湖北职业技术学院机电工程系
程胜文
2005.7.14
第二章
第 2章 数控加工编程基础
插补的基本知识
数控机床坐标系
刀具补偿的概念
数控加工工艺分析
数控加工的程序格式及编程方式
2.1.1 插补的基本概念
2.1 插补的基本知识
第 2章 数控加工编程基础
2.1.2 常用的插补方法
图 2.1 直线插补和圆弧插补
b 圆弧插补
a 直线插补
(b)
(a)
2.2 数控机床坐标系
2.2.1 机床坐标系及运动方向
第 2章 数控加工编程基础
图 2.2 右手笛卡尔坐标系
2.2 数控机床坐标系
2.2.2 绝对坐标与增量坐标
第 2章 数控加工编程基础
所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐
标系 。 在这个坐标系中移动的尺寸称为绝对坐标, 也叫绝对尺
寸, 所用的编程指令称为绝对坐标指令 。
运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量
坐标系，也叫相对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为增
量坐标，也叫增量尺寸，所用的编程指令称为增量坐标指令
2.2 数控机床坐标系
2.2.3 机床原点与机床参考点
第 2章 数控加工编程基础
机床原点又称为机械原点, 它是机床坐标的原点 。 该点是
机床上的一个固定的点, 其位置是由机床设计和制造单位确定
的, 通常不允许用户改变 。 机床原点是工件坐标系, 编程坐标
系, 机床参考的基准点 。 这个点不是一个硬件点, 而是一个定
义点 。
机床参考点是采用增量式测量的数控机床所特有的，机床
原点是由机床参考点体现出来的。机床参考点是一个硬件点
2.2 数控机床坐标系
2.2.4 工件坐标系
第 2章 数控加工编程基础
工件坐标系的原点就是工件原点, 也叫做工件零点 。 与机
床坐标系不同, 工件坐标系是人为设定的, 选择工件坐标系的
原点的一般原则是,
1,尽量选在工件图样的基准上, 便于计算, 减少错误, 以
利于编程 。
2,尽量选在尺寸精度高, 粗糙度值低的工件表面上, 以提
高被加工件的加工精度 。
3,要便于测量和检验 。
4,对于对称的工件, 最好选在工件的对称中心上 。
5,对于一般零件, 选在工件外轮廓的某一角上 。
6,Z轴方向的原点, 一般设在工件表面 。
2.3 刀具补偿的概念
2.3.1 刀位点
第 2章 数控加工编程基础
刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点 。
2.3.2 位置补偿
刀具位置补偿包括刀具半径和刀具长度补偿。
图 2.8 加工内外轮廓表面的刀具半径补偿
2.4 数控加工工艺分析
2.4.1 加工方法的选择
第 2章 数控加工编程基础
1,数控车床的加工内容
2,立式数控铣镗床或立式加工中心的加工内容
3,卧式数控铣镗床或卧式加工中心的加工内容
2.4.2 加工工序的编排原则
1、按工序集中划分工序的原则
2、按粗、精加工划分工序的原则
3、按刀具划分工序的原则
4、按加工部位划分工序的原则
2.4 数控加工工艺分析
2.4.3 工件的装夹
第 2章 数控加工编程基础
在决定零件的装夹方式时, 应力求使设计基准,
工艺基准和编程计算基准统一, 同时还应力求装夹次
数最少 。
2.4.4 对刀点和换刀点位置的确定
选择对刀点的原则是,
1、便于数学处理（基点和节点的计算）和使程序编
制简单。
2、在机床上容易找正。
3、加工过程中便于测量检查。
4、引起的加工误差小。
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
确定加工路线的原则,
1,应尽量缩短加工路线, 减少空刀时间以提高加工
效率 。
2,能够使数值计算简单, 程序段数量少, 简化程序,
减少编程工作量 。
3,使被加工工件具有良好的加工精度和表面质量
（ 如表面粗糙度 ） 。
4,确定轴向移动尺寸时, 应考虑刀具的引入长度和
超越长度 。
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.11最短加工路线的选择
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.12 钻孔循环加工路线
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.13 刀具切入和切出方式
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
(a) (b)
图 2.14 圆柱铣的顺铣和逆铣
a 逆铣 b 顺铣
2.4 数控加工工艺分析
2.4.6 刀具及切削用量的选择
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.1 程序的结构
加工程序可分为主程序和子程序，无论是主程序还是
子程序，每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束
三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是
由若干程序字组成，每个程序字又由地址符和带符号或不
带符号的数值组成，程序字是程序指令中的最小有效单位。
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.2 程序的格式
O2001
N10 G54 X85 Y120
N20 G90 G00 X30 Y45
N30 G01 X54 Y58 F150
S250 M03
…
N110 M98 P1001 L2
…
N200 M02
O1001
N10 G41 G00
X10 Y15
N20 G01 X35
Y45
…
N100 M99
起始行
（程序号
）
程序内容
（程序段
）
结束行
（程序结
束）
起始行
（程序号
）
程序内容
（程序段
）
结束行
（程序结
束）
主程序
子程序
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.3 主程序和子程序
图 2.20 主程序与子程序的关系
%01 (MAIX-PRO)
…………
…………
N20 M98 L10 ； 调
用
N21 …………
…………
…………
N80 M98 L10 ； 调
用
…………
…………
N100 M02
%10 (SUB-PRO)
N1000 …………
…………
…………
N1100 …………
…………
…………
N1200…………
…………
…………
N1500 M99
主程序 子程序
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.4 常用地址符及其含义
机 能
地 址 符
说 明
程序号
O或 P或 %
程序编号地址
程序段号
N
程序段顺序编号地址
坐标字
X,Y,Z； U,V,W； P,Q，
R；
A,B,C； D,E；
R；
I,J,K；
直线坐标轴
旋转坐标轴
圆弧半径
圆弧中心坐标
准备功能
G
指令动作方式
辅助功能
M,B；
开关功能, 工作台分度
等
补偿值
H或 D
补偿值地址
暂停
P或 X或 F
暂停时间
重复次数
L或 H
子程序或循环程序的循
环次
切削用量
S或 V
F
主轴转数或切削速度
进给量或进给速度
刀具号
T
刀库中刀具编号
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.5 数控程序的编制方法及步骤
工
件
图
样
工
艺
设
计
数
学
处
理
编
制
程
序
制
作
介
质
校
验
修
改
图 2.21 手工编程过程
1、手工编程
2、自动编程
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.5 数控程序的编制方法及步骤
分析加工图样
编程开始
制作控制介质
运行调试程序
编写程序单
数值计算
确定工艺过程
满足要求
编程结束
N
Y
图 2.22 编程的内容和步骤
程胜文
2005.7.14
第二章
第 2章 数控加工编程基础
插补的基本知识
数控机床坐标系
刀具补偿的概念
数控加工工艺分析
数控加工的程序格式及编程方式
2.1.1 插补的基本概念
2.1 插补的基本知识
第 2章 数控加工编程基础
2.1.2 常用的插补方法
图 2.1 直线插补和圆弧插补
b 圆弧插补
a 直线插补
(b)
(a)
2.2 数控机床坐标系
2.2.1 机床坐标系及运动方向
第 2章 数控加工编程基础
图 2.2 右手笛卡尔坐标系
2.2 数控机床坐标系
2.2.2 绝对坐标与增量坐标
第 2章 数控加工编程基础
所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐
标系 。 在这个坐标系中移动的尺寸称为绝对坐标, 也叫绝对尺
寸, 所用的编程指令称为绝对坐标指令 。
运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量
坐标系，也叫相对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为增
量坐标，也叫增量尺寸，所用的编程指令称为增量坐标指令
2.2 数控机床坐标系
2.2.3 机床原点与机床参考点
第 2章 数控加工编程基础
机床原点又称为机械原点, 它是机床坐标的原点 。 该点是
机床上的一个固定的点, 其位置是由机床设计和制造单位确定
的, 通常不允许用户改变 。 机床原点是工件坐标系, 编程坐标
系, 机床参考的基准点 。 这个点不是一个硬件点, 而是一个定
义点 。
机床参考点是采用增量式测量的数控机床所特有的，机床
原点是由机床参考点体现出来的。机床参考点是一个硬件点
2.2 数控机床坐标系
2.2.4 工件坐标系
第 2章 数控加工编程基础
工件坐标系的原点就是工件原点, 也叫做工件零点 。 与机
床坐标系不同, 工件坐标系是人为设定的, 选择工件坐标系的
原点的一般原则是,
1,尽量选在工件图样的基准上, 便于计算, 减少错误, 以
利于编程 。
2,尽量选在尺寸精度高, 粗糙度值低的工件表面上, 以提
高被加工件的加工精度 。
3,要便于测量和检验 。
4,对于对称的工件, 最好选在工件的对称中心上 。
5,对于一般零件, 选在工件外轮廓的某一角上 。
6,Z轴方向的原点, 一般设在工件表面 。
2.3 刀具补偿的概念
2.3.1 刀位点
第 2章 数控加工编程基础
刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点 。
2.3.2 位置补偿
刀具位置补偿包括刀具半径和刀具长度补偿。
图 2.8 加工内外轮廓表面的刀具半径补偿
2.4 数控加工工艺分析
2.4.1 加工方法的选择
第 2章 数控加工编程基础
1,数控车床的加工内容
2,立式数控铣镗床或立式加工中心的加工内容
3,卧式数控铣镗床或卧式加工中心的加工内容
2.4.2 加工工序的编排原则
1、按工序集中划分工序的原则
2、按粗、精加工划分工序的原则
3、按刀具划分工序的原则
4、按加工部位划分工序的原则
2.4 数控加工工艺分析
2.4.3 工件的装夹
第 2章 数控加工编程基础
在决定零件的装夹方式时, 应力求使设计基准,
工艺基准和编程计算基准统一, 同时还应力求装夹次
数最少 。
2.4.4 对刀点和换刀点位置的确定
选择对刀点的原则是,
1、便于数学处理（基点和节点的计算）和使程序编
制简单。
2、在机床上容易找正。
3、加工过程中便于测量检查。
4、引起的加工误差小。
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
确定加工路线的原则,
1,应尽量缩短加工路线, 减少空刀时间以提高加工
效率 。
2,能够使数值计算简单, 程序段数量少, 简化程序,
减少编程工作量 。
3,使被加工工件具有良好的加工精度和表面质量
（ 如表面粗糙度 ） 。
4,确定轴向移动尺寸时, 应考虑刀具的引入长度和
超越长度 。
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.11最短加工路线的选择
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.12 钻孔循环加工路线
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
图 2.13 刀具切入和切出方式
2.4 数控加工工艺分析
2.4.5 加工路线的确定
第 2章 数控加工编程基础
(a) (b)
图 2.14 圆柱铣的顺铣和逆铣
a 逆铣 b 顺铣
2.4 数控加工工艺分析
2.4.6 刀具及切削用量的选择
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.1 程序的结构
加工程序可分为主程序和子程序，无论是主程序还是
子程序，每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束
三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是
由若干程序字组成，每个程序字又由地址符和带符号或不
带符号的数值组成，程序字是程序指令中的最小有效单位。
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.2 程序的格式
O2001
N10 G54 X85 Y120
N20 G90 G00 X30 Y45
N30 G01 X54 Y58 F150
S250 M03
…
N110 M98 P1001 L2
…
N200 M02
O1001
N10 G41 G00
X10 Y15
N20 G01 X35
Y45
…
N100 M99
起始行
（程序号
）
程序内容
（程序段
）
结束行
（程序结
束）
起始行
（程序号
）
程序内容
（程序段
）
结束行
（程序结
束）
主程序
子程序
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.3 主程序和子程序
图 2.20 主程序与子程序的关系
%01 (MAIX-PRO)
…………
…………
N20 M98 L10 ； 调
用
N21 …………
…………
…………
N80 M98 L10 ； 调
用
…………
…………
N100 M02
%10 (SUB-PRO)
N1000 …………
…………
…………
N1100 …………
…………
…………
N1200…………
…………
…………
N1500 M99
主程序 子程序
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2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.4 常用地址符及其含义
机 能
地 址 符
说 明
程序号
O或 P或 %
程序编号地址
程序段号
N
程序段顺序编号地址
坐标字
X,Y,Z； U,V,W； P,Q，
R；
A,B,C； D,E；
R；
I,J,K；
直线坐标轴
旋转坐标轴
圆弧半径
圆弧中心坐标
准备功能
G
指令动作方式
辅助功能
M,B；
开关功能, 工作台分度
等
补偿值
H或 D
补偿值地址
暂停
P或 X或 F
暂停时间
重复次数
L或 H
子程序或循环程序的循
环次
切削用量
S或 V
F
主轴转数或切削速度
进给量或进给速度
刀具号
T
刀库中刀具编号
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.5 数控程序的编制方法及步骤
工
件
图
样
工
艺
设
计
数
学
处
理
编
制
程
序
制
作
介
质
校
验
修
改
图 2.21 手工编程过程
1、手工编程
2、自动编程
第 2章 数控加工编程基础
2.5 数控加工程序的格式及编程方法
2.5.5 数控程序的编制方法及步骤
分析加工图样
编程开始
制作控制介质
运行调试程序
编写程序单
数值计算
确定工艺过程
满足要求
编程结束
N
Y
图 2.22 编程的内容和步骤
