对简易数控车床数控指令的巧研究.doc

《对简易数控车床数控指令的巧研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《对简易数控车床数控指令的巧研究.doc（43页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、邵阳学院毕业设计（论文）摘 要 数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用，使普通机械被数控机械所代替，全球制造业发生了根本性变化1。其中表现最明显的是：大量的普通机床被高精度化、高效加工、多功能化、复合化、高速度化、高智能化的数控机床所取代。在经济全球化、制造全球化的大背景下，我国的制造业也在发生前所未有的变化，然而，由于“简易型数控机床2”具有价格低廉、操作使用方便等优点，特别是非常适合我国经济基础薄弱、人口众多的基本国情，因此，简易数控机床代替了普通机床。可是，对于简易数控机床的编程特别是数控指令的应用研究却很不够。因此，有必要对其进行有效的研究。同时又由于车床的加工范围比较广泛、价格便

2、宜、且把普通车床改造为简易型数控车床较简单，所以简易型数控车床在简易型数控机床中占绝大多数。这就使得对简易数控车床数控指令的应用研究显得尤为重要。本文主要介绍了数控加工的程序编制基础，和对简易数控车床数控指令G00和G33指令的巧用进行了研究。通过在CK0630数控车床上做指令的巧用加工实验，得到了使用G00代替G28与G29指令和使用G33指令代替G80与G81指令可以缩短加工程序和加工时间的结论。关键词： 数控机床；数控车床；数控编程；数控指令；数控加工；简易数控机床；简易数控车床目 录1 数控加工的程序编制基础111 概述112 数控编程的基础213 数控标准914 数控加工程序编制的特

3、点192 巧用G00指令 2121 G00指令的常规（一般）用法2122 G00指令的特殊（巧妙）用法探讨2223 G28和G29代码功能介绍 2324 实验验证和结论233 巧用G33指令 2931 G33指令的常规（一般）用法2932 G33指令的特殊（巧妙）用法探讨3033 G80和G81代码功能介绍3134 实验验证和结论32结论37参考文献38致谢39前 言 在制造业中，特别值得提出的是机械制造业，也就是机械工业，它是制造业的基础与核心，在今天，尽管信息科技迅猛发展、高科技日新月异，但仍然改变不了制造业，更改变不了机械制造业的基础地位。机械制造业是提供生产工具、生活资料、科技手段、国

4、防装备的依托，是现代化的动力源之一。马克思在资本论中有段名言，至今仍熠熠生辉：“大工业必须掌握它特有的生产资料，即机器本身，必须用机器生产机器。这样，大工业才能建立起与自己相适应的技术基础，才能得以自立。”生产机器的机器，中文称为“机床”（英文称为“Machine Tool”（机器工具）；德文叫做“Werkzenugmashine” （工具机器）。可以说，没有制造业，就没有工业；而没有机械制造业，就没有独立的工业。因此，发展机械制造业是发展国民经济和生产力的一项关键而又基础的战略措施3。 作为“机器工具”或“工具机器”的机床，随着科技的发展也在发生深刻的变化。控制论、计算机技术、特别是内涵更为

5、广泛的信息技术和管理科学同机械制造技术相结合成为当今蓬勃发展的先进制造技术。而先进制造技术的核心就是“数字化”，同时作为同先进制造技术相应的先进机床，它发展的关键技术就是数控技术。数控技术是先进制造技术的技术基础，自然，体现着数控技术的数控机床和数控技术本身就理所当然地成为制造业关注的焦点。有专家预言：21世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。然而，在国内，由于简易型数控机床具有价格低廉、操作使用方便等优点，特别是非常适合我国经济基础薄弱、人口众多的基本国情，因此，简易数控机床在我国的使用非常普及，普通机床的数控化改装也使用得比较广泛。可是，对于简易数控机床的编程特别是数控指令的应用研

6、究却很不够。因此，有必要也有可能对其进行有效的研究4。由于车床的加工范围比较广泛、价格便宜、且把普通车床改造为简易型数控车床较简单，所以简易型数控车床在简易型数控机床中占绝大多数。这就使得对简易数控车床数控指令的应用研究显得尤为重要。在简易数控车床上，由于数控系统简单，虽然一般具有一定的局部循环功能，但固定循环功能一般却很少，以CK0630车床为例，它本身仅仅具有螺纹加工固定循环指令，这就可能使复杂零件的数控加工程序较长。而简易型数控系统由于内存的限制却要求数控加工程序尽可能地短。同时，简易型数控机床又一般采用开环控制的控制方式，其机床本身的精度比闭环控制或半闭环控制的数控机床低。因此，如何尽

7、量缩短加工程序以及用较短的数控加工程序来达到高精度的零件加工要求，这是我们在使用简易型数控车床时应注意的一个重要问题4。根据赵小林老师的指导和自己查阅资料，G00和G33这两个指令能够巧妙应用，同时由于没有太多的时间去研究其他指令，此次毕业论文从中摘取G00和G33指令进行巧用研究。1 数控加工的程序编制基础11 概述111 数控编程的基本概念在数控车床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数（如主轴转速、进给速度等），然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动

8、完成零件的加工。当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身不需要任何调整就能把零件加工出来5。这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中一项极为重要的工作。112 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类：一类是手工编程；另一类是自动编程。（1）手工编程 手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、

9、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当烦琐，工作量大，容易出错，且很难校对。据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20%30%是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用

10、手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。(2) 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算量非常大，有些时候，甚至是不现实的。如何利用计算机技术协助人们完成加工程序的编制，导致了自动编程技术的发展。自动编程按照编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，可以分为以自动编程语言为基础的自动编程方法和以计算机辅助设计为基础的图形交互式自动编程方法。以语言为基础的自动编程方法是一种早期的自动编程方法，在编程时编程人员是依据所用数控语言的编程手册以及零件图样，以语言的形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可以直接用于数控机床的加工程序。以计算机辅助设计为基

11、础的图形交互式自动编程方法是现代CADCAM集成中常用的方法，在编程时编程人员首先要对零件图样进行工艺分析，确定构图方案，其后利用计算机辅助设计（CAD）或自动编程软件本身的零件造型功能，构建出零件几何形状，其后还需利用计算机辅助制造（CAM）功能，完成工艺方案的指定、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，自动计算并生成刀位轨迹文件，利用后置处理功能生成特定数控系统用加工程序，这种自动编程方式称为图形交互式编程。这种自动编程系统是一种CAD和CAM相结合的自动编程系统6。12 数控编程的基础121 编程的几何基础（1） 机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，它用于确定被加工零件在机床中的坐标

12、、机床运动部件的特殊位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。数控机床采用ISO统一标准右手直角笛卡儿坐标系。机床坐标轴的命名方法如图11所示，三个坐标轴互相垂直，其中三个手指所指的方向分别为X轴、Y轴和Z轴的 正方向。此外，当机床运动多于X、Y、Z三个坐标时，则用U、V、W表示平行于X、Y、Z轴的第二组直线运动坐标，如果还有第三组直线运动，则分别命名为P、Q、R。用A、B、C分别表示绕X、Y、Z轴的旋转运动，其转动的正方向用右手螺旋定则，第二组回转运动，可命名为D、E。在编程时，为了编程的方便和统一，不论在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，一般都假定工件相对静止不动，

13、而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标的正方向。如果把刀具看作相对静止不动，工件移动，那么，坐标轴的符号右上角应加标注记（），如X、Y、Z等。标准规定：数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行。各种数控机床的坐标系见有关的标准规定。 图11 右手直角坐标系（2） 机床零点与参考点机床坐标系的原点称为机床零点。机床零点是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定。它是其它所有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系以及机床参考点的基准点。数控车床的零点一般设在主轴前端面的中心，坐标系是从机床零点开始建立的X、Z轴二维坐标系。Z轴与主轴平行，为纵向进给方向；X轴与主轴垂直，为横向进给刀方向。数控铣

14、床的零点位置，各生产厂家不一致。有的设在机床工作台中心，有的设在进给行程范围的终点。数控机床的参考点是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的增量测量系统进行定标和控制的点。参考点的位置是由每个运动轴上的挡铁和限位开关精确的预先确定好的。因此，参考点对机床零点的坐标是一个固定的已知数。在增量（或相对）测量系统中，数控机床加工零件的过程为：首先接通机床总开关和控制系统开关，然后机床从任一位置返回参考点，挡铁打开参考点开关，测量系统置零，即标定了测量系统。之后，刀具在移动过程中，屏幕随时显示刀具的实际位置。装有绝对测量系统的机床，由于具有坐标轴的精确坐标值，并能随时读出，故不需要参考点。绝大多数

15、数控机床采用增量式测量系统，需要返回参考点。 （3） 工件坐标系与工件零点编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，工件坐标系的原点即是工件零点。选择工件零点的原则是便于将工件图的尺寸方便地转化为编程的坐标值和提高加工精度，故一般选在工件图样的尺寸基准上，能使工件方便地装卡、测量和检验的位置，尺寸精度和粗糙度要求比较高的工件表面上，对称几何图形的对称中心上。车削工件零点一般放在工件的右端面或左端面，且与主轴中心线重合的地方。铣削工件零点一般设在工件外轮廓的基一角上，进刀深度方向的工件零点大多取在工件表面。 （4）

16、编程零点编程零点是编程坐标系的零点，即是程序零点。一般对于简单零件，工件零点就是编程零点。即编程坐标系就是工件坐标系。因此，编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。而对于形状特别复杂的零件，需要几个程序或子程序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。（5） 绝对尺寸与增量尺寸零件图上尺寸的标注分为两类：绝对尺寸和增量尺寸。绝对尺寸标注的零件尺寸，是从工件坐标系的原点进行标注的（即坐标值）；增量尺寸标注某点零件尺寸，是相对它前一点的位置增量进行标注的，即零件上后一点的位置是前一点为零点进行标注的。当对零件的轮廓加工进行编程时要将图纸上的尺寸换算成

17、点的坐标值。如果选用的工件零点、编程零点位置不同，采用的尺寸标注方式不同（绝对尺寸或增量尺寸），其点的坐标值也不同7。122 编程的工艺基础 编制数控机床加工零件程序需要处理工艺问题。在普通机床上加工零件的工艺实际上只是一个工艺过程卡，机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，往往都是操作工人自行决定的。因此，加工中的所有工序、工步，每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量，以及所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。为此，要求合格的编程员首先应该是一个很好的工艺员，并对数控机床的性能、特点和应用、切削规范和标准刀具系统等非常熟悉。否则就无法做到全面、周到地考虑零件加工的全过程

18、，无法正确、合理地确定零件加工程序了。（1） 加工工件的选择不同类型的零件应在不同种类的数控机床上加工。数控车床适合与加工形状比较复杂的轴类零件和复杂曲线回转形成的模具内形腔。数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。数控卧式镗铣床和卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。总之，不同类型的零件要选用不同的数控机床进行加工。（2） 加工工序的划分在数控机床上特别是在加工中心加工零件，工序十分复杂，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特别是锻铸毛坯零件的基准面、定位面等部位的加工，应在普

19、通机床上加工完成后，在装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。经过粗加工或半精加工的零件装卡到数控机床上之后，数控机床按照规定的工序一步一步地进行半精加工和精加工。在数控机床上加工零件的工序划分方法有： 刀具集中分序法 该法是按所用刀具划分工序，用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的部位。这样可以减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。 粗、精加工分序法 对单个零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。对于一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后进行精加工。粗、

20、精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。 按加工部位分序法 一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。总之，在数控机床上加工零件，加工工序的划分要根据零件的具体情况具体分析。许多工序的安排是按上述分序法综合安排的。（2） 工件的装卡方式在数控机床上加工零件，由于工序集中，往往是在一次装卡中完成全部工序。因此，对零件的定位、夹紧方式要充分注意下面的问题： 尽量采用组合夹具。当工件批量较大，工件精度要求较高时，可以设计专用夹具。 零件定位、夹紧的部位应考

21、虑到不妨碍各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量，尤其要注意不能发生刀具与工件、刀具和夹具碰撞的现象出现。 夹紧力应力求通过（或靠近）主要支承点或在支承点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。 零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用同一定位基准，同一装卡方式。（3） 加工路线的确定加工路线是指数控机床加工过程中刀具运动的轨迹和方向。每道工序加工路线的确定是非常重要的，因为它影响零件的加工精度和表面粗糙度。加工路线的确定应考虑以下几点： 尽量减少进、退刀时间和其它辅

22、助时间。 在铣削加工零件轮廓时，要尽量采用顺铣加工方式，以减少机床的颤抖，提高零件表面粗糙度和加工精度。 选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿。进、退刀位置应选在不重要的位置。 加工路线一般是先加工外轮廓，再加工内轮廓。（4） 切削用量的选择数控机床加工零件时，其切削用量都预先编入程序中，在正常情况下人工不予改变。只有在试切削或出现异常情况时，才通过速度调节旋钮或手轮调节切削用量。因此程序中选定的切削用量应是最佳和合理的。这样才能提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率，降低加工成本8。影响数控加工切削用量的因素有： 机床 切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传

23、动功率、主轴转速范围和进给转速范围之内。机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择使机床刀具工件系统不发生大的颤抖。热稳定性好、热变形小、刚性好的数控机床，可以适当加大进给量。 刀具 刀具材料是影响切削用量的又一重要因素。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷和金刚石。金刚石刀片性能最好，允许很高的切削速度，耐磨性好，硬度高，硬度随温度变化小。数控机床所用刀具多采用不刃磨可换刀片（机夹刀片）。机夹刀片的材料、形状和尺寸，必须与程序中的切削速度和进给量相适应并存入刀具参数中。标准刀片的参数参阅有关手册和产品样本。 工件 加工工件的材料不同，所选用的刀具材料、刀片类型也不同。要

24、注意可切削性，优良的可切削性的标志是：在高速切削下，有效地形成切屑，较小的刀具磨损，良好的表面加工质量。采用较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量，可以获得较好的表面粗糙度。采用合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量，可以得到较高的加工精度。工件的测量除首件全面检验外，应隔一定时间对工件的重要尺寸进行检验，控制刀具磨损量及时进行刀具补偿或更换刀片。 冷却液 冷却液具有冷却和润滑两个作用。冷却液能带走切削过程产生的热量，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减小刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液还可以提高切削用量。冷却液必须定期更换，以防老化，腐蚀机床导轨或其它零件

25、。以上是影响切削用量的一些重要因素，具体切削用量的选择请参看金属切削用量手册。123 数控程序编制的内容与步骤理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全可靠、高效地工作。数控加工程序的编制过程是一个比较复杂的工艺决策过程。程序编制的内容包括：在编程之前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。程序编制时，应先对图纸的技术要求、零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，确定使用的刀具、切削用量及加工顺序和走刀路线；再对走刀路线进行数值计算，获得刀位数据；然后按数控机床规定的指令代码

26、和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、刀具进给量、背吃刀量等）以及辅助功能（换刀，主轴正转、反转，冷却液开、关等）编制成加工程序，并输入数控系统，由数控系统控制数控机床自动地进行加工。典型的数控编程过程与步骤如图12所示9。（1） 工艺分析首先，在编程之前，应对零件图纸有全面的了解。根据零件的形状、尺寸及其技术要求，对零件的加工工艺进行分析，在此基础上选定适宜的机床、刀具与夹具，确定零件加工的合理工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数，这些工作与普通机床加工零件时的编制工艺规程基本是相同的。（2） 计算加工轨迹和加工尺寸 根据零件形状、尺寸及加工工艺路线的要求，

27、在适当的工件坐标系上计算零件轮廓和刀具运动的轨迹的坐标值，诸如几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、几何元素的交点或切点等坐标尺寸，有时还需要根据这些数据计算刀具中心轨迹的坐标尺寸，并按数控系统最小设定单位（如0.001mm）将上述坐标尺寸转换成相应的数字量，以这些坐标值作为编程的尺寸。这一步骤通常称为刀位轨迹数值计算或几何计算。（3） 编制加工程序清单根据制定的加工路线、刀具运动轨迹、切削用量、刀具号码、刀具补偿要求及辅助动作，按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求，编写零件加工程序清单，并需要进行初步的人工检查，检查上述两个步骤中是否存在错误，必要时进行反复修改。（4） 程序输入数控机床

28、的零件加工程序，可以通过键盘、穿孔纸带、磁带、软盘等手段或介质传输到数控装置中去。在早期的数控机床上都配备光电读带机，作为加工程序输入设备。近年来，许多数控机床都采用各种计算机通用的程序输入方式，实现加工程序的输入。因此，只需要在普通计算机上编辑好加工程序，就可以直接传送到数控机床的数控系统中。当程序简单时，也可以通过键盘人工直接输入到数控系统中。（5） 程序校验和试切削通常所要加工的工件都比较昂贵，所编制的加工程序必须经过进一步的校验和试切削才能用于正式加工。一般的方法是将加工程序输入数控装置进行机床的空运转检查。对于平面轮廓工件，可以用笔代替刀具，用坐标纸代替工件，在数控机床上进行空运行绘

29、图。对于空间曲面零件，可用木料、蜡或塑料等廉价材料的试件进行试切，以此检查机床运动轨迹与动作的正确性。在具有图形显示的机床上，用图形的静态显示（在机床坐标轴锁住的状态下形成的运动轨迹）或动态显示（模拟刀具和工件的加工过程）则更为方便，但这些方法只能检查运动轨迹的正确性，无法检查工件的加工误差。首件试切方法不仅可查出加工程序是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，应分析错误的性质及其产生的原因，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。图12 数控编程过程13 数控标准131 数控程序编制的国际标准和国家标准10 数控加工程序中所用的各种代码，如坐标尺寸值、

30、坐标系命名、数控准备机能指令、辅助动作指令、主运动、和进给速度指令、刀具指令以及程序段格式等方面都已制订了一系列的国际标准，我国也参照相关国际标准制定了相应的国家标准，这样极大地方便了数控系统的研制、数控机床的设计、使用和推广。但是在程序编制的许多细节上，各国厂家生产的数控机床并不完全相同，因此编程时还应按照具体机床的编程手册中的有关规定来进行，这样所编出的程序才能为机床的数控系统所接受。 数控机床的零件加工程序，以前广泛采用数控穿孔纸带作为加工程序信息输入介质，常用的标准纸带有五单位和八单位两种，数控机床多用八单位纸带。现在纸带已不用，但纸带上表示的信息的八单位二进制代码标准仍然使用。数控代

31、码（编码）标准有EIA（美国电子工业协会）制定的EIA RS244和ISO（国际标准化协会）制定的ISORS840两种标准，读者可以在较早的数控技术书籍中查到。国际上大都采用ISO代码，由于EIA代码发展较早，已有的数控机床中有一些是应用EIA代码的，现在我国规定新产品一律采用ISO代码。也有一些机床，具有两套译码功能，既可采用ISO代码也可采用EIA代码。 目前由于计算机技术的飞速发展及其在数控技术中的应用，绝大多数数控系统采用通用计算机编码，并提供与通用微型计算机完全相同的格式，保存、传送数控加工程序，因此纸带被现代化的信息介质所取代。 常用的数控标准有以下几个方面：（1） 数控的名词术语

32、；（2） 数控机床的坐标轴和运动方向；（3） 数控机床的字符编码（ISO代码、EIA代码）；（4） 数控编程的程序段格式；（5） 准备功能（G代码）和辅助机能（M代码）；（6） 进给功能、主轴功能和刀具功能。此外，还有关于数控机床的机械、数控系统等方面的许多标准。我国规定了许多数控标准，与国际上使用的ISO数控标准基本一致。132 程序结构与程序段格式11（1）加工程序的结构零件加工程序由主程序和可被主程序调用的子程序组成，子程序有多级嵌套。无论主程序和子程序，都是由若干规定格式书写的“程序段”（block）组成。每个程序段按一定顺序和规定排列的“程序字”也叫做“功能字”，简称“字”（word

33、）组成。字是由表示地址的英文字母或特殊文字和数字组成。字是表示某种功能的代码符号，也称为指令代码、指令或代码。如G01、X2500.001、F1000等三个字分别表示直线插补指令、X向尺寸字2500.001mm和进给速度指令1000mm/min。（2） 程序段格式程序段格式有多种，如固定顺序格式、分隔符顺序格式、字地址格式等。现在最常用的是字地址格式，字地址格式如下：NGX.Y.FSTMLF每个程序段的开头是程序段的序号，以字母N和若干位数字表示；接着一般是准备机能指令，由字母G和两位数字组成；而后是坐标运动尺寸，如X、Y、Z等代码指定运动坐标尺寸；在工艺性指令中，F代码为进给速度指令，S代码

34、为主轴转速指令，T为刀具号指令，M代码为辅助机能指令；LF为程序段结束符号。上述程序段中，用地址码来指明指令数据的意义，程序段中字的数目是可变的，因此程序段的长度也就是可变的，所以这种形式的程序段又称为字地址可变程序段格式。字地址格式的优点是程序段中所包含的信息可读性高，便于人工编辑修改，为数控系统解释执行数控加工程序提供了一种便捷的方式。程序段中的地址字符和符号的二进制编码为带有特征位的ASC码，详见ISO840代码表。字地址格式中常用的地址字及其意义如表131所示。表131地址字符地 址 字意 义 A、B、C围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字D、E围绕特殊坐标轴的旋转角度尺寸字或第3进

35、给速度指定机能F、S、T进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能G准备机能H永不指定，或刀补号参数I、J、K未指定，或插补参数L、O不指定，或子程序代码、程序号代码M辅助机能N程序段序号P、Q与X、Y轴平行的第3移动坐标尺寸字RZ轴的快速运动尺寸或与Z轴平行的第3移动坐标尺寸字U、V、W与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字X、Y、Z坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字注：表中“永不指定”表示该字母在未来的标准中也不会被用于其它功能，实际上已被许多数控系统所使用。表中“未指定”说明目前在标准中未规定其含义，未来可能会用于其它功能，实际上已被许多数控系统使用。（3） 程序段中“功能字”的意义 程序段序

36、号它是程序段中最前面的字，由字母N和其后三位或四位数字组成，用来表示程序执行的顺序，用作程序段的显示和检索。有的数控系统也没有程序段序号。 准备功能字准备功能也叫G功能（或机能、代码、指令），由字母G和其后两位数字组成（现在已超过两位数，已有三位数G代码）。G功能是基本的数控指令代码，用于指定数控装置在程序段内准备某种功能。 坐标字坐标字也叫尺寸字，用来给定机床各坐标轴的位移量和方向。坐标字由坐标的地址代码、正负号、绝对值或增量值表示的数值等三部分组成。坐标的地址代码为：X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、I、J、K、A、B、C、D、E等，坐标的数量由插补指令决定；数值部分为正值时“”号可省略

37、；数值带小数点时，小数点前一位的单位为mm，不使用小数点时，以系统分辨率（或脉冲当量）为单位；数值的位数由数控系统规定。有的数控系统数值的格式与手写一样。 进给功能字进给功能也叫F功能，表示刀具相对于工件的运动速度。进给功能字由字母F和其后的几位数字组成。进给速度指定方法有多种，现在常用的指定法和时间倒数指定法。 直接指定法 在F后面按照规定的单位直接写出要求的进给速度，单位mm/min。在车螺纹、攻螺纹时，进给速度为主轴一转的走刀量，此时单位为mm/r。 时间倒数指定法 该指定法表明F后面的数字是刀具以一定进给速度走完编程轨迹所用时间的倒数，单位为min。此外，还有一位代码法、等比级数法、幻

38、三代码法（也叫三、四、五位代码法）、进给速率数法等，现已不常用。 主轴转速功能字 主轴转速功能也称S功能，用以设定主轴转速。它由字母S和其后的几位数字组成，S功能的指定方法现在一般采用直接指定法，既在S后面直接写上要求的主轴转速，单位为r/min；当主轴在恒线速度指定时，单位为m/min。 刀具功能字刀具功能字也叫T功能，它在更换刀具时用来指定刀具号和刀具长度补偿。刀具功能由字母T和其后的几位数字组成。对不同的数控系统有不同的指定方法和含义，例如T12，可表示选择12号刀具，刀具长度补偿按12号数字拨盘所设定的数字进行补偿；也可表示选择1号刀具，按存储在内存中的2号补偿值进行长度补偿。又如T1

39、214，表示选择12号刀具，按存储在内存中的14号补偿值进行长度补偿。840 D系统采用TD的形式，例如 T1 D1 表示选择1号刀具，按1号补偿值进行长度补偿。 辅助功能字辅助功能也叫M功能，用它指定主轴的启停、冷却液通断等规定的辅助功能（数控系统具有的开关量功能）。它由字母M和其后的二位数字组成。此外还有许多开关量功能的设定，由PLC程序设计解决。M功能的具体内容在后面还要详细说明。 程序段结束符程序段的末尾必须有一个程序段结束符号，ISO标准中的程序段结束符号为LF，EIA标准中为CR。为简化，程序段结束符有的系统用“*”、“；”或其它符号表示。此外根据需要，程序段中还会有插补参数I、J

40、、K，补偿D、H代码等。现在许多数控系统所使用的程序段中还增加了“文字型G代码指令”，例如SIEMENS系统的CIP指令，表示通过中间点的圆弧插补指令（即三点定圆插补指令）。为了指明不同的程序，在程序的开头加上程序号。FANUC系统用知母O和其后的几位数字或文字表示，例如%1235，表示1235号数控加工程序。133 数控系统的指令代码12 数控加工程序中包括许多指令代码。其中准备功能G代码和辅助功能M代码是建立数控机床工作方式的命令，在数控加工程序中是描述零件加工工艺过程的各种操作和运行特征的基本指令代码，是数控程序的基础。为了通用化，国际标准化组织（ISO）已制定了G代码和M代码的标准，但

41、由于新型数控系统和数控机床的不断出现，许多先进的数控系统中的很多功能已超出了ISO制定的通用国际标准，其指令代码更加丰富、指令格式更加灵活，已不受ISO标准的约束。此外，即使同一功能，不同厂家的数控系统采用的指令代码和指令格式也有很大差别。甚至同一厂家的新旧数控系统的指令代码也不尽相同。尽管如此，准备功能代码和辅助功能代码对于绝大多数数控系统来说，有相当一部分符合ISO标准（G代码约占1/3强，M代码基本相同）或类似ISO标准。程序段中F、S、T等其它指令代码内容明确简单，并且F、S的指定也由相应的G代码完成，故下面主要介绍G代码和M代码。134 国际标准化组织规定的准备功能指令代码G代码13

42、准备功能指令G代码是与机床运动有关的一些指令代码，包括坐标系设定、平面选择、参考点设定、坐标尺寸表示方法、定位、插布、刀补、固定循环、速度指定、安全和测量功能等方面的指令。ISO及我国有关技术标准中规定的G代码如表134所示。表134 G代码（ISO1975、JB320883）指令代码模态非模态功 能 指令代码模态非模态功 能 G00a点定位，快速G50#(d)刀具沿Y轴负向偏置0/G01a直线插补G51#(d)刀具沿X轴正向偏置/0G02a顺时针方向圆弧插补G52#(d)刀具沿X轴负向偏置/0G03a逆时针方向圆弧插补G53f直线偏移，注销G04*暂停G54f原点沿X轴直线偏移G05不指定G

43、55f原点沿Y轴直线偏移G06a抛物线插补G56f原点沿Z轴直线偏移G07不指定G57f原点沿X、Y轴直线偏移G08*加速G58f原点沿X、Z轴直线偏移G09*减速G59f原点沿Y、Z轴直线偏移G10G16不指定G60h准确定位1（精）G17cXY平面选择G61h准确定位2（中）G18cZX平面选择G62h快速定位（粗）G19cYZ平面选择G63*攻螺纹方式G20G32不指定G64G67不指定G33a螺纹切削，等螺距G68#(d)刀具偏置，内角G34a螺纹切削，增螺距G69#(d)刀具偏置，外角G35a螺纹切削，减螺距G70G79不指定G36G39永不指定G80e固定循环注销G40d注销刀具补

44、偿、刀偏G81G89e固定循环G41d刀具补偿-左G90j绝对尺寸G42d刀具补偿-右G91j增量尺寸G43#(d)刀具偏置-正G92*预置寄存，不运动G44#(d)刀具偏置-负G93k时间倒数进给率G45#(d)刀具偏置+/+（象限）G94k每分钟进给G46#(d)刀具偏置+/（象限）G95k主轴每转进给G47#(d)刀具偏置/（象限）G96恒线速度，由G97注销G48(d)刀具偏置/+（象限）G97主轴每分钟转数G49#(d)刀具沿Y轴正向偏置0/+G98G99不指定注： 表中凡有小写字母a,c,d,指示的G代码为同一组代码。在程序中，这种指令代码为模态代码。 “*”号指示的G代码为非模态代码；“”号表示该代码若被选作特殊用途，必须在程序格式说明中加以说明。 表中字母(d)表示的代码可以被没有括号的字母d或有括号的字母(d)的代码所注销或代替。 “不指定”、