第三章數控機床加工程序編制基礎一、數控程序 將加工過程所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示，通過控制介質將數字信息送入專用或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理和運算發出各種指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需要的工件。在數控機床上加工零件，首先要編制零件的加工程序，然后才能加工零件。 根據零件幾何形狀的復雜程度、程序的長短以及編程精度要求的不同，可采用不同的編程方法，主要由手工編程和計算機零件編程（即自動編程）。手工編程： 手工編制程序就是編程全過程中，全部或主要有人工進行。 對于幾何形狀不太復雜的簡單零件，所需的加工程序不多，坐標計算也較簡單，穿孔帶不長，出錯的幾率小，這時用手工編程就顯得經濟而且及時。 因此，手工編程至今仍廣泛的應用于簡單的點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中。第三章數控機床加工程序編制基礎自動編程： 但對于一些復雜零件，特別是具有非圓曲線、曲面的表面（如葉片、復雜模具）； 或者零件的幾何元素并不復雜，單程序量很大的零件（如復雜的箱體或一個零件上有千百個矩陣鉆孔）； 或者是需要進行復雜的工步與工藝處理的零件（如數控車削和加工中心機床的多工序集中加工）。第三章數控機床加工程序編制基礎 用手工編制這些零件的程序，其編程時間與在機床上實際加工時間之比平均為30：1，甚至由于加工程序一時編不出而影響數控機床的開動率。 因此必須解決程序編制的自動化問題，即利用計算機進行輔助編程。由于這些零件的編程計算相當繁瑣，程序量大，手工編程就很難勝任，即使能夠編程，往往耗用時間長、效率低，而且出錯幾率高。第三章數控機床加工程序編制基礎1、程序編制：

就是將零件的工藝過程、工藝參數、刀具位移量與方向以及其它輔助功能（換刀、冷卻、夾緊等），按運動順序和所用數控機床規定的指令代碼及程序格式編成加工程序單，再將程序單中的全部內容記錄在控制介質上，然后輸給數控裝置，從而指揮數控機床加工。 這種從零件圖紙到控制介質的過程稱為數控加工的程序編制。二、編程步驟第三章數控機床加工程序編制基礎程序編制的一般步驟：零件圖工藝處理數值計算編寫程序程序輸入首件試切程序校核機床加工修改第三章數控機床加工程序編制基礎選擇適合數控加工的工件和合理的加工工藝是提高數控加工技術經濟效果的首要因素。只有那些屬于小批量特別是重復輪番投產、表面復雜、加工中需要測量、需要精密鉆鏜夾具等類零件，才是數控加工最合適的加工對象。1、工藝處理第三章數控機床加工程序編制基礎 利用圖紙對工件形狀、技術條件、毛坯及工藝方案等進行詳細分析，從而確定加工方法，定位夾緊及工步順序，并合理選用機床、刀具及切削用量等。 制定數控加工工藝除考慮通常的一般工藝原則外，還用考慮充分發揮所用數控機床的指令功能，要求走刀路線要短、走刀次數和換刀次數盡可能少、加工安全可靠等。 由于零件加工程序是事先編制好的，每次走刀尺寸固定，因此對零件毛坯的基準面和余量應有一定要求。第三章數控機床加工程序編制基礎 根據零件圖的幾何尺寸、走刀路徑以及設定的坐標系計算粗、精加工個運動軌跡的坐標值， 諸如運動軌跡的起點和終點、圓弧的圓心等坐標尺寸；對圓心刀具，有時還要計算刀心運動軌跡的坐標；對非圓曲線，還要計算逼近線段的交點（亦稱節點）坐標值，并限制在允許誤差范圍之內。2、數值計算第三章數控機床加工程序編制基礎 根據計算出的運動軌跡坐標值和已確定的運動順序、刀號、切削參數以及輔助動作， 按照數控裝置規定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序單。 在程序段之前加上程序的順序號，在其后加上程序段結束符號。 此外還應附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機床調正卡、工序卡以及必要說明（如零件名稱與圖號、零件程序號、機床型號以及日期等等）。3、編寫加工程序單第三章數控機床加工程序編制基礎 程序單只是程序設計完后的文字記錄，還必須將程序單的內容記錄在控制數控機床的數控介質上作為數控裝置的輸入信息。 程序輸入有手動數據輸入、介質輸入、通訊輸入等方式。 現代CNC系統存儲容量大、可存儲多個零件加工程序，且可在不占用加工時間的情況下輸入，可以方便、及時手動數據輸入不太復雜的零件。控制介質多為穿孔帶，也有用磁盤、磁帶的。也可將程序單的內容直接用數控裝置的鍵盤健入存儲。4、程序輸入第三章數控機床加工程序編制基礎 程序單和所制備的控制介質必須經過校驗和試切削才能正式使用。 一般的方法是將控制介質上的內容直接輸入到CNC裝置進行機床的空運轉檢查。 亦即在機床上用筆代替刀具，坐標紙代替工件進行空運轉畫圖，檢查機床軌跡的正確性。5、程序校驗和首件試切第三章數控機床加工程序編制基礎 但這些方法只能檢查運動是否正確，不能查出由于刀具調整不當或編程計算不準而造成工件誤差的大小。因此必須用首件試切的方法進行實際切削檢查。它不僅可以查出程序單和控制介質的錯誤，還可知道加工精度是否符合要求。當發現尺寸有誤差時，應分析錯誤的性質，或者修改程序單，或者進行尺寸補償。在具有CRT屏幕圖形顯示的數控機床上，用圖形模擬刀具相對工件的運動，則更為方便。第三章數控機床加工程序編制基礎三、坐標系統1、笛卡兒坐標系統一規定數控機床坐標軸名稱及其運動的正、負方向，可使編程簡便，并使所編程序對同類型機床有互換性。目前國際上已統一了標準的坐標系。我國也已制訂了JB3051-82《數控機床坐標和運動方向的命名》專業標準，它與ISO841等效。第三章數控機床加工程序編制基礎數控機床的標準坐標系（基本坐標系）采用笛卡兒直角坐標系。+X+Y+Z+X’+Z’+Y’+A+B+C規定：直角坐標X、Y、Z三者的關系及正方向用右手定則判定。圍繞X、Y、Z各軸的回轉運動坐標分別為A、B、C，其正方向用右手螺旋法則判定。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎2、坐標軸統一規定標準坐標系X、Y、Z作為刀具（相對于工件）運動的坐標系并增大刀具與工件之間距離的方向為正方向．方向：由于機床的運動可以是刀具相對于工件的運動，也可以是工件相對于刀具的運動，所以統一規定不帶“′”的坐標表示工件固定、刀具運動的坐標；帶“′”的則表示刀具固定，工件的運動。第三章數控機床加工程序編制基礎規定平行于機床主軸(傳遞切削動力)的刀具運動坐標為Z軸，取刀具遠離工件的方向為正方向(+z)。當機床有幾個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸(如龍門銑床)。Z軸：X軸：X軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。第三章數控機床加工程序編制基礎對于工件旋轉運動的機床(車床、磨床)，取平行于橫向滑座的方向(工件徑向)為刀具運動的X坐標，同樣，取刀具遠離工件的方向為X的正向。第三章數控機床加工程序編制基礎對于刀具旋轉運動的機床(如銑床、鏜床)：當Z軸為水平時，沿刀具主軸后端向工件方向看，向右方向為X的正向。第三章數控機床加工程序編制基礎當為立式主軸時，對單立柱機床，面對刀具,主軸向立柱方向看，向右方向為X軸的正向。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎Y軸：Y坐標軸垂直于x及Z坐標。當+Z、+X確定以后，按右手定則不難確定+Y方向。3、附加坐標軸X、Y、Z為主坐標系或第一坐標系。如有第二組坐標和第三組坐標平行于X、Y、Z，則分別指定為U、V、W和P、Q、R。所謂第一坐標系是指靠近主軸的直線運動，稍遠的為第二坐標系。如在鏜銑床，鏜桿運動為Z軸，立柱運動為W軸，而鏜頭徑向刀架運動為平行于X軸，故稱U軸。第三章數控機床加工程序編制基礎規定：直角坐標X、Y、Z三者的關系及正方向用右手定則判定。＋A、＋B、＋C為各軸的回轉方向，用右手螺旋法則判定。＋X、＋Y、＋Z的反方向用＋X’、＋Y’、＋Z’表示。4、旋轉運動+X+Y+Z+X’+Z’+Y’+A+B+C第三章數控機床加工程序編制基礎 正由于工件與刀具是一對相對運動，+X與+x′、+Y與+y′，+Z與+z′、是等效的，所以在數控機床的程序編制中，為使編程方便，一律假定工件固定不動、全部用刀具運動的坐標系編程，亦即能用標準坐標系X、Y、Z、A、B、C在圖紙上進行編程。這樣，即使編程人員在不知刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，也能編出正確的程序。注意：實際編程時，正號可省略，負號不可省且緊跟在字母之后。5、編程坐標第三章數控機床加工程序編制基礎6、機床零點、機床參考點、工件零點機床零點（M）即機床基本坐標系的原點，平行于機床坐標系且是一個被確定的點。機床參考點又稱機械原點（R），它指機床各運動部件在各自的正向自動退至極限的一個固定點（由限位開關精密定位）。工件零點即工件坐標系的原點（P），一般選擇工件圖樣上的設計基準作為編程零點。在工件上以編程零點建立的坐標系稱為工件坐標系，其坐標軸及方向與機床坐標系一致。第三章數控機床加工程序編制基礎在加工時，工件隨夾具安裝在機床上后，測量工件原點與機床原點（通過測量某些基準面、線之間的距離確定），此方法稱為工件原點偏置。加工前，將偏置輸入到數控裝置中，加工時工件原點偏置值便能自動加到工件坐標系上，使數控系統按機床坐標系確定的工件的坐標值進行加工。有了原點偏置，編程人員可在編程時不考慮工件在機床的安裝位置和安裝精度，而利用數控系統的原點偏置功能，通過工件原點偏置，補償工件的轉卡誤差。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎7、起刀點與對刀點起刀點指刀具起始運動的刀位點，亦即程序開始執行時的刀位點。所謂刀位點即刀具的基準點，如圓柱銑刀底面中心、球頭刀中心、車刀與鏜刀的理論刀尖。當用夾具時常用與工件零點有固定聯系尺寸的圓柱銷等進行對刀，則用對刀點作為起刀點。第三章數控機床加工程序編制基礎如圖，對刀元件在夾具上，X1與Y1為固定尺寸，X0與Y0為零點偏置，可用MDI方式以對刀點相對于機床零點間的顯示值確定偏置值并予以記憶，由補償號調用。第三章數控機床加工程序編制基礎四、字符編碼標準數控機床經過四十多年來的不斷實踐與發展，穿孔帶代碼、機床坐標系的約定、準備功能和輔助功能的代碼以及程序格式等方面已逐步趨向統一。目前，國際標準化組織已在這方面制訂了一系列的ISO標準供各成員國或成員集團使用。這對數控機床的設計、使用(特別是程序編制)以及產品進入國際市場都會帶來方便與效益。第三章數控機床加工程序編制基礎我國在這方面基本沿用ISO標準，也已制訂了相應的數控標準。必須注意：目前國內外各式各樣的數控機床所使用的標準尚未完全統一，有關指令代碼及其含義不盡完全相同，編程時務必嚴格遵守具體機床使用說明書中的規定。數控機床多用八單位紙帶，根據孔道上孔的有無狀態的不同組合，可表示各種不同的信息代碼。國際上通用的八單位數控孔帶有EIA(美國電子工業協會)代碼和ISO代碼，分別見附表。第三章數控機床加工程序編制基礎數控機床用ISO代碼表第三章數控機床加工程序編制基礎編碼表中有數字字符0一9、字母字符A-Z及其它符號字符。 這些字符根據每排孔的個數及其位置的不同予以區別。“1”表示有孔，“0”表示無孔，從而形成二進制碼位。第3列和第4列之間的連續小孔稱中導孔(或同步孔)，用作每排大孔的定位基準，并產生同步信號。

EIA編碼與ISO編碼的區別點之一是：EIA每行為奇數孔，其第5列為補奇列；ISO每行為偶數孔，其第8列為補偶列。第三章數控機床加工程序編制基礎例如對EIA，數字5按二進制應在第1列和第3列有孔，但孔為偶數，故在第5列補上一只孔成奇數，若孔為奇數，則第5列不再補孔。補奇或補偶的作用是可以檢驗紙帶的孔是否少穿、孔道是否被弄臟、堵塞、斷裂以及閱讀裝置線路元件是否完好。而這些因素影響一只孔信息通過的機率最大。正由于補奇列或補偶列是用作檢驗用的，它并不構成信息代碼的組成部分，故通常稱的八單位孔帶又稱為《七單位編碼字符》。第三章數控機床加工程序編制基礎我國七十年代設計的數控機床大都采用EIA編碼。考慮到國際上趨向于采用ISO編碼，故我國根據ISO編碼制訂了JB3050-82《數控機床用七單位編碼字符集》標準，它與ISO840標準等效(參見表2-2b)，并規定新設計的產品一律采用JB3050-82標準。

第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎五、程序結構與格式1、程序結構一個完整的加工程序由若干程序段組成，而程序段是由一個或若干字組成，每個字又由字母和數字數據組成(有時，還包括代數符號)，每一個字母、數字，符號稱為字符。例:%O020N001G01X80.0Z-30F0.2S300T0101M03；N002X120.0Z-60.0；....N125G00X500.0Z200.0M02；第三章數控機床加工程序編制基礎上例表示一個完整的加工程序,

由125條程序段按順序排列而成。

%：N：表示整個程序的開始。每個程序段的開始。;每個程序段的結束。M02：作為全程序結束。第三章數控機床加工程序編制基礎%0020表示程序號（或稱程序名），在“％”后的O020表示從數控裝置的存儲器中調出加工程序編號為0020的加工程序。也可用字母O或P作程序號開頭。這是由于目前的計算機數控(CNC)系統都靠存儲器運轉，在存儲器中可事先存入多種加工程序，需要時即可調出使用。但不是所有CNC機床都具備此功能，有些機床則采用人工調出。第三章數控機床加工程序編制基礎每條程序段表示一種操作。它由若干字組成，每個字表示一種功能。如第一條程序除程序段結束字符“；”外由8個字組成；N001表示第一條運行的程序段，稱程序段號。G01字定義為直線插補，由準備功能G和功能種類代碼01共3個字符組成，X80字表示工軸正向位移至80(此指毫米數，也有用脈沖數表示)，由3個字符組成，Z-30字表示刀具位移至Z軸負方向30處。2、程序段第三章數控機床加工程序編制基礎其中，X80相當于X+80，一般規定正號“+”可省略，但負號“-”不可省。一個程序段的字符數有一定限制。

例如國產JCS-0183立式加工中心機床的程序段字符數<90，

大于限定的字符數時，可分成兩條程序段。第三章數控機床加工程序編制基礎3、程序段格式程序段格式就是一個程序段中字、字符、數據的表現形式。不同的數控系統往往有截然不同或大同小異的程序格式，格式不合規定，數控裝置會報警出錯。數控發展的初期，常用固定順序格式，現已不應用。目前廣泛應用字一地址程序格式，也有少數數控系統采用分隔符的固定順序格式(如線電極切割機床)。字一地址程序格式如上例所示：每個字前有地址(G、X、Z、F、……)；第三章數控機床加工程序編制基礎 各字的先后排列并不嚴格：數據的位數可多可少(但不得大于規定的最大允許位數)，不需要的字以及與上一程序段相同的續效字可以不寫(如上例N002程序段中，G01、FO．2、S300、T0101、M03這些續效字繼續有效)。 這種程序格式的優點是程序簡短、直觀、不易出錯，故廣泛應用。 國際標準化組織已對這種可變程序段字一地址格式制訂了IS06982—I-1982標準。這對數控系統的設計，特別是程序編制帶來很大方便。第三章數控機床加工程序編制基礎表示地址符后面接4位整數，前0可省略。N04G02X+043Z+043R043F043S04T04M02;表示地址符后面接4位整數，3位小數，前0可省略，+號可省略。整數后加小數點表示地址符后面接2位整數，前0可省略。字地址可變程序段格式第三章數控機床加工程序編制基礎字地址格式的特點：1）由于字首為地址，可以區分字的功能類型與存儲單元，從而一個程序段中字的數目與字的位數（自長）可按需給定，相同的模態字可省略，簡化、縮短了程序。2）一個程序段除程序段號與程序段結束字符外，其余名字的順序并不嚴格，習慣上按N,G,X,Y,Z,…,F,S,T,M的順序編寫。3）一個程序段的字符總數不得超過數控系統規定的程序段長度。第三章數控機床加工程序編制基礎在一個加工程序中，如果有幾個一連串的程序段完全相同(即一個零件中有幾處的幾何形狀相同，或順次加工幾個相同的工件)，子程序以外的程序段為主程序。主程序在執行過程中，如需執行該子程序即可調用，并可多次重復調用，從而可大大簡化編程工作。為縮短程序，可將這些重復的程序段串單獨抽出，按規定的程序格式編成子程序，并事先存儲在子程序存儲器中。4、主程序與子程序第三章數控機床加工程序編制基礎主程序%N001...N002...：呼叫子程序名：呼叫子程序名：主程序結束子程序子程序名N501...N502...子程序結束（如M17）并返回主程序主程序與子程序的內容不同，但二者的程序格式應相同。其具體編程方法應按具體機床的規定。主程序和子程序的關系如下：第三章數控機床加工程序編制基礎它是使機床建立起某種加工方式的指令，如插補、刀具補償等。只有尺寸值沒有指令字符的程序是沒有意義的。如：N20X13.0Y10.0N20G20G91G00X13.0Y10.0G代碼由地址G及其后的兩位數字組成，從G00--G99共一百種。目前，有的數控系統也用到00-99以外的數字。如：G158指令——可編程的偏置功能（西門子）六、程序指令代碼1、準備功能（G代碼）第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎①代碼表序號(2)中的a、c……k、i各字母所對應的G代碼稱為模態代碼(即續效代碼)。它表示一經被應用(如a組中的G01)，直到出現同組(a組)其它任一G代碼(如G03)時才失效，否則保留繼續有效，而且可省略不寫。其它c、d、f等各組同理。②在同一程序段中出現非同組的幾個模態代碼時，并不影響G代碼的續效。如：N001G01G17G42x.....y.......…；③程序中的指令沖突，為避免程序段中的指令沖突，同組代碼不在同一程序中使用。如果同一程序中使用相互沖突的G代碼后一個G代碼失效。N20G00G01X3.5Y6.2F02④G代碼通常位于程序段的開始，即在程序段后，在其它重要數據之前。如：N40G91G01Z-0.625F8.5N40G91Z-0.625F8.5G01第三章數控機床加工程序編制基礎現列舉一程序例說明之：N001G01G17G42x.....y.......…；N002x.....y.......…；N003G03x.....y.......…；N004x.....y.......…；N005G01x.....y.......…；N006G00G40x.....y.......…；上例中，NXXX為程序號，在N001程序段中，有3種G功能代碼的要求，但它們不屬同一組，故可編在同一程序段中，N002的功能與N001相同，因都為模態代碼，故繼續有效，N003

中出現G03，同組的GOl失效。第三章數控機床加工程序編制基礎（1）G90——以絕對值編程

G91——以增量值編程常用G代碼指令：在ISO代碼中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令分別用G90和G91準備功能代碼指定。G90表示程序段中的尺寸字為絕對坐標值，G9l則表示增量值。第三章數控機床加工程序編制基礎圖示AB和BC兩個直線插補程序段的運動方向，由于BC運動的起點坐標與上一程序段AB運動的終點坐標一致，故對BC程序段只考慮C點的絕對值(相對于XY的坐標原點)或其相對值(C點相對于起點刀)。其程序分別為G90G01X30.0Y40.0(絕對尺寸）G91G01X-50.0Y-30.0(增量尺寸）第三章數控機床加工程序編制基礎也有某些機床的增量尺寸不用G91指令，而是在運動的起點建立平行于X、Y、Z的相對坐標系U、V、W。如圖在B點建立U，V坐標系，其程序為：

G01U-50.0V-30.0

(增量尺寸)它與程序段G91G01X-50.0Y-30.0

等效。二者的應用視機床的具體規定而定。第三章數控機床加工程序編制基礎（2）G92——設定工件坐標系指令 當用絕對尺寸編程時，必須先建立刀具相對于工件起始位置的坐標系。 即確定零件的絕對坐標原點(又稱程序原點或編程原點)設定在距刀具現在位置多遠的地方。也就是以程序原點為準，確定刀具起始點的坐標值，并把這個設定值記憶在數控裝置的存儲器內，作為后續各程序段絕對尺寸的基準。第三章數控機床加工程序編制基礎在一個零件的全部加工程序中，根據具體需要，可以只設定一次或多次設定。

G92為續效指令，只是在重新設定時，先前的設定才無效。用G92指令設定：即用刀架或刀具主軸在參考點位置時的起刀點建立工件坐標系。第三章數控機床加工程序編制基礎如左圖，“G92XAZA”表明起刀點A處在工件坐標系正向XA與ZA處，亦即在距離起刀點A的XA、ZA處為工件零點；此后程序都按工件坐標系編程。XA與ZA被記憶在系統中并建立工件坐標系但不運動。如右圖，“G92

-X1

-Y1”表明工件坐標系設定在距起刀點（X1，Y1）處，或起刀點在（-X1，-Y1）處。第三章數控機床加工程序編制基礎圖中，設刀具T01的初始位置在A點。其坐標系設定程序為

G92XAZA它表示T01號刀的刀尖點處在XOZ坐標系的XA和ZA處(通常規定車削的X數據用直徑值表示)。第三章數控機床加工程序編制基礎當刀架回到原位換T02號刀具時，由于刀具長度和安裝位置的不同，刀尖的現在位置處在B點，這與存儲器已記憶的起點坐標值不符。同理，當需要改變程序原點位置時，也必須重新設定。應注意的是，坐標系設定指令程序段只是設定程序原點的位置，并不產生運動，在原位置。為此，或增加一條程序使起點回到A點，則上述坐標系設定程序繼續有效，或按起點重新設定坐標系，即G92XBZB第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎①X、Y、Z為程序原點到刀具起始點（對刀點）的有向距離，即對刀點在工件坐標系的坐標值。②該指令僅用于設定坐標系，并不使刀具或工件產生運動。③在程序開始處，應使用G92/G50建立工件坐標系。④加工開始刀具必須在對刀點位置。(3)G54－G59——用零點偏移設定工件坐標系又稱自動設定，是將機床零點（參考點）與要設定的工件零點間的偏置坐標值事先輸入系統并予以記憶，然后用G54－G59指令統一調用。如圖，G54程序的X12與Y20（P1）及G59程序的X35與Y10（P2）的偏置值用MDI方式存于系統中，并分別由G54和G59調用。第三章數控機床加工程序編制基礎圖示程序為：A點程序：G90G54G00X12.0Y8.0…；B點程序：G90G59G00X15.0Y7.0…；G54－G59可設定六種不同的工件坐標系，適用于重復批量生產而程序不變或一個工作臺上裝幾個工件加工的工件坐標系設定。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎①這6個預定工件坐標系的原點在機床坐標系中的值（工件零點偏置值）可用MDI的方式輸入，系統自動記憶。②工件坐標選定后，后續程序段中的絕對值編程時的指令均為相對工件坐標系原點的值。③G54~G59為模態功能，可相互注銷，G54為缺省值。④預設工件原點在機床坐標系中的位置是不變的，它與刀具的當前位置無關，除非再通過MDI方式修改。⑤加工開始時，刀具可以在任意位置。第六章數控機床加工程序編制基礎（4）局部坐標系設定（G52）G52指令能在所有的工件坐標系（G92、G54~G59）內形成子坐標系，即局部坐標系。（1）編程格式N_G52G90X_Y_Z_；式中X、Y、Z是局部坐標系原點在當前工件坐標系中的坐標值。第六章數控機床加工程序編制基礎（5）選擇機床坐標系（G53）G53是機床坐標系編程。在含有G53的程序段中絕對編程時的指令值是在機床坐標系中的坐標值。（1）程序格式N_G53G90X_Y_Z_；式中X、Z后的值為機床坐標系中的坐標值，其尺寸均為負值。（機床零點選定為機床參考點，應用比較少，主要用作調整機床使用）（2）說明①G53指令使刀具快速定位到機床坐標系中的指定位置上。②G53指令為非模態指令。第六章數控機床加工程序編制基礎（6）G17，G18，G19——坐標平面指令G17——XY坐標平面G18——ZX坐標平面G19——YZ坐標平面對于三坐標運動的銑床和加工中心鏜銑床，常用這些指令命令機床按哪一平面進行運動。由于大都運動于XY平面，故G17可省略。對于車床總是在XZ平面內運動，故無需編寫平面指令。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎說明①該組指令進行選擇圓弧插補和刀具半徑補償的平面。②改組指令為模態功能可相互注銷，G17（銑）\G18（車）為缺省值。③移動指令與平面選擇無關，例如指令N4

G17

G01

Z10；這時Z軸照樣會移動。G00命令刀具以點位控制方式從刀具所在點以最快速度移動到坐標系的另一點。它只是快速到位，而其運動軌跡根據具體控制系統的設計，可以是各種各樣。（7）G00——快速點定位指令第三章數控機床加工程序編制基礎如圖，從A到C有四種方式:a路線是以折線方式到達C點，其初始角度是固定的，決定于各坐標的脈沖當量；b路線為直線AC；c路線由直線AB、BC構成；d路線由AD、DC構成。當為路線d和c時，則各為兩條G00程序。應注意的是，進給速度F對G00程序無效。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎①指令中的快移速度由機床參數快移進給速度對各軸分別設定，不能用F規定。②一般用于加工前快速定位或加工后的快速退刀。③快移速度可由面板上的快速修調按鈕修正。④01組模態功能，可由G01\G02\G03功能注銷。注意：使用G00指令時，刀具的實際運動路線不一定是直線，而是一條折線。因此，要注意刀具是否與工件和夾具發生干涉。對不適合聯動的場合，每軸可單動。（8）G01——直線插補指令它是直線運動指令。其特點是，兩坐標(或三坐標)間以插補聯動方式且按指定的F進給速度作任意斜率的直線運動。G01程序中必須含有F指令，若沒有F指令，則直線進給速度為零，G01和F都是續效指令。第三章數控機床加工程序編制基礎N001G92X28Y20.0；N002G90G00X16.0S_T_M_；N003G01X-8.0Y8.0F_；N004X0Y0；N005X16.0Y20.0；N006G00X28.0M02；用絕對值編程如圖為G01程序舉例，P點為刀具起點，刀具由P點快速移至A沿AB、BO、OA切削，再快速返回P點。其程序如下：第三章數控機床加工程序編制基礎N001G91G00X-12.0Y0S_T_M_；N002G01X-24.0Y-12.0F_；N003X8.0Y-8.0；N004X16.0Y20.0；N005G00X12.0Y0.0M02；用增量值編程第三章數控機床加工程序編制基礎（9）G02，G03——圓弧插補指令G02為順時針圓弧G03為逆時針圓弧圓弧的順、逆判斷：沿圓弧所在平面(如XY)的另一坐標軸的負方向(即-Z)看去，順針方向為G02，逆針方向為G03。圓弧程序應包括圓弧的順逆、圓弧的終點坐標以及圓心坐標(或半徑R)。其程序格式為：G17G18G19G02G03X_Y_Z_I_J_K_R_F_第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎當機床只有一個坐標平面時，平面指令可省略(如車床)，當機床有具有三個坐標時(如銑床)，G17可省略。終點坐標可以用絕對值，也可用終點相對于起點的增量值，決定于程序中已指定的G90或G91。圓心坐標I、J、K一般用圓心相對于圓弧起點(矢量方向指向圓心)在X、Y、Z坐標的分矢量確定，且總是為增量值，而與已指定的G90無關。第三章數控機床加工程序編制基礎圓心參數也可用半徑值。由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓弧的可能性，為區別二者，當圓心角≤180°的圓弧用+R，圓心角>180°的圓弧用-R(見后例)。用R參數時，不能描述整圓（原因是此時圓心角為0°或360°，不能確定）。應注意的是，圓弧是由數控裝置的圓弧插補器完成的，若給出的圓弧參數有誤差時，圓弧的終點處必殘留一個小的直線段而形成圓弧誤差e，一般限制e≤10m

第三章數控機床加工程序編制基礎現代的數控機床都可跨象限編制圓弧程序。但有些舊式數控機床是按象限劃分程序段的。如圖為封閉圓，只能用I、J編程。設刀具起點在坐標原點O，快速至A，按箭頭方向以F100速度切削整圓至A，再返回原點。第三章數控機床加工程序編制基礎跨象限編程用絕對值：

G92X0Y0；G90G00X20.0Y0；

G03X20.0Y0I-20.0J0F100；G00X0Y0M02；注：I0和J0可以省略第三章數控機床加工程序編制基礎用增量值：G92X0Y0；G91G00X20.0Y0；G03X0Y0I-20.0J0F100；G00X-20.0Y0M02；

注：I0和J0可以省略第三章數控機床加工程序編制基礎如圖為圓弧用及編程。設A為起刀點，從點A沿圓C1、C2、C3至D點停止(F100)。用絕對值：G92X0Y18.0；G90G02X18.0Y0R18.0F100；G03X68.0Y0R25.0；G02X88.0Y20.0R-20.0M02；第三章數控機床加工程序編制基礎用增量值：G91G02X18.0Y-18.0R18.0F100；G03X50.0Y0R25.0；G02X20.0Y20.0R-20.0M02；

若要求如虛線所示的BD弧(<180)，則將上述C3圓程序的－R換成R即可，其余不變。

第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎說明①（X，Y，Z）表示圓弧終點，在G90時為圓弧終點在工件坐標系中的坐標；在G91時為圓弧終點相對于圓弧起點的位移量命令。②（I，J，K）表示圓心相對于圓弧起點的增量值，與G90和G91無關。可用從起點指向圓心的矢量表示，其在坐標軸上的投影值是I、J、K的值（方向由正負號表示）。③R編程，當圓弧所對的圓心角θ<180°或θ=180°時，R取正值；當圓弧所對的圓心角θ>180°時，R取負值。④整圓編程時不可以使用R，只能使用I、J、K。⑤同時編入R與I、J、K時，R有效。第三章數控機床加工程序編制基礎例如車削環槽時，若進給完立即退刀，其環槽外形為螺旋面，用暫停程序使工件空轉幾秒鐘，即能光整成圓。其程序格式為G04

bDD；符號b為地址，常用X、P等地址表示。“DD”為停留時間(0.001—99999．999秒)或工件轉數，視具體機床而定。如：G04X5(刀具停留5秒)，G04X6(工件空轉6轉)。G04指令可使刀具作短時間(幾秒鐘)的無進給光整加工，用于車槽、鏜平面、锪孔等場合。（10）G04——暫停(延遲)指令第三章數控機床加工程序編制基礎圖示為锪孔加工，孔底有表面粗糙度的要求，圖示程序為：N1G91G01Z-7F60；N2G04X5；

(刀具停留5秒)N3G00Z7M02；G04為非續效指令，只本程序段有效。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎說明①X后面時間表示可用帶小數點的數，單位為S；例如：N_G04X5.

表示5S的暫停時間②P后面時間表示不能用小數點，單位為ms；例如：N_G04P10000；表示10000ms的暫停，即10s.③G04在前一程序段的進給速度降到零之后才開始暫停動作；④在執行含G04指令的程序段時先執行暫停功能；⑤G04為非模態指令，僅在其被規定的程序段中有效。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎（11）準停檢驗指令G09如果在一個切削進給的程序段中有G09指令給出，則刀具接近指令位置時會減速，NC檢測到位置到達信號后才會繼續執行下一程序段。這樣，在兩個程序段之間的銜接處刀具將走出一個非常尖銳的角，所以需要加工非常尖銳的角時可以使用這條指令。（12）精確停止校驗G61在模態代碼G61后的各程序段的移動指令都要在終點被減速到0，直到遇到G64指令為止，在終點處確定為到位狀態后繼續執行下個程序段。這樣便可確保實際輪廓和編程輪廓相符。第三章數控機床加工程序編制基礎（13）連續切削過渡G64在G64之后的各程序段直到遇到G61為止，所編程的軸的移動剛開始減速時就開始執行下一段程序。因此，加工輪廓轉角處時就可能形成圓角過渡，進給速度F越大，則轉角就越大。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎在零件輪廓銑削加工時，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數控系統提供了刀具半徑補償功能，見圖（14）G41、G42、G40—刀具半徑自動補償指令當用圓形刀具編程時，利用刀具半徑補償功能，只需向系統輸入刀具半徑值，即可按零件輪廓尺寸編程，而不必計算刀心軌跡與按刀心軌跡編程。數控機床一般都具備刀具半徑自動補償機能，以適應用圓頭刀具(如銑刀、圓頭車刀)加工時，可簡化程序編制。按刀心軌跡編程時，其數據的計算有時是相當復雜的，特別是當刀具磨損、重磨以及換新刀而導致刀具直徑變化時，必須重新計算，這就更加繁瑣，又不易保證加工精度。第三章數控機床加工程序編制基礎圖示為銑刀半徑自動補償示例。由于數控裝置具備了刀具半徑的自動補償，只需按已知的起刀點P和輪廓A、B、C、D的圖紙數據進行編程。在程序中只給出刀具偏置方向的指令G41（左偏）或G42（右偏）以及偏置號D，而刀偏半徑值由操作者根據需要輸給CNC裝置并由D指令調用，CNC裝置便能自動計算刀心軌跡并按刀心軌跡運動，使編程十分簡便。

G41左偏指令是指順著刀具前進方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊，若偏在右邊則用G42右偏指令。G41、G42、D為續效指令。第三章數控機床加工程序編制基礎圖示的程序如下(按絕對值編程）P→AG90G00G41XAYAT01D01；A→BG01XBYB；B→CBCYC；C→DXDYD；D→AXAYA；A→PG40XPYPM02；G40為注銷指令。即當G41或G42程序段完成后，用G40程序段消去偏置值，使刀具中心與編程軌跡重合。T01為1號刀，D01為存放刀具半徑值于01號補償寄存器的補償號。也有機床用T0101。第六章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎圖示用絕對值編程為：G92X0Y0；G90G00G41XAYAT1D01；GO1XBYBF_；…XAYA；G00G40X0Y0M02；如圖，當機床不具有G41與G42指令時，須按A′、B′、C′…編程。具有補償指令時，則按輪廓A、B、C…編程。第三章數控機床加工程序編制基礎刀具半徑自動補償機能除上述可免除刀心軌跡的人工計算外，還可利用同一加工程序(紙帶不變)適應不同的工況。如刀具磨損或刀具重磨后，刀具半徑變小，只要手動輸入改變后的刀具半徑即可，而不必修改已編好的程序。又如，用同一紙帶、同一尺寸的刀具可進行粗、精加工。第三章數控機床加工程序編制基礎粗、精加工的補償方法：設精加工余量為D。先人工輸入(r+D)的偏置量，即可進行粗加工。精加工時，輸入刀具半徑為r的偏置量，即可進行最終輪廓的加工。同理，利用輸入r值的大小，可控制輪廓尺寸的精度。刀具半徑補償指令應置于G00或G01程序段中，或于G02、G03程序段之前單設程序段。由于半徑補償是輪廓的法向偏置，在兩幾何元素轉接點處可能出現刀心軌跡的不連續或干涉現象，因此可用B刀補、C刀補實現程序段間尖角過渡。第三章數控機床加工程序編制基礎（15）G43、G44、G40（G49）

——刀具長度補償（偏置）指令

刀具長度補償指令一般用于刀具軸向（Z方向）的補償。它可使刀具在Z方向上的實際位移量大于或小于程序給定值。即實際位移量=程序給定值±補償值上式中，二代數值相加(“+”)稱正偏置，用G43指令表示，相減(“-”)稱負偏置，用G44指令表示。給定的程序值與輸入的補償值都可正可負(+Z向為正，-Z向為負)，根據需要選取。第三章數控機床加工程序編制基礎圖為鉆頭快速接近工件時的長度補償例。設Al為程序值且為-Z方向(-A1)，A2為補償值且為-Z方向(-A2)，A3為實際位移值。圖(b)用G43指令，圖(c)用G44指令，其實際位移量及其程序分別為(用增量值)：圖(b)-A3=-A1+(-A1)=-(Al+A2)G00G91G43Z-A1H01；(補償號H01中存-A2值)圖(c)-A3=-A1-(-A2)=-(A1-A2)G00G91G44Z-A1H01;(補償號H02中存-A2值)G43與G44的注銷仍用G40注銷指令。第三章數控機床加工程序編制基礎采用G43和G44指令后，程編人員就不一定要知道實際使用的刀具長度，可按假定的刀具長度進行編程。或者在加工過程中，若刀具長度發生了變化或更換新刀具時，不需要變更程序，只要把實際刀具長度與假定值之差值輸至CNC系統的D存儲器中即可。第三章數控機床加工程序編制基礎又如圖所示車削加工。圖中，工件輪廓由直線與圓弧組成，雙點劃線為加工余量，刀具起點為A，沿箭頭方向運動并回到起點。第三章數控機床加工程序編制基礎按某數控車床編程的規定，加工程序編制如下：O0008（程序號）N0001G92X60.0Z25.0;（工件坐標系設定）N0002G00G90X20.0Z2.0S800T0101M03;（A→B）N0003G01Z-15.0F0.15;（B→C）N0004G02X30.0Z-20.0R5.0;（C→D）N0005G01X44.0F0.2;(D→E)N0006G00X60.0Z25.0;（E→A）N0007M02;（自動停車）第三章數控機床加工程序編制基礎輪廓銑削加工實例：第三章數控機床加工程序編制基礎它是控制機床開-關功能的指令。如主軸的開、停，冷卻液的開、閉，與松開等輔助動作。運動部件的夾緊等，該指令和控制系統插補運算無關，一般書寫在段尾。從M00--M99共一百種，目前，有的系統也用到了三位數字的M功能，例如FANUC的系統。M指令與準備功能一樣也有模態指令和非模態指令。2、輔助功能（M代碼）以下對常用的M代碼作簡要說明：第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎（1）程序停止指令M00——程序停止。在完成該程序段其它指令后，用以停止主軸轉動、進給和冷卻液，以便執行某一固定的手動操作，如手動變速、換刀等。此后，須重新啟動，才能繼續執行以下程序。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎M01——計劃(任選)停止。它與M00相似，所不同的是，除非操作人員預先撳下面板上的任選停止按鈕確認這個指令，否則這個指令不起作用，繼續執行以下程序。該指令常用于關鍵尺寸的抽樣檢查或有時需要臨時停車。當檢查完成后，按啟動按鍵繼續執行以后的程序。M02——程序結束。它編在最后一條程序段中，用以表示加工結束。它使主軸、進給、冷卻都停止，并使數控系統處于復位狀態。因此該指令必須出現在程序的最后一個程序段中。為非模態功能，在程序段指令運動完成后開始。M30——程序結束。和M02相似，但M30可使程序返回到程序起始位置，為加工下一個工件作好準備。第三章數控機床加工程序編制基礎M03——主軸正轉，啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時針方向旋轉，與程序段指令運動同時開始；M04——主軸反轉，啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時針方向旋轉，與程序段指令運動同時開始；M05——主軸停轉，命令主軸停止旋轉。M05為缺省功能，在程序段指令運動完成后開始。一般在主軸停止的同時，進行制動和關閉冷卻液。M19——主軸定向停止。指令主軸準停的方位和裝刀標記方位一致，一般用于加工多頭螺紋。（2）主軸轉動指令第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎主軸旋轉方向：①車削方向：從主軸往Z方向看去，主軸順時針方向旋轉為正轉；逆時針方向則為反轉。車床即從床頭箱觀看主軸旋轉方向。第三章數控機床加工程序編制基礎②銑削方向：從操作人員的位置，面向立式機床的前部觀看，順時針轉動方向為正轉；逆時針轉動方向則為反轉。（3）換刀指令M06——換刀指令。當執行M06指令時，進給停止，但主軸、切削液不停。M06指令不包括刀具選擇功能，刀具需在之前程序段中選定，常用于加工中心機床刀庫換刀前的準備動作。為非模態指令。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎M07——2號切削液(霧狀)開(冷卻泵啟動)M08——1號切削液(液狀)開(冷卻泵啟動)M09——切削液停，注銷M07、M08。三個指令屬于同組模態指令。M07、M08與程序段指令同時開始；MO9在程序段指令運動完成后開始。（4）切削液指令M10——運動部件夾緊M11——運動部件松開（5）工件裝夾指令例如下列程序：N002G01X30Z50S800…M03；…N015G00X200Z400…M05；N002程序段中的M03是指在直線插補（G01）進給運動一開始就命令主軸按順時針方向啟動至每分鐘800轉（S800）；N015程序段則在快速點定位（G00）運動至（X200，Z400）處后，M05才命令主軸停止運轉。M03－M05為模態代碼。第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎（6）子程序調用與返回指令M98——調用子程序；M99——表示子程序結束，執行M99使控制返回到主程序。M98、M99為非模態功能。①子程序的格式

O0001 ……；

N_M99;

在子程序的結尾用M99以控制執行完該子程序后返回主程序；第三章數控機床加工程序編制基礎②調用子程序的格式

O0002 ……；

N_M98P_L_; ……；

P為調用的子程序號；

L為重復調用次數。F指定切削進給速度；其單位為：mm/min

用G94指定（缺省）

mm/r

用G95指定。F后的數值有用直接法和二位十進制代碼法指定。直接法按有關數控切削用量手冊的數據或經驗數據直接選用。代碼法是F后跟00-99表示100種分級速度，按等比級數排列。3、進給功能（F代碼）第三章數控機床加工程序編制基礎第三章數控機床加工程序編制基礎①若運動軌跡是平面上的一個斜線或一個圓弧，其F后的數值是指斜線方向或圓弧切線方向的進給速度。該速度在各坐標軸上的分速度不應超過允許值。②各軸的快速移動速度是在軸參數中設定的“最高允許速度”，可用“進給修調”進行調整，與F指令的經給速度無關。③F指令給定的進給速度在運行過程中可以通過“進給修調”即倍率器進行調整。注意，“進給修調”在加工螺紋時無效，進給倍率固定在100%，否則螺紋的螺距發生變化。S用以指定主軸轉速（r/min）；S后的數值有用直接法和二位十進制代碼法指定。由