第二章數控加工的程式編制
一、程式編制的**及控制介質
全世界均以美國的標準為基礎，但各國（各大公司）根據工具機的一些特殊需要及各自的傳統習慣不斷改進（目前有些已有較大差別），差別的另一原因是競爭。
差別競爭大公司取勝大公司並存客戶？
大公司取勝：質量高、功能全**↓（仍高，但能接受）
大公司並存：核心技術各有特點（但從使用角度看，差別不大）
客戶？ 用慣一種，要改也難！（習慣、培訓費用、配套成本）
趨勢：最大限度地統一，這有利於交流（資訊交流、產品交流）；更重要的是，壟斷的公司已不怕競爭！
1．控制介質（ 程式介質程式載體）
穿孔帶、穿孔卡、磁帶、磁碟等。
2．**
數控工具機常用的有g**、m**等，但在前
三、四十年間，由於計算機能力的限制，必需借助中間環節轉換。最常用的是八單位穿孔帶（每一行有八個位置，有孔或無孔，構成二進位制的不同組合，表示乙個數字、乙個字母或乙個單一符號），一行乙個字母，程式若較長，紙帶長度可想而知。
國際上通用兩種**：
eia（美國電子工業協會）
iso（國際標準化協會）
**多數由乙個字母和兩（或以上）個數字組成（後面將詳述）
[注] 我國八十年代剛開始引進的數控工具機很多使用的都是穿孔帶，但現在已基本看不到了。
二、程式編制的內容與步驟
圖2-1是程式編制流程方框圖。
1．制訂工藝
數控程式是用來控制加工過程的，所以，編出的程式必需完全符合加工工藝要求。這就要求程式設計人員非常熟悉加工工藝。 [注] 數控加工有其特殊性，但絕對是以傳統工藝為基礎的。
2．運動軌跡計算
即：線段的起點、終點，線段的交點及一些特殊點的點座標值計算。
無刀補功能的，還要計算由於刀具形狀、尺寸不同所產生的偏差值。
3．編寫程式單
4．製備控制介質
此項內容對於穿孔帶而言，是非常繁雜的工作；但現在程式均用軟體處理，則此項內容或可沒有。
5．程式校驗和首件試切
運動軌跡是否正確？
工藝制訂是否合理？
引數選取是否正確？ 精度保證？
工作環境有否影響？
三、基本指令（**）及格式
1．基本**
（1） 準備功能** g××
表2-2 （g00 ~ g99）
① 模態**（續效）
~ 一經採用，其功能就繼續保持有效（即後面程式段不寫也有效），直到同組其它**出現則取而代之（舊**自動登出）。
[注] a) 同一程式段出現非同組的幾個模態**，並不影響g**的續效
b) 除g**外，還有許多其它**具有續效功能（見後面例）。
② 非模態**
~ 僅在本程式段有效。
③ 不指定**
（各公司自行定義）
（2）輔助功能** m××
表2-3 （m00 ~ m99）
m00：程式暫停程式中寫入該指令，程式執行到此自動停止。手動重新啟動。
m01：計畫暫停程式中寫入該指令，面板鍵按下則程式執行到此自動停止。否則不停。
m02：程式結束每個完整程式寫完，最後寫m02。
m03：主軸正轉
m04：主軸反轉
m05：主軸停轉
m06：換刀指令必須配以換什麼刀（如t02）；有些系統可不寫m06。
m07：切削液開
m08：切削液開
m09：切削液關
m30：程式結束與m02作用相同。視系統規定而選用。
2．程式的結構及格式
（1）程式例
（2）程式的格式
1） 程式名（o××××）
以字母o開始，後跟若干數字。（有的系統以字母p開始）
2）順序號（n××××）
a) 以字母n開始，後跟若干數字。
b) 順序號為一行的開始，每一行為一條程式段。
c) 順序號後的數字通常「跳開」排列，以備中間插程式段。
d) 每行左對齊；程式段中每條指令之間應留有空格。
e) 有時程式中可不寫順序號；有的系統具有自動跳出順序號的功能。
3）每條程式段後有時以「lf」或「；」結尾。（注意系統說明）
4）所有程式輸入完畢，應鍵入結束指令m02（或m30）；有時用「%」表示程式結束。
（3）數控字
每條程式段由若干數控字組成。
1）程式段號字（n）
2）準備功能字（g）
g指令主要確定：
① 刀具位置（座標）
② 刀具執行方式
③ 刀具工作狀態
④ 與加工有關的其它要求
[注] g指令以刀具執行功能為主
3）輔助功能字（m）
確定工具機可能具有的某些輔助功能或附加功能。
[注] m指令以工具機開關功能為主
4）座標字（續效）
一二三轉動對應
x u p a i
y v q b j
z w r c k
[注]① 以上字母也可能在同一程式中的非座標位置出現，作其它定義。
續效：表示座標時，只要某向座標值不改變，則後面程式段不寫也有效。
5）進給速度字（f）（續效）
單位： mm / min , 或 mm / r
[注] 只要是切削進給的程式段，必須確定f值
6）切削速度字（s）（續效）
確定主運動速度。
一般指主軸轉速（ r / min ）
7）刀具選擇字（t）
如：t01表示一號刀具；另t0101[刀補]。（刀補：視系統規定寫）
[注] 加工方式改變換刀 ！（車床或加工中心）
四、與座標系有關的知識
（一）數控工具機座標系以及運動方向的規定
iso標準規定：
1．右手直角笛卡爾座標系（圖2-2）（p.13）
2．（寫程式時）規定：
工件靜止，刀具運動（x、y、z）
（若欲使：刀具靜止，工件運動，則座標寫成x′、y′、z′）
3．規定：增大刀具與工件距離的方向為座標正方向。
4．工具機座標系
1）首先確定z座標
規定：平行於工具機主軸的座標為z座標
2）其次確定x座標
規定：① 在水平面內
平行於工件裝夾面
[注] 此兩點不足以完全確定x座標。
3) 最後確定y座標
（根據右手直角笛卡爾座標系）
4）常用工具機座標系（熟記）
圖2-3：臥式車床
圖2-4：立式銑床（立式加工中心）
圖2-6：臥式銑床（臥式加工中心）
（二）一些特殊點
1．工具機原（零）點 [機器原點、機械原點、固定原點]
工具機座標系的原點。
該點為確定值：
① 該點由工具機製造廠確定。
② 「回零」，消除重複定位誤差。
③ 該點不可輕易改動！
一般地：車床—— 卡盤端麵中心（圖2-36）（p.45）
銑床—— 刀具遠離工件的某一極限點（圖2-9）（p.19）
2．程式設計原點（工件原點）
——工件座標系的原點。
不是確定值：
由程式設計人員根據圖紙或自己的習慣任意確定。
工具機對程式設計原點的確認：
① 對刀
② 對刀完成，按鈕撳零（或鍵入某些座標值）。
3．換刀點（座標系設定指令g92）
g92 x-- y-- z--
【以絕對座標原點〈程式設計原點〉為原點的座標系中，刀具起始位置的確定】
該點由程式設計人員根據換刀過程中移動或轉動時不會發生碰撞為原則確定。
參考圖2-36、圖2-37、圖2-39。（g50）
（三）絕對座標、相對座標
g90 絕對座標—— 刀具位置座標相對於程式設計原點偏差值。
g91 相對座標—— 刀具位置座標相對於前一點（按程式順序）的偏差值。
另外，p.23 圖2-10、圖2-11 是g90、g91的例子。
（四）座標平面指令
——設定刀具在哪乙個平面運動。
g17 xy
g18 zx
g19 yz
通常① 只有二座標的，可不寫該指令（如車床）
② 二個座標平面以上的，可不寫g17指令（如銑床）
（解釋p.28）
五、常用的準備功能指令
1．g00 —— 快速點定位指令
刀具以最快（設定）速度從一點到另一點。
[註一]
① 與路徑無關
② 一般取最短路徑
③ 最短路徑干涉則不行（以系統說明書規定路徑為準）
[註二]
① 進給量f對g00指令不起作用（f具有續效功能，但g00自動取消前程式段的f指令）
② 一般地，g00的速度是給定的。但有些系統允許在程式中用f臨時指定快速運動的速度。
[解釋p.23]
2．g01 —— 直線插補指令
[注]① 凡是控制刀具運動並直接參與切削的g指令均為插補指令。
② 凡有插補指令的程式段，不可漏寫f！否則程式不動。
（以下同）
例： g00 x-- y-- z--
g01 x-- y-- z-- f
（[注] 其後座標均為直線段終點座標。）
3．圓弧插補指令 g02（順圓插補）
g03（逆圓插補）
格式：4．g04—— 暫停（延遲）指令
g04 β ××
延遲幾秒或多轉幾轉
常用k、p、f或x表示
例如：g04 x3
（可能是在此程式段停3秒，也可能工件或刀具在此空轉3轉。）
（[注] 以系統說明為準）
5．刀具半徑補償指令 g41 — 左偏置
g42 — 右偏置
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