第二章 数控机床的程序编制 2.1数控编程概述 2.2穿孔纸带及代码 2.3数控机床的有关功能
2.4数控机床加工程序的编程格式 第二章 数控机床的程序编制 2.1数控编程概述 一、数控编程的概念
在普通机床上加工零件时，一般由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工规程。在工艺规程中确定零件的加工工序、切削用量、机床的规格及工具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说，零件的加工过程是由人来完成。例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和方向、切削液开和关等都是由工人手工操纵的。
在由凸轮控制的自动机床或仿行机床加工零件时，虽然不需要人对它进行操作，但必须根据零件的特点及工艺要求，设计出凸轮的运动曲线或靠模，由凸轮、靠模控制机床运动，最后加工出零件。在这个过程中，虽然避免了操作者直接操纵机床，但每一个凸轮机构或靠模，只能加工一种零件。当改变被加工零件时，就要更换凸轮、靠模。因此，它只能用于大批量、专业化生产中。
数控机床和以上两种机床不同，它是按照事先编制好的加工程序，自动地对工件进行加工。我们把工件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、被吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开和关等），按照数控机床的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。 第二章 数控机床的程序编制 数控编程的具体步骤与要求如下： １、分析零件图样和工艺处理 工艺处理，需要考虑如下几点：（1）确定加工方案（2）刀具工夹具的设计和选择（3）选择对刀点（4）确定加工路线 （5）确定切削用量 ２、数值处理
３、编写零件加工程序单 ４、制备控制介质
５、程序校验与首件试切 1.手工编程
（１）手工编程的定义
手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程方法。手工编程的框图如下图所示。
（２）手工编程的意义 手工编程的意义在于：加工形状简单的零件时，快捷、简便；不需要具备特别的条件；对机床操作或程序员不受特别条件的制约；还具有较大的灵活性和编程费用低等优点。
（３）手工编程的不足 手工编程既繁琐、费时又复杂，而且容易产生错误。
对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，技术比较简单，用手工编程既经济又及时，因此手工编程仍被广泛地应用于形状简单的加工中。但对于一些复杂零件，特别是具有非圆曲线的表面，或者程序量很大的零件，手工编程就难以胜任。据国外统计，当采用
手工编程时，一个零件的编程量与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1，数控机床不能开动的原因有20%-30%是由于加工程序编制困难，所用时间较长造成的。因此，为了缩短生产周期，提高机床的利用率，必须采用“自动编程”的办法。 ２、自动编程
自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。
编程人员只需要根据加工对象及工艺要求，借助控语言编程系统规定的数控语言编程或图形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简单的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘制出所编程序的图形及走刀轨迹，所以能及时地检查程序是否错误，并进行修改，得到正确的程序。 按输入方式的不同，自动编制程序可分为语言数控自动编程、图形交互自动编程和语音提示自动编程等等。
尽管自动编程应用得到迅速发展，在实际工作中仍有必要掌握一定的手工编程知识。原因如下：
1）手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多重要的经验都来源于手工编程。 2）掌握手工编程有助于提高加工程序的可靠性。
3）在某些特殊的情况下无法实现自动编程时，仍然需要采用手工编程方法完成加工程序的编制。
四、数控编程方法的选择
编程方法主要有手工编程和自动编程两种，其他方法可视为自动编程方法的扩展，它们各有其适用范围。究竟选择哪一种编程方法，通常应根据被加工零件的复杂程度、数值计算的难度与工作量大小、现有设备（计算机、数控语言系统等）以及时间和费用等进行全面考虑，权衡利弊，予以确定。 2.2 穿孔纸带及代码
数控机床经过50多年的发展，在输入代码、坐标指令、辅助指令以及程序格式等方面已逐步趋向统一。我国也制定了相应的数控标准，但各种数控机床所用的代码、指令及其含义不完全相同，编制程序时应严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。 穿孔纸带上的信息必须使用规定的代码，且以一定的格式排列，数控装置读入后才能对它进行处理。以前使用的纸带为1英寸宽，一行共有9个孔，其中一个小孔称为“中导孔”或“同步孔”。其余8个大孔称为“信号孔”，用来记录数字、字母或符号信息。有孔表示二进制“1”，无孔表示二进制的“0”。代码及其格式均已标准化。 1．ISO代码
ISO代码是国际标准化组织制定的数控国际标准代码，其特点是：数字、字母及符号在孔位上有区别。数字编码在第五列和第六列上有孔，字母编码在第七列上有孔，其它符号在五至七列没孔或在第六列上有孔。ISO代码是7位补偶码，第八列是补偶位。ISO代码中字母、数字和符号共128个 。 2．EIA代码
EIA代码是美国电子工业学会制定的标准代码，见上页表2-2。该代码为补奇码，b5列为补奇位。
3．EIA和ISO代码的区别
（1）字母：EIA为小写字母，ISO为大写字母。 （2）程序段结束符：EIA中用EOB（也可用CR），ISO中用LF或NL。 （3）EIA中有EOR代码，用于倒带停止，ISO中用％。
（4）ISO中有左括号和右括号，两者之间的文字对数控装置没有影响，其中可以插入注解。 （5）ISO中有“：”代码，这个字符表示穿孔带上特定的位置。读入时将穿孔带送到此位置为止，或者返回到此位置。
（6）ISO中的“/”与EIA中的程序段取消具有同样功能。 2.3 数控机床的有关功能
在数控机床加工程序中，我国和国际上都广泛使用准备功能G指令、辅助功能M指令、进给功能F指令、主轴转速功能S指令和刀具功能T指令等5种指令代码来描述加工工艺过程和数控机床的各种运动特征。 一、准备功能
准备功能也称G功能或G代码，由地址符G加两位数值构成该功能的指令。G功能指令用来规定坐标平面、坐标系、刀具和工件的相对运动轨迹、刀具补偿、单位选择、坐标偏置等多种操作。G功能指令分若干组（指令群），有模态功能指令和非模态功能指令之分。非模态G功能指令只在程序段中有效，因此也称作一次性代码。模态功能指令可被同组G功能指令互相注销；模态G功能指令一旦被执行，则一直有效，直至被同组G功能指令注销为止。数控系统G代码的含义并未真正统一。下表是FANUC系统的G代码。
用于数控车床的功用于数控铣床G代码 G00 G01 G02 G03 G04 G10 G11 G17 组别 能 1 快速定位 的功能 相同 相同 相同 相同 相同 相同 相同 相同（缺省状模态 态） ZX平面选择（缺省状G18 G19 态） YZ平面选择 相同 模态 相同 模态 模态 模态 模态 模态 非模态 模态 模态 附注 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 0 暂停 数据设置 数据设置取消 XY平面选择 16 G20 G21 G22 G23 G25 6 英制（in） 相同 相同 相同 相同 相同 模态 模态 模态 模态 模态 米制(mm) 9 行程检查功能打开 行程检查功能关闭 主轴速度波动检查8 关闭 主轴速度波动检查G26 G27 G28 打开 0 参考点返回检查 相同 相同 相同 X 相同 X X X 非模态 非模态 非模态 非模态 非模态 模态 非模态 非模态 模态 参考点返回 第二参考点返回 跳步功能 1 螺纹切削 0 X向自动刀具补偿 Z向自动刀具补偿 7 消 G30 G31 G32 G36 G37 G40 刀尖半径补偿取刀尖半径补偿取消 模态 偿 刀尖半径右补偿 刀尖半径右补G42 偿 刀尖半径左补偿 刀尖半径左补G41 模态 X G43 1 刀具长度正补模态 偿 X G44 刀具长度负补模态 偿 G49 刀具长度补偿模态 取消 工件坐标原点设G50 0 置，最大主轴速度设置 G52 G53 G54 局部坐标设置 机床坐标系设置 第一工件坐标系14 设置 第二工件坐标系G55 设置 第三工件坐标系G56 非模态 相同 相同 相同 非模态 非模态 模态 相同 模态 设置 第四工件坐标系设相同 模态 G57 置 第五工件坐标系设相同 模态 G58 置 相同 模态