数控编程入门知识科普

数控加工程序编制就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、工件尺寸、刀具位移的方向及其它辅助动作（如换刀、冷却、工件的装卸等）按运动顺序依照编程格式用指令代码编写程序单的过程。所编写的程序单即加工程序单。

机床坐标系和运动方向的确定

机床的直线运动X、Y、Z三个坐标系采用右手笛卡儿直角坐标系，如图11-6所示。坐标轴定义顺序是先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。对工件作旋转运动的机床（如车床）以刀具远离工件方向为X轴的正方向；对刀具作旋转运动的机床（如立式铣床），刀具为Z轴时，面对刀具主轴向立柱看，右方向为X轴的正方向。

三个旋转轴坐标系分别平行于X、Y、Z坐标轴，按右手螺纹前进方向取为正向。

数控车床的基本指令

1）程序格式

加工程序通常由程序开始、程序内容和程序结束等三部分组成。

程序开头为程序号，用于加工程序的开始标识，程序号通常由字符“%”及其后的四位数字表示。

程序结束可用辅助功能M02（程序结束）、M30（程序结束，返回起点）等来表示。

程序的主要内容由若干个程序段（BLOCK）组成，程序段是由一个或若干个信息字组成，每个信息字又是由地址符和数据符字母组成。信息字是指令的最小单位。

2）程序段格式

目前常用的是字地址程序段格式，应用标准是JB3832-85。

下面是一个典型的字地址程序段格式：

N001 G01 X60.0 Z-20.0 F150 S200 T0101 M03 LF

其中， N001―表示第一个程序段

G01―表示直线插补

X60.0 Z-20.0―分别表示X，Z坐标方向的移动量

F，S，T―分别表示进给速度、主轴转速、刀具号

M03―表示主轴按顺时针方向旋转

LF―表示程序段结束

3）数控系统中的基本功能代码

（1）程序段序号：N10、N20…

（2）准备功能：G00－G99 是使数控装置作某种操作的功能。

G代码分为模态代码和非模态代码两种。所谓模态代码是指某一G代码（G01）一经指定就一直有效，直到后边程序段中使用同组G代码（G03）才能取代它。而非模态代码只在指定的本程序段中有效，下一段程序需要时必须重写（如G04）。

a.快速点定位指令G00

G00指令是模态代码，它命令刀具分别以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。

其指令书写格式是：G00 X＿Z＿；刀具实际的运动路线不是直线，而是折线，所以使用G00指令时要注意刀具是否和工件急夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞，而在快速状态下的碰撞更加危险。

b.直线插补指令G01

直线插补指令是直线运动指令，也是模态代码。它命令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度（单位为mm/min）作任意斜率的直线运动。

其指令书写格式是：G01 X＿Z＿F＿；F指令也是模态指令，它可以用G00指令取消。如果早G01程序段之前的程序段没有F指令，则机床不动。因此，G01程序中必须还有F指令。

c.圆弧插补指令G02/G03（采用笛卡尔坐标判断）

圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。在车床上加工圆弧时，不仅要用G02/G03指出圆弧的顺逆时针方向，用XZ指定圆弧的终点坐标，而且还要指定圆弧的半径。

其指令书写格式是：G02/G03 X＿Z＿R＿；

（3）辅助功能：用来指定机床的辅助动作（如机床的启停、转向、切削液的开关、主轴转向、刀具夹紧松开等〕

M00－程序暂停

M01－程序计划暂停

M02－程序结束

M03－主轴正转（CW）

M04－主轴反转（CCW）

M05－主轴停转

M06－加工中心换刀

M07、M08－冷却液开

M09－冷却液关

M10－工件夹紧

M11－工件松开

M30－程序结束，返回起点

M03和M04指令之间必须用M05指令使主轴停转后进行。

（4）进给功能F

如果采用直接指定法，在F后面直接写上要求的进给速度，如F1000，表示进给量是1000mm/min)；车螺纹、攻丝和套扣时，由于进给速度与主轴转速有关，F后面数字是指定的导程。

（5）主轴功能S

S指定主轴转速，如S800，表示主轴转速为800r/min。

（6）刀具功能T

指令数控系统进行换刀，用地址T和其后的4位数字来指定刀具号和刀具补偿号（刀具偏置号）。前2位是刀具序号：0~99，后2位是刀具补偿号：0~32。每一刀具加工结束后，必须取消刀具补偿。

刀具序号可以和刀盘上的刀位号相对应；

刀具补偿包括形状补偿和磨损补偿；

刀具序号和刀具补偿号不必相同，为方便起见也可一致。

在数控装置中，程序的记录是靠程序号来辨别的，即调用程序或者编辑程序都要通过程序号来调出。

a．程序编号的结构：O ；

“O”后面数字用4位数（1~9999）表示，不允许为“0”。

b．程序段顺序号：在程序段前加上顺序号，如：N ；

“O”后面数字用4位数（1~9999）表示，不允许为“0” 。

工件坐标系的设定

工件安装在卡盘上，机床坐标系与工件坐标系一般是不重合的，为便于编程，应建立一个工件坐标系，使刀具在此坐标系中进行加工。

G50 X Z

该指令规定刀具起刀点或换刀点至工件原点的距离，坐标X，Z为刀尖在工件坐标系中的起始点位置。

对于有刀具补偿功能的数控机床，其对刀误差可以通过刀具偏移来补偿，所以调整机床时的要求并不严格。

数控车床的基本对刀方法

常用的对刀方法有三种：试切对刀法、机械检测对刀仪对刀、光学检测对刀仪对刀。

采用G50 U W 可以使坐标系产生平移，用新的坐标值代替旧的坐标值，使机床坐标系与工件坐标系相互取代。应当注意，在机床坐标系中，坐标值是刀架中心点相对于机床原点的距离；而在工件坐标系中，坐标值是刀尖相对工件原点的距离。

审核编辑：汤梓红