數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)知識(shí)講義

數(shù)控加工技術(shù)湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院李兵1章數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)

1.1數(shù)控加工概述1.2數(shù)控編程的現(xiàn)狀及發(fā)展1.3數(shù)控編程的內(nèi)容與方法1.4數(shù)控編程的坐標(biāo)系1.1數(shù)控加工概述一、數(shù)控加工原理和特點(diǎn)1．?dāng)?shù)控加工原理當(dāng)我們使用機(jī)床加工零件時(shí)，通常都需要對(duì)機(jī)床的各種動(dòng)作進(jìn)行控制，一是控制動(dòng)作的先后次序，二是控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的位移量。采用普通機(jī)床加工時(shí)，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動(dòng)機(jī)床和仿形機(jī)床加工時(shí)，上述操作和運(yùn)動(dòng)參數(shù)則是通過設(shè)計(jì)好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比較復(fù)雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準(zhǔn)備時(shí)間也很長(zhǎng)。

采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，從而控制機(jī)床各部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，自動(dòng)地加工出零件來。當(dāng)更換加工對(duì)象時(shí)，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機(jī)床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，制造出任意復(fù)雜的零件。

計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)受控設(shè)備輸入輸出裝置

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)一般都能按照數(shù)字程序指令控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)啟停、換向和變速，能自動(dòng)控制進(jìn)給速度、方向和加工路線，進(jìn)行加工，能選擇刀具并根據(jù)刀具尺寸調(diào)整吃刀量及行走軌跡，能完成加工中所需要的各種輔助動(dòng)作。計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)受控設(shè)備輸入輸出裝置2．?dāng)?shù)控加工的特點(diǎn)總的來說，數(shù)控加工有如下特點(diǎn)：(1)自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測(cè)等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。(2)對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(3)加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。(4)易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控。3．脈沖當(dāng)量、進(jìn)給速度與速度修調(diào)數(shù)控機(jī)床各軸采用步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)或直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，是用數(shù)字脈沖信號(hào)進(jìn)行控制的。每發(fā)送一個(gè)脈沖，電機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)特定的角度，通過傳動(dòng)系統(tǒng)或直接帶動(dòng)絲杠，從而驅(qū)動(dòng)與螺母副連結(jié)的工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)微小的距離。單位脈沖作用下工作臺(tái)移動(dòng)的距離就稱之為脈沖當(dāng)量。手動(dòng)操作時(shí)數(shù)控坐標(biāo)軸的移動(dòng)通常是采用按鍵觸發(fā)或采用手搖脈沖發(fā)生器(手輪方式)產(chǎn)生脈沖的，采用倍頻技術(shù)可以使觸發(fā)一次的移動(dòng)量分別為0.001mm、0.01mm、0.1mm、1mm等多種控制方式，相當(dāng)于觸發(fā)一次分別產(chǎn)生1、10、100、1000個(gè)脈沖。

進(jìn)給速度是指單位時(shí)間內(nèi)坐標(biāo)軸移動(dòng)的距離，也即是切削加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)速度。加工時(shí)的進(jìn)給速度由程序代碼中的F指令控制，但實(shí)際進(jìn)給速度還是可以根據(jù)需要作適當(dāng)調(diào)整的，這就是進(jìn)給速度修調(diào)。進(jìn)給速度修調(diào)。修調(diào)是按倍率來進(jìn)行計(jì)算的，如程序中指令為F80，修調(diào)倍率調(diào)在80%擋上，則實(shí)際進(jìn)給速度為80×80%=64mm/min。同樣地，有些數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，那就是主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)。二、數(shù)控加工工的定義及特特點(diǎn)(一)數(shù)控控加工的定義義數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)機(jī)床上進(jìn)行自自動(dòng)加工零件件的一種工藝藝方法數(shù)控加工主要要包括以下方方面的內(nèi)容：：（1）選擇并并確定零件的的數(shù)控加工內(nèi)內(nèi)容；（2）對(duì)零件件圖進(jìn)行數(shù)控控加工的工藝藝分析；（3）設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)控加工的工工藝；（4）編寫數(shù)數(shù)控加工程序序單；（5）按程序序單制作程序序介質(zhì)；（6）數(shù)控程程序的校驗(yàn)與與修改；（7）首件試試加工與現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)問題處理；；（8）數(shù)控加加工工藝技術(shù)術(shù)文件的定型型與歸檔。三、數(shù)控加工工中常用術(shù)語語(一)兩坐坐標(biāo)和多坐標(biāo)標(biāo)加工數(shù)控機(jī)床的控制軸數(shù)：采用了數(shù)字字控制的機(jī)床床運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)數(shù)。數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)：數(shù)控系統(tǒng)可可以同時(shí)控制制聯(lián)合運(yùn)動(dòng)的的機(jī)床運(yùn)動(dòng)的的個(gè)數(shù)。(二)插補(bǔ)補(bǔ)插補(bǔ)：對(duì)直線或圓圓弧段起始點(diǎn)點(diǎn)終止點(diǎn)之間間的空白進(jìn)行行計(jì)算和“填填補(bǔ)”的工作作插補(bǔ)運(yùn)算：計(jì)算插補(bǔ)點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)算插補(bǔ)器：實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)運(yùn)算的裝置脈沖當(dāng)量：數(shù)控系統(tǒng)能能實(shí)現(xiàn)的最小小位移量，即即數(shù)控裝置每每發(fā)出一個(gè)脈脈沖信號(hào)，機(jī)機(jī)床工作臺(tái)的的移動(dòng)量。直線插補(bǔ)：沿平滑直線線分配脈沖的的插補(bǔ)運(yùn)算圓弧插補(bǔ)：沿圓弧分配配脈沖的插補(bǔ)補(bǔ)運(yùn)算直線插補(bǔ)器：實(shí)現(xiàn)直線插插補(bǔ)運(yùn)算的裝裝置圓弧插補(bǔ)器：實(shí)現(xiàn)圓弧插插補(bǔ)運(yùn)算的裝裝置(三)刀具具補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償償，就是具有有這種功能的的數(shù)控裝置能能使刀具中心心自動(dòng)從零件件實(shí)際輪廓上上偏離一個(gè)指指定的刀具半半徑值（補(bǔ)償償量），并使使刀具中心在在這一被補(bǔ)償償?shù)能壽E上運(yùn)運(yùn)動(dòng)，從而把把工件加工成成圖紙上要求求的輪廓形狀狀四、數(shù)控機(jī)床床的分類1．按工藝用用途分類金屬切削類普通數(shù)控機(jī)床床數(shù)控加工中心心金屬成形類數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控壓力機(jī)數(shù)控沖剪機(jī)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)數(shù)控旋壓機(jī)特種加工類數(shù)控電火花線線切割機(jī)數(shù)控電火花成成形機(jī)數(shù)控激光與火火焰切割機(jī)測(cè)量、繪圖類類主要有數(shù)控繪繪圖機(jī)數(shù)控坐標(biāo)測(cè)量量機(jī)數(shù)控對(duì)刀儀2．按控制運(yùn)運(yùn)動(dòng)的方式分分類點(diǎn)位控制數(shù)控控機(jī)床點(diǎn)位直線控制制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控控機(jī)床3．按伺服系系統(tǒng)的控制方方式分類（1）開環(huán)環(huán)數(shù)控機(jī)床指令脈沖驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)（2）半閉閉環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床指令值+角位移反饋速度反饋位置比較電路速度控制電路伺服電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)（3）閉環(huán)環(huán)控制數(shù)控機(jī)機(jī)床指令值+直線位移反饋速度反饋位置比較電路速度控制電路伺服電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)4．按所用數(shù)數(shù)控系統(tǒng)的檔檔次分類低檔數(shù)控機(jī)床床中檔數(shù)控機(jī)床床高檔數(shù)控機(jī)床床性能類別CPU位數(shù)聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分辨率(um)進(jìn)給速度(m/min)顯示高檔325<0.1>24三維動(dòng)態(tài)中檔16/3230.1~1010~24字符/圖形低檔8<3<10<10字符華中數(shù)控車床床華中數(shù)控銑床床長(zhǎng)征數(shù)控車床床南通立式加工工中心1.2數(shù)控加工技術(shù)術(shù)的發(fā)展1．?dāng)?shù)控加工工技術(shù)的發(fā)展展歷程1949年美美國(guó)Parson公司與與麻省理工學(xué)學(xué)院開始合作作，歷時(shí)三年年研制出能進(jìn)進(jìn)行三軸控制制的數(shù)控銑床床樣機(jī)，取名名“NumericalControl”。。1953年麻麻省理工學(xué)院院開發(fā)出只需需確定零件輪輪廓、指定切切削路線，即即可生成NC程序的自動(dòng)動(dòng)編程語言。。1959年美美國(guó)Keaney&Trecker公司開發(fā)成成功了帶刀庫(kù)庫(kù)，能自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行刀具交換換，一次裝夾夾中即能進(jìn)行行銑、鉆、鏜鏜、攻絲等多多種加工功能能的數(shù)控機(jī)床床，這就是數(shù)數(shù)控機(jī)床的新新種類——加加工中心。1968年英英國(guó)首次將多多臺(tái)數(shù)控機(jī)床床、無人化搬搬運(yùn)小車和自自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)在計(jì)計(jì)算機(jī)控制下下連接成自動(dòng)動(dòng)加工系統(tǒng)，，這就是柔性性制造系統(tǒng)FMS。1974年微微處理器開始始用于機(jī)床的的數(shù)控系統(tǒng)中中，從此CNC(計(jì)算機(jī)機(jī)數(shù)控系統(tǒng))軟線數(shù)控技技術(shù)隨著計(jì)算算機(jī)技術(shù)的發(fā)發(fā)展得以快速速發(fā)展。1976年美美國(guó)Lockhead公公司開始使用用圖像編程。。利用CAD(計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì))繪繪出加工零件件的模型，在在顯示器上““指點(diǎn)”被加加工的部位，，輸入所需的的工藝參數(shù)，，即可由計(jì)算算機(jī)自動(dòng)計(jì)算算刀具路徑，，模擬加工狀狀態(tài)，獲得NC程序。DNC(直接接數(shù)控)技術(shù)術(shù)始于20世世紀(jì)60年代代末期。它是是使用一臺(tái)通通用計(jì)算機(jī)，，直接控制和和管理一群數(shù)數(shù)控機(jī)床及數(shù)數(shù)控加工中心心，進(jìn)行多品品種、多工序序的自動(dòng)加工工。DNC群群控技術(shù)是FMS柔性制制造技術(shù)的基基礎(chǔ)，現(xiàn)代數(shù)數(shù)控機(jī)床上的的DNC接口口就是機(jī)床數(shù)數(shù)控裝置與通通用計(jì)算機(jī)之之間進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)傳送及通訊訊控制用的，，也是數(shù)控機(jī)機(jī)床之間實(shí)現(xiàn)現(xiàn)通訊用的接接口。隨著DNC數(shù)控技技術(shù)的發(fā)展，，數(shù)控機(jī)床已已成為無人控控制工廠的基基本組成單元元。20世紀(jì)90年代，出現(xiàn)現(xiàn)了包括市場(chǎng)場(chǎng)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)產(chǎn)決策、產(chǎn)品品設(shè)計(jì)與制造造和銷售等全全過程均由計(jì)計(jì)算機(jī)集成管管理和控制的的計(jì)算機(jī)集成成制造系統(tǒng)CIMS。其其中，數(shù)控是是其基本控制制單元。20世紀(jì)90年代，基于于PC-NC的智能數(shù)控控系統(tǒng)開始得得到發(fā)展，它它打破了原數(shù)數(shù)控廠家各自自為政的封閉閉式專用系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，，提供開放式式基礎(chǔ)，使升升級(jí)換代變得得非常容易。。充分利用現(xiàn)現(xiàn)有PC機(jī)的的軟硬件資源源，使遠(yuǎn)程控控制、遠(yuǎn)程檢檢測(cè)診斷能夠夠得以實(shí)現(xiàn)。。我國(guó)早在1958年就開開始研制數(shù)控控機(jī)床，但由由于歷史原因因，一直沒有有取得實(shí)質(zhì)性性成果。20世紀(jì)70年年代初期，曾曾掀起研制數(shù)數(shù)控機(jī)床的熱熱潮，但當(dāng)時(shí)時(shí)是采用分立立元件，性能能不穩(wěn)定，可可靠性差。1980年北北京機(jī)床研究究所引進(jìn)日本本FANUC5、7、3、6數(shù)控系系統(tǒng)，上海機(jī)機(jī)床研究所引引進(jìn)美國(guó)GE公司的MTC－1數(shù)控控系統(tǒng)，遼寧寧精密儀器廠廠引進(jìn)美國(guó)Bendix公司的DynapthLTD10數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。在引進(jìn)、、消化、吸收收國(guó)外先進(jìn)技技術(shù)的基礎(chǔ)上上，北京機(jī)床床研究所又開開發(fā)出BS03經(jīng)濟(jì)型數(shù)數(shù)控和BS04全功能數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，航航天部706所研制出MNC864數(shù)控系統(tǒng)。。“八五”期期間國(guó)家又組組織近百個(gè)單單位進(jìn)行以發(fā)發(fā)展自主版權(quán)權(quán)為目標(biāo)的““數(shù)控技術(shù)攻攻關(guān)”，從而而為數(shù)控技術(shù)術(shù)產(chǎn)業(yè)化建立立了基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代末，華華中數(shù)控自主主開發(fā)出基于于PC-NC的HNC數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，達(dá)達(dá)到了國(guó)際先先進(jìn)水平，加加大了我國(guó)數(shù)數(shù)控機(jī)床在國(guó)國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力度。2．?dāng)?shù)控加加工技術(shù)的的發(fā)展方向向現(xiàn)代數(shù)控加加工正在向向高速化、、高精度化化、高柔性性化、高一一體化、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化和智智能化等方方向發(fā)展。。1)高速速切削受高生產(chǎn)率率的驅(qū)使，，高速化已已是現(xiàn)代機(jī)機(jī)床技術(shù)發(fā)發(fā)展的重要要方向之一一。高速切切削可通過過高速運(yùn)算算技術(shù)、快快速插補(bǔ)運(yùn)運(yùn)算技術(shù)、、超高速通通信技術(shù)和和高速主軸軸等技術(shù)來來實(shí)現(xiàn)。高主軸轉(zhuǎn)速速可減少切切削力，減減小切削深深度，有利利于克服機(jī)機(jī)床振動(dòng)，，傳入零件件中的熱量量大大減低低，排屑加加快，熱變變形減小，，加工精度度和表面質(zhì)質(zhì)量得到顯顯著改善。。因此，經(jīng)經(jīng)高速加工工的工件一一般不需要要精加工。。2)高精精度控制高精度化一一直是數(shù)控控機(jī)床技術(shù)術(shù)發(fā)展追求求的目標(biāo)。。它包括機(jī)機(jī)床制造的的幾何精度度和機(jī)床使使用的加工工精度控制制兩方面。。提高機(jī)床的的加工精度度，一般是是通過減少少數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)誤差，提提高數(shù)控機(jī)機(jī)床基礎(chǔ)大大件結(jié)構(gòu)特特性和熱穩(wěn)穩(wěn)定性，采采用補(bǔ)償技技術(shù)和輔助助措施來達(dá)達(dá)到的。目目前精整加加工精度已已提高到0.1μμm，并進(jìn)進(jìn)入了亞微微米級(jí)，不不久超精度度加工將進(jìn)進(jìn)入納米時(shí)時(shí)代。(加加工精度達(dá)達(dá)0.01μm)3)高柔柔性化柔性是指機(jī)機(jī)床適應(yīng)加加工對(duì)象變變化的能力力。目前，，在進(jìn)一步步提高單機(jī)機(jī)柔性自動(dòng)動(dòng)化加工的的同時(shí)，正正努力向單單元柔性和和系統(tǒng)柔性性化發(fā)展。。數(shù)控系統(tǒng)在在21世紀(jì)紀(jì)將具有最最大限度的的柔性，能能實(shí)現(xiàn)多種種用途。具具體是指具具有開放性性體系結(jié)構(gòu)構(gòu)，通過重重構(gòu)和編輯輯，視需要要系統(tǒng)的組組成可大可可?。还δ苣芸蓪Ｓ靡惨部赏ㄓ?，，功能價(jià)格格比可調(diào)；；可以集成成用戶的技技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，，形成專家家系統(tǒng)4)高一一體化CNC系統(tǒng)統(tǒng)與加工過過程作為一一個(gè)整體，，實(shí)現(xiàn)機(jī)電電光聲綜合合控制，測(cè)測(cè)量造型、、加工一體體化，加工工、實(shí)時(shí)檢檢測(cè)與修正正一體化，，機(jī)床主機(jī)機(jī)設(shè)計(jì)與數(shù)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)一體化化。5)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)多種通通訊協(xié)議，，既滿足單單機(jī)需要，，又能滿足足FMS(柔性制造造系統(tǒng))、、CIMS(計(jì)算機(jī)機(jī)集成制造造系統(tǒng))對(duì)對(duì)基層設(shè)備備的要求。。配置網(wǎng)絡(luò)絡(luò)接口，通通過Internet可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視視和控制加加工，進(jìn)行行遠(yuǎn)程檢測(cè)測(cè)和診斷，，使維修變變得簡(jiǎn)單。。建立分布布式網(wǎng)絡(luò)化化制造系統(tǒng)統(tǒng)，可便于于形成“全全球制造””。6)智能能化21世紀(jì)的的CNC系系統(tǒng)將是一一個(gè)高度智智能化的系系統(tǒng)。具體體是指系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)在局部部或全部實(shí)實(shí)現(xiàn)加工過過程的自適適應(yīng)、自診診斷和自調(diào)調(diào)整；多媒媒體人機(jī)接接口使用戶戶操作簡(jiǎn)單單，智能編編程使編程程更加直觀觀，可使用用自然語言言編程；加加工數(shù)據(jù)的的自生成及及智能數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)；智能能監(jiān)控；采采用專家系系統(tǒng)以降低低對(duì)操作者者的要求等等。1.3數(shù)數(shù)控編程的的內(nèi)容與方方法一、程序編編制的內(nèi)容容與步驟程序編制：：是指從零件件圖紙到編編制零件加加工程序和和制作控制制介質(zhì)的全全部過程手工編程自動(dòng)編程程手工編程程流程自動(dòng)編程程的內(nèi)容容與步驟驟零件的幾幾何建模模加工方案案與加工工參數(shù)的的合理選選擇刀具軌跡跡生成數(shù)控加工工仿真后置處理理首件試加加工二、程序序編制的的代碼標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)目前廣泛泛應(yīng)用的的八單位位穿孔紙紙帶的代代碼標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有兩種種：EIA（（美國(guó)電電子工業(yè)業(yè)協(xié)會(huì)））標(biāo)準(zhǔn)ISO（（國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化組組織）標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。ISO標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)又被被稱為ASCII（美美國(guó)信息息交換標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)碼））標(biāo)準(zhǔn)三、NC程序的的結(jié)構(gòu)(一)程程序的的組成加工程序序的一般般格式舉舉例：%//開開始符符O1000//程程序名N10G00G54X50Y30M03S3000N20G01X88.1Y30.2F500T02M08N30X90//程序序主體……N300M30//程程序結(jié)束束指令%//結(jié)結(jié)束符符數(shù)控加工工程序的的一般格格式：（1）程程序開始始符、結(jié)結(jié)束符程序開始始符、結(jié)結(jié)束符是是同一個(gè)個(gè)字符，，ISO代碼中中是%，，EIA代碼中中是EP，書寫寫時(shí)要單單列一段段。（2）程程序名程序名有有兩種形形式：一一種是英英文字母母O和1～4位位正整數(shù)數(shù)組成；；另一種種是由英英文字母母開頭，，字母數(shù)數(shù)字混合合組成的的。一般般要求單單列一段段。（3）程程序主體體程序主體體是由若若干個(gè)程程序段組組成的。。每個(gè)程程序段一一般占一一行。（4）程程序結(jié)束束指令程序結(jié)束束指令可可以用M02或或M30。一般般要求單單列一段段。數(shù)控加工工程序的的組成元元素：1、字符符字符是用用來組織織、控制制或表示示數(shù)據(jù)的的一些符符號(hào)，如如數(shù)字、、字母、、標(biāo)點(diǎn)符符號(hào)、數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算算符等。。2、字（（代碼字字）字是指一一系列按按規(guī)定排排列的字字符，作作為一個(gè)個(gè)信息單單元存儲(chǔ)儲(chǔ)、傳遞遞和操作作。字是是由一個(gè)個(gè)英文字字母與隨隨后的若若干位十十進(jìn)制數(shù)數(shù)字組成成，這個(gè)個(gè)英文字字母稱為為地址符。如：“X2500”是是一個(gè)字字，X為為地址符符，數(shù)字字“2500””為地址址中的內(nèi)內(nèi)容。3、程序序段程序段由由若干個(gè)個(gè)代碼字字組成。。一個(gè)程程序段表表示一個(gè)個(gè)完整的的加工工工步或動(dòng)動(dòng)作。(二)程程序段段格式1．分隔隔符固定定順序式式這種格式式是用分分隔符““HT””（在EIA代代碼中用用“TAB”））代替地地址符，，而且預(yù)預(yù)先規(guī)定定了所有有可能出出現(xiàn)的代代碼字的的固定排排列順序序，根據(jù)據(jù)分隔符符出現(xiàn)的的順序，，就可判判定其功功能。不不需要的的字或與與上一程程序段相相同功能能的字可可以不寫寫，但其其分隔符符必須保保留。我國(guó)數(shù)控控線切割割機(jī)床采采用的““3B””或“4B”格格式指令令就是典典型的分分隔符固固定順序序格式。。其3B格式的的一般表表示為：：BXBYBJGZ。。分隔符固固定順序序式格式式不直觀觀，編程程不便，，常用于于功能不不多的數(shù)數(shù)控裝置置（數(shù)控控系統(tǒng)））中。2．地址址符可變變程序段段格式這種格式式又稱字字—地址址程序段段格式。。程序段段中每個(gè)個(gè)字都以以地址符符開始，，其后跟跟符號(hào)和和數(shù)字，，代碼字字的排列列順序沒沒有嚴(yán)格格的要求求，不需需要的代代碼字以以及與上上段相同同的續(xù)效效字可以以不寫。。這種格格式的特特點(diǎn)是：：程序簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，可可讀性強(qiáng)強(qiáng)，易于于檢查。。因此現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)控控機(jī)床廣廣泛采用用這種格格式。四、NC程序的的常用功功能字一般程序序段由下下列功能能字組成成：N———G———X———Y———Z———程序號(hào)準(zhǔn)準(zhǔn)備備功能坐坐標(biāo)標(biāo)值F———S———T———M———進(jìn)給速度度主軸軸速度刀刀具具輔輔助功功能(一)準(zhǔn)準(zhǔn)備功功能字G準(zhǔn)備功能能字G代代碼，用用來規(guī)定定刀具和和工件的的相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)軌跡跡（即指指令插補(bǔ)補(bǔ)功能））、機(jī)床床坐標(biāo)系系、坐標(biāo)標(biāo)平面、、刀具補(bǔ)補(bǔ)償、坐坐標(biāo)偏置置等多種種加工操操作。我我國(guó)機(jī)械械工業(yè)部部根據(jù)ISO標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)制定定了JB3208-83標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，規(guī)定定G代碼碼由字母母G及其其后面的的二位數(shù)數(shù)字組成成，從G00到到G99共有100種種代碼。。G代碼分分模態(tài)代代碼和非非模態(tài)代代碼。表表中序號(hào)號(hào)（2））中的a、c、、d、e、h、、k、i各字母母所對(duì)應(yīng)應(yīng)的為模態(tài)代碼碼（又稱稱續(xù)效代代碼）。它表示示在程序序中一經(jīng)經(jīng)被應(yīng)用用（如a組的G01）），直到到出現(xiàn)同同組（a組）的的任一G代碼（（如G02）時(shí)時(shí)才失效效。否則則該指令令繼續(xù)有有效。模態(tài)代碼碼可以在在其后的的程序段段中省略略不寫。。非模態(tài)代代碼只在在本程序序中有效效。表中“不不指定””代碼，，指在未未指定新新的定義義之前，，由數(shù)控控系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)者根根據(jù)需要要定義新新的功能能。(二)坐坐標(biāo)功功能字坐標(biāo)功能能字（又又稱尺寸寸字）用用來設(shè)定定機(jī)床各各坐標(biāo)的的位移量量。它一一般使用用X、Y、Z、、U、V、W、、P、Q、R、、A、B、C、、D、E等地址址符為首首，在地地址符后后緊跟““＋”（（正）或或“－””（負(fù)））及一串串?dāng)?shù)字。。一個(gè)程程序段中中有多個(gè)個(gè)尺寸字字時(shí)，一一般按上上述地址址符順序序排列。。例：某數(shù)數(shù)控銑床床，要求求將工作作臺(tái)快速速定位到到X軸100mm處，，程序段段指令如如下：直接指定定坐標(biāo)值值時(shí)：G00X100.0以脈沖當(dāng)當(dāng)量為單單位給定定坐標(biāo)值值時(shí)：G00X10000（脈沖沖當(dāng)量為為0.01mm）G00X100000（脈脈沖當(dāng)量量為0.001mm））(三)進(jìn)進(jìn)給功功能字F該功能字字用來指指定進(jìn)給給速度（（刀具相相對(duì)工件件運(yùn)動(dòng)的的速度）），它是是續(xù)效代代碼。其其單位一一般為mm/min，，當(dāng)進(jìn)給給速度與與主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速有關(guān)關(guān)時(shí)，如如車螺紋紋、攻絲絲等，使使用的單單位為mm/r。進(jìn)給給功能字字以地址址符“F”為首首，其后后跟一串串?dāng)?shù)字代代碼。F代碼常常有兩種種表示方方法：⑴編碼法法：即在在地址符符F后跟跟一串?dāng)?shù)數(shù)字代碼碼，這些些數(shù)字不不直接表表示進(jìn)給給速度的的大小，，而是機(jī)機(jī)床進(jìn)給給速度數(shù)數(shù)列的序序號(hào)，具具體的進(jìn)進(jìn)給速度度需要查查表確定定。⑵直接指指定法：：即F后后面跟的的數(shù)字就就是進(jìn)給給速度的的大小(四)主主軸功功能字S該功能字字用來指指定主軸軸速度，，該代碼碼為續(xù)效效代碼，，單位為為r/min，，它以地地址符““S”為為首，后后跟一串串?dāng)?shù)字。。(五)刀刀具功功能字T當(dāng)系統(tǒng)具具有換刀刀功能時(shí)時(shí)，刀具具功能字字用以選選擇替換換的刀具具。它以以地址符符“T””為首，，其后一一般跟二二位數(shù)字字，代表表刀具的的編號(hào)。。(六)輔輔助功功能字輔助功能能字M代代碼主要要用于數(shù)數(shù)控機(jī)床床的開關(guān)關(guān)量控制制，如主主軸的正正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，切削削液開、、關(guān)，工工件的夾夾緊、松松開，程程序結(jié)束束等。M代碼從從M00-M99共100種種。我國(guó)國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JB3208-83的的有關(guān)規(guī)規(guī)定見后后表所示示。表中中“#””號(hào)表示示若選作作特殊用用途，必必須在程程序說明明中注明明；“*”號(hào)表表示對(duì)該該具體情情況起作作用。幾種常用用的M代代碼功能能：（1）M00程程序停止止。執(zhí)行行M00后，機(jī)機(jī)床所有有動(dòng)作均均被切斷斷，以便便進(jìn)行手手動(dòng)操作作。重新新按動(dòng)程程序啟動(dòng)動(dòng)按鈕后后，再繼繼續(xù)執(zhí)行行后面的的程序段段（2）M01選選擇停止止。與執(zhí)執(zhí)行M00相同同，不同同的是只只有按下下機(jī)床控控制面板板上“任任選停止止”開關(guān)關(guān)時(shí)，該該指令才才有效，，否則機(jī)機(jī)床繼續(xù)續(xù)執(zhí)行后后面的程程序。該該指令常常用于抽抽查工件件的關(guān)鍵鍵尺寸。。（3）M02程程序結(jié)束束。執(zhí)行行該指令令后，表表示程序序內(nèi)所存存指令均均以完成成，因而而切斷機(jī)機(jī)床所有有動(dòng)作，，機(jī)床復(fù)復(fù)位，但但程序結(jié)結(jié)束后，，不返回回到程序序開頭的的位置。。（4）M30紙紙帶結(jié)束束。執(zhí)行行該指令令后，除除完成M02的的內(nèi)容外外，還自自動(dòng)返回回到程序序開頭的的位置。。為加工工下一個(gè)個(gè)工件做做好準(zhǔn)備備。(一)數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的坐坐標(biāo)軸和和運(yùn)動(dòng)方方向１、機(jī)床床坐標(biāo)系系的確定定（1）機(jī)床相相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的規(guī)定定在機(jī)床上上，我們們始終認(rèn)認(rèn)為工件件靜止，，而刀具具是運(yùn)動(dòng)動(dòng)的。這這樣編程程人員在在不考慮慮機(jī)床上上工件與與刀具具具體運(yùn)動(dòng)動(dòng)的情況況下，就就可以依依據(jù)零件件圖樣，，確定機(jī)機(jī)床的加加工過程程。1.4數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的坐坐標(biāo)系（2）機(jī)機(jī)床坐標(biāo)標(biāo)系的規(guī)規(guī)定在數(shù)控機(jī)機(jī)床上，，機(jī)床的的動(dòng)作是是由數(shù)控控裝置來來控制的的，為了了確定數(shù)數(shù)控機(jī)床床上的成成形運(yùn)動(dòng)動(dòng)和輔助助運(yùn)動(dòng)，，必須先先確定機(jī)機(jī)床上運(yùn)運(yùn)動(dòng)的位位移和運(yùn)運(yùn)動(dòng)的方方向，這這就需要要通過坐標(biāo)系來來實(shí)現(xiàn)，，這個(gè)坐坐標(biāo)系被被稱之為為機(jī)床坐坐標(biāo)系。例如銑床床上，有有機(jī)床的的縱向運(yùn)運(yùn)動(dòng)、橫橫向運(yùn)動(dòng)動(dòng)以及垂向向運(yùn)動(dòng)。。在數(shù)控控加工中中就應(yīng)該該用機(jī)床床坐標(biāo)系來來描述。。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床床坐標(biāo)系系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的的相互關(guān)關(guān)系用右右手笛卡卡爾直角角坐標(biāo)系系決定：：1)伸出出右手的的大拇指指、食指指和中指指，并互互為90°。則則大拇指指代表X坐標(biāo)，，食指代代表Y坐坐標(biāo)，中中指代表表Z坐標(biāo)標(biāo)。2)大拇拇指的指指向?yàn)閄坐標(biāo)的的正方向向，食指指的指向向?yàn)閅坐坐標(biāo)的正正方向，，中指的的指向?yàn)闉閆坐標(biāo)標(biāo)的正方方向。3)圍繞繞X、Y、Z坐坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坐標(biāo)分分別用A、B、、C表示示，根據(jù)據(jù)右手螺螺旋定則則，大拇拇指的指指向?yàn)閄、Y、、Z坐標(biāo)標(biāo)中任意意軸的正正向，則則其余四四指的旋旋轉(zhuǎn)方向向即為旋旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)標(biāo)A、B、C的的正向。。（3）運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向向的規(guī)定定增大刀具具與工件件距離的的方向即即為各坐坐標(biāo)軸的的正方向向，下圖圖為數(shù)控控車床上上兩個(gè)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的正正方向。。２、坐標(biāo)標(biāo)軸方向向的確定定（1）Z坐標(biāo)Z坐標(biāo)的的運(yùn)動(dòng)方方向是由由傳遞切切削動(dòng)力力的主軸軸所決定定的，即即平行于于主軸軸軸線的坐坐標(biāo)軸即即為Z坐坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的的正向?yàn)闉榈毒唠x離開工件件的方向向。（2）X坐標(biāo)X坐標(biāo)平平行于工工件的裝裝夾平面面，一般般在水平平面內(nèi)。。確定X軸的方方向時(shí)，，要考慮慮兩種情情況：1）如果果工件做做旋轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)（車車床類）），則刀刀具離開開工件的的方向?yàn)闉閄坐標(biāo)標(biāo)的正方方向。下圖所示示為數(shù)控控車床的的X坐標(biāo)標(biāo)。（2）X坐標(biāo)2）如果刀刀具做旋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)（銑床床類），，則分為為兩種情情況：Z坐標(biāo)水平時(shí)時(shí)（臥銑）），觀察者者沿刀具主主軸向工件件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指指向右方；；Z坐標(biāo)垂直直時(shí)（立銑銑），觀察察者面對(duì)刀刀具主軸向向立柱看時(shí)時(shí)，+X運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向指指向右方。。（3）Y坐坐標(biāo)在確定X、Z坐標(biāo)的正方方向后，可可以用根據(jù)據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向向，按照右右手直角坐坐標(biāo)系來確確定Y坐標(biāo)的方向向。3、附加坐坐標(biāo)系在主要線性性軸（X，，Y，Z））之外，另另有平行于于它的依次次有次要線線性軸（U，V，W）、第三三線性軸（（P，Q，，R）。在在主要旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸（A，，B，C））存在的同同時(shí)，還有有平行于或或不平行于于A、B和和C的二個(gè)個(gè)特殊軸（（D，E））。機(jī)床坐標(biāo)系系確定示例例：課堂練習(xí)：：+X+Z臥式數(shù)控車車床坐標(biāo)系系+Y課堂練習(xí)：：立式數(shù)控銑銑床坐標(biāo)系系+Z+X+Y課堂練習(xí)：：臥式數(shù)控銑銑床坐標(biāo)系系+Y+Z+X上述坐標(biāo)軸軸正方向，，均是假定定工件不動(dòng)動(dòng)，刀具相相對(duì)于工件件作進(jìn)給運(yùn)運(yùn)動(dòng)而確定定的方向，，即刀具運(yùn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系系。但在實(shí)實(shí)際機(jī)床加加工時(shí)，有有很多都是是刀具相對(duì)對(duì)不動(dòng)，而而工件相對(duì)對(duì)于刀具移移動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的的情況。此此時(shí)，應(yīng)在在各軸字母母后加上““?’””表示工件件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)標(biāo)系。按相相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)關(guān)系，工件件運(yùn)動(dòng)的正正方向恰好好與刀具運(yùn)運(yùn)動(dòng)的正方方向相反，，即有：+X=??X’+Y=??Y’+Z=?Z’+A=?A’’+B=??B’’+C=?C’’(二)絕絕對(duì)坐標(biāo)系系統(tǒng)與相對(duì)對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)１．絕對(duì)坐坐標(biāo)系統(tǒng)在坐標(biāo)系中中，所有坐坐標(biāo)點(diǎn)均以以固定的坐坐標(biāo)原點(diǎn)為為起點(diǎn)確定定坐標(biāo)值的的，這種坐坐標(biāo)系稱為為絕對(duì)坐標(biāo)標(biāo)系。２．相對(duì)坐坐標(biāo)系統(tǒng)在坐標(biāo)系中中，運(yùn)動(dòng)軌軌跡（直線線或圓?。┑慕K點(diǎn)坐坐標(biāo)值是以以起點(diǎn)（工工作臺(tái)現(xiàn)有有位置））開始計(jì)算算的，這種種坐標(biāo)系稱稱為增量（（相對(duì)）坐坐標(biāo)系。絕對(duì)坐標(biāo)尺尺寸增量坐標(biāo)尺尺寸德州科技職職業(yè)學(xué)院(20,25)（三）機(jī)機(jī)床原點(diǎn)、、參考點(diǎn)和和工件原點(diǎn)點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)就是機(jī)床坐坐標(biāo)系的原原點(diǎn)。它是是機(jī)床上的的一個(gè)固定定的點(diǎn)，由由制造廠家家確定。機(jī)機(jī)床坐標(biāo)系系是通過回回參考點(diǎn)操操作來確立立的，參考點(diǎn)是確立機(jī)床床坐標(biāo)系的的參照點(diǎn)。。數(shù)控車床的的機(jī)床原點(diǎn)點(diǎn)多定