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.

1 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。 更多数控编程基本知识 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。

2 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。

（3）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）。

1）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。

2）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。

3）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。 一、刀路的总则： 开粗：在机床的最大负荷下，绝大部分情况应选用尽可能大的刀，尽可能大的的进刀量，尽可能快的进给。在同一把刀的情况下，进给与进刀量成反比。一般情况下，机床的负荷不是问题，选刀的原则主要依产品的二维角与三维弧是否过小来考虑。选好刀后，便定刀长，原则是刀长大于加工深度，大工件则要考虑夹头是否有干涉。 光刀：光刀的目的是为了达到满足工件表面光洁度、预留适当余量的加工要求。同样，光刀选用尽可能大的刀，尽可能快的时间，因为精刀需要较长的时间，用最合适的进刀与进给。在同一进给下横向进刀越大越快，曲面进刀量与加工后的光洁度有关，进给的大小与曲面的外表形状有关，在不伤及面的情况下，留最小的余量、用最大的刀、最快的转速、适当的进给。 1．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”。 2．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. 数控铣削编程方法与应用

1．数控铣床的坐标系

（1）机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的零点（机械零点）， 它由厂家在生产机床时确定。 XK5032 立式数控铣床符合 ISO 规定，即以机床主轴轴线方向为 Z 轴， 刀具远离工件方向为 Z 轴正方向；X 轴规定为水平平行于工件工件装夹 表面，人在工作台前面对主轴，右方向为 X 轴正方向；Y 轴垂直于 X，Z 轴坐标轴，其方向根据笛卡儿坐标系右手定则确定。

（2）工件坐标系 工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系， 工件坐标系的原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，由编程人 员编制程序时根据零件特点选定。

（3）工件坐标系的设定 工件坐标系的设定是进行变成计算的第一步， 应当根据不同的加工要求 和编程的方便性恰当选择。

1）用 G92 设定工件坐标系 其输入格式：G92 X Y Z 该指令可以出现在程序的第一段，也可出现在程序段中间，以重新设定 工件坐标系。数控系统执行该指令前，一般先把刀具置于一个合适的位 置， 执行该段程序后， 机床并不产生运动， 只是把坐标设定值送入内存。

2）G54~G59 设定工件坐标系 XK5032 立式数控铣床还可以通过 CRT/MDI 在参数设置方式下，设定 6 个不同的工件坐标系。 6 个坐标系分别被记忆成 G54、 这 G55、 G56、 G57、 G58、G59，在加工时通过 G54~G59 指令选择相应的坐标系。 G90 指令与 G54~G59 指令的使用区别是：G92 指令通过程序来设定工件 加工程序，其坐标原点与当前刀具所在位置有关；而 G54~G59 指令通过 CRT/MDI 在参数设置方式下设定工件坐标系，其坐标原点与当前刀具所 在位置无关。G92 指令只是设定坐标系，不产生任何移动；G54~G59 指 令可以与 G00 指令等组合在相应的工件坐标系中进行位移。

2．主要功能指令

（1）常用辅助功能指令 用来指定机床的辅助动作和状态 （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，机床的转动、进给、切削液停止。重新启动机床后继 续执行下面的程序； M01－程序选择停止指令，只有按下面板上“选择停止”键，该指令才 有效。 执行该指令， M00 相似。 与 按“启动”键， 继续执行下面的程序； M02－程序结束，机床处于复位状态； M03－主轴正转（CW）； M04－主轴反转（CCW）； M05－主轴停转。M03 和 M04 指令之间必须用 M05 指令使主轴停转后进 行； M08－冷却液开； M09－冷却液关； M98－放在主程序中，用来调用子程序。格式为：M98 P ，其后 8 位数 字，前 4 位是调用次数，后 4 位是子程序号。调用 1 次时，前 4 位可省 略。 M99－放在子程序最后，用来返回主程序的相应程序段。当 M99 后不跟 任何代码时，返回调用程序的后一段程序段。否则返回到 M98 P 所指 定的 P 后的程序段。 当 M99 单独在主程序中使用时，不跟任何代码，返回主程序的开头，否 则返回到主程序 P 指定的程序段。

（2）绝对尺寸指令和增量尺寸指令

1）绝对尺寸方式（G90） 在该方式下，程序段中的尺寸为绝对坐标值。

2）增量尺寸方式（G91） 在该方式下，程序段中的尺寸为增量坐标值，即相对于前一工作点的增 量值。 实际编程中，G90 和 G91 并无特殊规定，可根据给定零件的已知条件选 择。

（3）基本进给指令（G 指令）

1）快速进刀指令（G00） G00 X Y Z ；最快进给速度为系统默认，由系统参数调整；

2）直线插补指令（G01） G01 X Y Z F ； 注意到 G90 和 G91 时， 起刀的原点不同， F单位是 mm/min； 3）圆弧插补指令（G02、G03） 在 XY 平面（G17）内， G02 X Y R F 顺圆插补 G03 X Y R F 逆圆插补 或者： G02 X Y I J F 顺圆插补 G03 X Y I J F 逆圆插补 采用 G90 时，X Y Z 是圆弧终点相对于工件零点的坐标，采用 G91 时，X Y Z 是圆弧终点相对于圆弧起点的坐标。 I J K 是圆弧的圆心坐标值，均为圆心点相对于圆弧起点的增量值。 R 为圆弧半径。圆心角小于等于 180 度 R 为正值、圆心角大于 180 度 R 为负值。当圆弧为整圆时，不能用 R，只能用 I，J，K。

4）进给暂停指令（G04） G04 指令可使进给暂停，刀具在某一点停留一段时间后再执行下一段程 序。输入格式： G04 X 或 G04 P ； X 或 P 均为指定进给暂停时间。两者区别是：X 后面可带小数点，单位 是 s； 后面数字不能带小数点， P 单位为 ms。 G04 X3.5， 如， 或者 G04 P3500， 都表示刀具暂停了 3.5 秒。

（4）补偿指令

1）刀具半径补偿指令（G41、G42、G40） G41 为左刀补指令，表示沿着刀具进给方向看，刀具中心在零件轮廓的 左侧； G42 为右刀补指令，表示沿着刀具进给方向看，刀具中心在零件轮廓的 左侧； 输入格式： G41（G42）G01 X Y D ； 式中，D 为刀具号，存有预先由 MDI 方式输入的刀具半径补偿值。 G40 为取消刀具半径补偿指令； 输入格式： G40 G01 X Y ； 刀补指令使用注意： G40 与 G41 或 G42 要成对使用； 从无刀补状态进入刀补状态转换时必须采用 G00 或 G01 直线移动指令， 不能用 G02、G03； 刀补撤消时也要用 G00 或 G01 直线移动指令。

2）刀具长度补偿指令（G43、G44、G49） G43 为正补偿，表示刀具在 Z 方向实际坐标值比程序给定值增加一个偏 移量； G42 为负补偿，表示刀具在 Z 方向实际坐标值比程序给定值减少一个偏 移量； 输入格式： G43（G44）G01 Z H ； 式中，H 为刀具号，存有预先由 MDI 方式输入的刀具长度补偿值。 G49 为取消刀具长度补偿指令； 输入格式： G49 G01 Z ；

（5）固定循环指令（G98、G99、G80） 固定循环指令是用一个特定的 G 指令代替某个典型加工中几个固定、 连 续的动作，使加工程序简化。固定循环主要用于孔加工，通常包括以下 六个基本动作。 动作一 ——X，Y 轴快速定位（初始点）； 动作二 ——快速移动到 R 点； 动作三 ——切削进给进行孔加工; 动作四 ——执行孔底动作（包括暂停、刀具移位等）； 动作五 ——返回到 R 点； 动作六 ——快速返回到初始点。 固定循环的输入格式： G98（G99）G X Y Z R Q P L 式中，G98—返回初始点； G99—返回 R 点； G —孔加工固定循环方式；本系统的孔