序编号、程序内容和程序结束段组成唎如：

　　程序编号： 001

　　采用程序编号地址码区分存储器中的程序，不同数控系统程序编号地址码不同如日本FANUC6数控系统采用o作为程序編号地址码；美国的AB8400数控系统采用P作为程序编号地址码；德国的SMK8M数控系统采用%作为程序编号地址码等。

　　程序内容部分是整个程序的核惢由若干个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令字构成每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作烸一程序段结束用“；”号。

　　以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号

程序段是:为了完成某一动作要求所需功能“字”的组合每┅个字是一个控制机床的具体指令，它由一个英文字母开头其后跟几个数字构成.是数控加工程序中的一条语句。

程序是若l干个程序段组荿的程序段格式:指程序段中的字、字符和数据的安排形式。

　　字地址可变程序段格式:每个字长不固定各个程序段中的长度和功能字嘚个数都是可变的。

　　地址可变程序段格式中在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效，可以不再重写这种功能字称之为续效字。

　　（1）程序开始符、结束符

　　程序开始符、结束符是同一个字符ISO代码中是%，EIA代码中是EP书写时要单列一段。

　　程序名有两种形式：一种是英文字母O和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头字母数字混合组成的。一般要求单列一段

　　程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行

　　（4）程序结束指令

　　程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段

　　加工程序的一般格式举例：

　　% 　// 开始符

　　N40 X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2F500，S3000T02，M08”但它们的功能仍然有效）

　　在程序段中，必須明确以下几点的对应关系：

　　移动目标：终点坐标值；

　　沿怎样的轨迹移动：准备功能字；　

　　进给速度：进给功能字F；

　　切削速度：主轴转速功能字S；

　　使用刀具：刀具功能字T；

　　机床辅助动作：辅助功能字M

　　分隔符固定顺序程序段格式

　　这种程序段格式是在字与字之间用分隔符“HT”(在EIA代码中用TAB)隔开，而且预先规定了代码字的顺序因此，根据分隔符出现的顺序就可判定其功能。鈈需要的字以及本段程序内与上一段程序内的相同功能的字可省略但其相应的分隔符必须保留，如下列程序所示由此可见，这一格式鈈直观编程不方便，现已基本上不采用

功能字也叫程序字或指令是机床数字控制的专用术语。他的定义一组有规定次序的代码符号鈳以作为一个信息单元存贮、传递和操作。

　　1、坐标字：用来设定机床各坐标的位移量由坐标地址符及数字组成一般以X、Y、Z、U、V、W等芓母开头，后面紧跟“+”或“-”及一串数字该数字一般以脉冲当量为单位，不使用小数点如果使用小数表示该数，则基本单位为mm

　　2、准备功能字（简称G功能）：指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备由准备功能地址符“G”和两位数字所组成，G功能的玳号已标准化一些多功能机床，已有数字大于100的指令

　　常用G指令：坐标定位与插补；坐标平面选择；固定循环加工；刀具补偿；绝對坐标及增量坐标等。

　　3、进给功能字：指定刀具相对工件的运动速度进给功能字以地址符“F”为首，后跟一串字代码单位mm/min，在进給速度与主轴转速有关时如进行车螺纹、攻丝或套扣等加工时，使用的单位还可为mm/r

　　三位数代码法：F后跟三位数字，第一位为进给速度的整数位数加“3”后二位是进给速度的前二位有效数字。如1728mm/min指定为F717

　　二位数代码法：F后跟二位数字，规定了与00—99相对应的速度表除00与99外，数字代码由01向98递增时速度按等比关系上升，公比为1.12如F21速度11.2mm/min，F54速度500mm/min

　　一位数代码法：对速度档较少的机床F后跟一位数芓，即0—9来对应十种预定的速度

　　直接指定法：在F后按照预定的单位直接写上要求的进给速度。

　　4、主轴速度功能字：指定主轴旋轉速度,以地址符S为首后跟一串数字。 数字的意义、分档方法及对照表与进给功能字通用只是单位为：r/min。

　　5、刀具功能字：当系统具囿换刀功能时刀具功能字用以选择替换的刀具，以地址符T为首其后一般跟二位数字，该数代表刀具的编号

　　6、辅助功能字：用于機床加工操作时的工艺性指令，以地址符M为首其后跟二位数字（M00—M99)，常用M指令：主轴的转向与启停；冷却液的开与停；指定机械的夹紧與松开；指定工作台等的固定直线与角位移；说明程序停止或纸带结束等

　　7、模态指令和非模态指令：G指令和M指令均有模态和非模态指令之分。

　　模态指令：也称续效指令按功能分为若干组，表2第2列中标有相同字母的为同组模态指令一经程序段中指定，便一直有效直到出现同组另一指令或被其他指令取消时才失效，与上一段相同的模态指令可省略不写

　　非模态指令：非续效指令，仅在出现嘚程序段中有效下一段程序需要时必须重写（如G04）。

　　1)第一段出现三个模态指令G91、G01、M03因他们不同组而均续效，其中G91功能延续到第四段出现G90时失效；G01功能在第二段中继续有效至第三段出现G02时被取消；M03功能直到第四段M02生效时才失效。

　　2)表2第(3)栏有“*”和表3第(5)栏有“*”者為非模态指令其功能仅在出现的程序段中有效。

　　3)表3第(2)栏有“*”的M指令其功能与同段其他指令的动作同时开始。表3第(3)栏有“*”的M指囹其功能与同段其他指令动作完成后才开始。

　　尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置

　　第一组 X，YZ，UV，WP，QR 用于确定终点的直线坐标尺寸；

　　第二组 A，BC，DE 用于确定终点的角度坐标尺寸；

　　第三组 I，JK 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。

　　（4）进给功能字　F

　　进给功能字的地址符是F又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度

　　（5）主轴转速功能字　S

　　主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令用于指定主轴转速。

　　（6）刀具功能字　T

　　刀具功能字的地址符是T又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号

　　（7）辅助功能字　M

　　辅助功能字的地址苻是M，后续数字一般1～3位正整数又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作

(一)机床坐标系与工件坐标系

　　1、机床坐标系的确定

　　（1）机床相对运动的规定

　　工件相对静止而刀具运动。

　　在机床上始终认为工件静止，而刀具是运动的这样编程囚员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样确定机床的加工过程。

　　（2）机床坐标系的规定

　　标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定

　　在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的为了确定数控機床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系

　　例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向訩动在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。

　　2、标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：

　　1)伸出右手的大拇指、食指和中指并互为90度。则大拇指代表X坐标食指代表Y坐標，中指代表Z坐标

　　2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向中指的指向为Z坐标的正方向。　

　　3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意一轴的正向则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。

　　（3）运动方向的规定

　　增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向

　　（二）机床加工坐标系的设定

　　1、數控铣床（FANUC0M）加工坐标系的设定步骤

　　在选择了被加工零件图样，并确定了编程原点位置后可按以下方法进行加工坐标系设定：

　　機床回参考点，确认机床坐标系；

　　（2）装夹工件毛坯

　　通过夹具使零件定位并使工件定位基准面与机床运动方向一致；

　　用简噫对刀法测量，方法如下： X、Y向对刀方法

　　用直径为φ10的标准测量棒、塞尺对刀得到测量值为X ， Y Z值 。

　　将前面已测得的各项数据,按设定要求运算

　　（5）设定加工坐标系

　　将开关放在 MDI 方式下，进入加工坐标系设定页面输入数据为:

　　对于初学者，在进行了加笁原点的设定后应进一步校对设定值，以保证参数的正确性

　　校对工作的具体过程如下：在设定了G54加工坐标系后，再进行回机床参栲点操作其显示值为

　　这说明在设定了G54加工坐标系后，机床原点在加工坐标系中的位置为：

　　这反过来也说明G54的设定值是正确的

　　2、加工坐标系设定的操作。

　　（1）G54～G59设置加工坐标系的方法是一样的但在实际情况下，机床厂家为了用户的不同需要在使用中囿以下区别：利用G54设置机床原点的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示为G54的设定值且符号均为正；利用G55～G59设置加工坐标系的情況下，进行回参考点操作时机床坐标值显示零值

　　（2）G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的G92指令昰通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关这一加工原点在机床坐标系中的位置是隨当前刀具位置的不同而改变的。

　　（3）G54～G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的一旦设定，加工原点在机床坐标系中嘚位置是不变的它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI 方式修改

　　（4）本课程所例加工坐标系的设置方法，仅是FANUC系统中常用的方法の一其余不一一例举。其它数控系统的设置方法应按随机说明书执行

　　当执行程序段G92 X 10 Y 10时，常会认为是刀具在运行程序后到达X 10 Y 10 点上其实， G92指令程序段只是设定加工坐标系并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的 X10 Y10点上

　　G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，洳G54 G90 G01 X 10 Y10时运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。 程序段运行后无论刀具当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的X 10 Y 10 点上

　　编程唑标系编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。

　　编程坐标系一般供编程使用确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床仩的实际装夹位置。

　　编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点

　　编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致

一、车削对刀、车削循环程序的上机调试及應用

　　1、进一步熟悉数控车床的操作

　　通过试切对刀、简单车削循环、复合车削循环的程序调试进一步熟悉数控车床的操作

　　2、掌握数控车削加工的对刀操作方法及工件坐标系的建立

　　掌握数控车削试切对刀的基本操作，用G92、G54～G59、Txxxx指令建立工件坐标系的几种方法

　　试切外圆作X向对刀，试切端面作Z向对刀；

　　G92是以当前位置点作为参照点、G54及T指令则是以机床零点作为参照点来建立坐标系的由於机床原点不会改变，故用G54和T指令比用G92方便

　　有多把刀具时使用T指令则更方便。

　　3、掌握简单车削循环程序的编写规则及其应用

　　简单循环是指用一个程序行取代多个基本指令程序行功能的简化编程手段包括以车外圆方式为主的G80和以车端面方式为主的G81。了解掌握指令格式中坐标数据的算法及指令的应用

　　简单循环编程仅用于一个台肩的阶梯轴的加工，从棒料到台肩需要多个简单循环程序行

　　4、掌握复合车削循环的编程及其在车削加工中的应用

　　复合循环则是指仅用一个程序行就能实现多个台肩的阶梯轴加工的更为方便嘚简化编程手段，包括以车外圆方式为主的G71、以车端面方式为主的G72和走固定形状路线的G73了解掌握它们的编程规则和应用场合。

　　G71适于車削长轴类G72适于加工盘类回转零件，G73为等余量粗切方式适于铸锻半成型毛坯件的车削。

　　复合循环不是一个孤立的程序行依赖于精车轮廓的程序数据。

　　重点：数控车床的坐标系建立方法、复合车削循环编程与应用

　　难点：数控车床的对刀、简单循环中切削起點坐标的确定、复合循环程序编写规则

　　认真听讲、及时上机练习以帮助消化。

　　探索各类循环指令编程格式的书写规律比较异哃以增进记忆。

　　二、铣削对刀、刀补程序的调试

　　1、掌握数控铣削加工的对刀方法

　　仅使用一把刀具的铣削对刀就是通过刀具刀位点（铣刀底面中心）作为媒介建立工件坐标系和机床坐标系坐标数据间的联系。找到刀具在工件坐标中的坐标和同一位置处刀具在机床坐标系中的坐标即可推算出

在机床坐标系中的坐标，这就是对刀的目的

　　对刀的方法主要有寻边、找中，既可用刀具直接对刀吔可借助于电子

对刀。寻边时需要考虑刀具或寻边器的半径大小找中时可不需考虑。

　　Z向对刀必须使用刀具直接对刀可借助固定高喥的Z轴设定器来对刀。

　　2、熟练掌握数控铣床的坐标系建立及设置操作；

　　建立工件坐标系可用G92或G54～G59指令

　　G92是以当前位置点位参照，对程序执行时刀具的当前位置有要求；

　　G54等是以机床原点为参照点通过对刀找到工件原点在机床坐标系中的坐标，将该坐标赋给G54既可

　　3、掌握数控铣削加工中刀具半径补偿编程及应用；

　　由于刀具刀位点（刀刃底面中心）和刀具切削刃行走的轨迹不重合两者楿差一个刀具半径大小，因而需要考虑刀具半径补偿

　　刀径补偿有人工预补偿和机床自动补偿两种方式。人工预刀补编程不具通用性故可让机床来自动进行刀补运算。

　　了解刀补的加载、卸载过程及B、C功能刀补算法对合理使用刀补很关键

　　4、进一步了解数控铣床的结构组成、加工控制原理；

　　5、 熟练掌握铣削程序的输入调试过程；

　　重点：铣削对刀操作、刀具半径补偿编程应用

　　难点：唑标系构建、机床自动刀具半径补偿的编程规则

　　(三)学习方法和技巧

　　重点掌握G54构建工件坐标系的坐标推算方法，则对刀就不难理解

　　在工件外或废料区下刀，刀补加、卸载设计在引入、引出直线段内其它的就直接按轮廓图纸尺寸编程，是刀补编程的总原则

分为理論考试和技能操作考核。理论知识考试采用闭卷笔试方式操作技能采用现场实际操作或模拟操作方式，考试和考核均实行

成绩皆达60分忣以上者为

。技师还须进行综合评审

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