第二章 数控加工程序编制第一节 数控加工程序编制基础知识第二节 数控车床的程序编制第三节 加工中心的程序编制第三节 数控加工自动编程简介第一节 数控加工程序编制基础一、数控编程的含义和作用二、零件加工程序编制的内容和方法三、程序编制代码四、零件加工程序结构与格式五、数控机床坐标系与工件坐标系六、数控加工的工艺处理七、手工编程的数学处理八、常用的 G指令和 M指令第一节 数控加工程序编制基础一、数控编程的含义和作用
1 数控加工的特点：
内容具体工艺严密工序集中
2 编程的含义根据零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、确定机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和数控机床能够识别的语言编写数控加工程序的全过程叫做加工程序编制。
设计、工艺? 数控加工程序
3 编程的作用保证数控机床的有效应用第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法内容,零件加工程序编制是从零件图纸到制备出合格的零件加工程序控制介质的全过程。
方法,程序编制方法可以分为手工编程和自动编程两大类。
手工编程是指编制零件加工程序的过程主要由人工完成。
自动编程是指编程过程主要由计算机辅助完成，故自动编程又称计算机辅助编程。
手工编程的适用范围任何一种编程方法都有它的局限性和一定的适用范围。
根据多年的实际经验，工程技术人员总结出手工编程的适用范围如下：
⑴加工程序简单
⑵几何形状不太复杂零件；
⑶加工程序不长零件；
⑷编程过程中所需计算比较简单的零件；
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法自动编程的适用范围
⒈ 形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线表面的零件；
⒉零件几何元素虽不复杂，但加工程序太长的零件；
⒊在不具备刀具半径自动补偿功能的机床上要进行轮廓铣削时，编程要按刀具中心轨迹进行，如果用手工编程，计算相当繁琐，程序量大、浪费时间、出错率高，有时甚至不能编出加工程序，此时必须用自动编程的方法来编制零件的加工程序 ;
⒋ 联动轴数超过两轴以上的加工程序的编制。
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法手工编程的内容和步骤：
确定零件的数控加工适应性
确定工艺过程
计算加工轨迹尺寸
编写加工程序清单
制作控制介质
程序的校验和试切
数控加工工艺技术文件的定型与归档第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法手工编程的内容和步骤：
（一）确定零件的数控加工适应性
1,适应类
通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容。
通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。
通用机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，
可在数控机床上进行加工。
2,不适应类
需要通过较长时间占机调整的加工内容，如毛坯的粗加工。
必须按专用工装协调的孔及其它加工内容。主要原因是采集编程用的数据有困难，协调效果也不一定理想。
不能在一次安装中加工完成的其它零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床加工。
生产批量大的零件。
（二）确定工艺过程
1.审查与分析零件图纸中的尺寸标注方法是否适合数控加工的特点。对数控加工来说,最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。
2.审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是否充分。在审查与分析图纸时，一定要仔细认真，看是否有构成零件轮廓的几何元素不充分或模糊不清的问题。
3.审查与分析定位基准的可靠性 。数控加工工艺特别强调定位基准，尤其是正反两面都采用数控加工的零件，以同一基准定位就十分必要。
工艺处理的主要任务就是,
– 确定走刀路线和安排工步顺序 ;
– 确定定位基准与夹紧方案 ;
– 选择夹具 ;
– 选择刀具 ;
– 确定对刀点和换刀点 ;
– 确定测量方法 ;
– 确定加工用量。
（二）确定工艺过程
（三）计算加工轨迹尺寸 --对零件图形进行数学处理根据零件图和确定的走刀路线来进行一些必要的数学处理，
主要包括：
计算出走刀轨迹和每个程序段所需数据；
基点坐标的计算；
基点就是指相邻几何元素的交点和切点。
节点坐标的计算；
对非圆曲线需要用小直线段或圆弧段逼近，这些小直线段或圆弧段与非圆曲线的交点或切点叫做节点。
（四）编写加工程序清单根据走刀路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控机床的加工指令和程序格式，逐段编写加工程序单。
加工程序单主要有两种形式：
在计算机上，用字处理软件或文本编辑器编写，以文本文件的形式保存。
直接记录在纸上。
用计算机编写的加工程序单修改和保存都比较方便。
（五）按程序单制作控制介质控制介质就是记录零件加工程序信息的载体。常见的控制介质有：
穿孔纸带
磁带
磁盘制作控制介质就是将程序 单上的内容用标准代码纪录到控制介质上。
现在大部分的数控机床都具有与计算机进行数据交换的通信接口，例如 RS232,RS422、网卡等，所以编制的数控程序可以直接传输到数控机床里而不需制作控制介质。
现在穿孔纸带已基本不使用 。
（六）程序的校验与试切手工编程采用的程序校验手段有：
通过穿孔机的穿复校功能检验穿孔带是否有误
人工对数控程序进行检查
把数控程序输入，然后利用机床锁住坐标轴运动的功能对数控进行检查（数控装臵具有轨迹显示功能时）
利用机床空运行功能对数控程序进行检查
利用数控加工模拟软件对数控程序进行检查
利用塑料或木材进行试切加工
（七）数控加工工艺技术文件的定型与归档数控加工工艺文件的形式：
1,数控加工工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡不同之处是草图中应标明编程原点与对刀点,要进行编程简要说明及切削参数的选定。
2,数控加工程序说明卡数控加工程序说明卡主要内容有,
(1) 所用数控设备型号及控制机 (数控系统 )型号 ;
(2) 对刀点及允许的对刀误差 ;
(3) 工件相对于机床的坐标方向及位臵 ;
(4) 镜像加工使用的对称轴 ;
(5) 使用刀具的规格型号以及刀具号补偿量等 ;
(6) 加工程序、加工内容的顺序 ;
(7) 子程序说明 ;
(8) 特殊说明 ;
自动编程 自动编程又叫计算机辅助编程。它是借助计算机代替人，自动完成零件程序编制过程中的大部分工作。语言输入式自动编程的工作过程如图 2—3所示。
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码在国际上有两种数字控制代码标准
ISO(International Standard Organization)
国际标准化组织标准
EIA(Electronic Industries Association)
美国电子工业协会标准我国根据 ISO代码制定了,数控机床用七单位编码字符集,部颁标准 JB3050—1982,它与 ISO一 840代码标准等效。
代码是表示信息的符号体系。数控用的信息，如字母、
数字和符号等，用二进制数编码表示，也可用纸带上一行孔来表示。我国国标数控代码如表 2-l所示，它较 ISO一
840多,*”,,,,,,·‖,,；,,,=‖五个符号。它符合国际标准的信息处理、信息交换用 ASCII码。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
b7 O 0 0 0 1 1 1 1
b6 0 0 1 1 0 0 1 l
b5 0 1 0 1 0 1 0 1
b4 b3 b2 b1 列行
0 1 2 3 4 5 6 7
0 0 0 0 0 NUL SP 0 P
0 0 0 1 1 1 A Q
0 0 1 0 2 2 B R
0 0 1 1 3 3 C S
0 1 0 0 4 4 D T
0 1 0 1 5 % 5 E U
0 1 1 0 6 6 F V
0 1 1 1 7 7 G W
1 0 0 0 8 BS ( 8 H X
1 0 0 1 9 HT EM ) 9 I Y
1 0 1 0 10 LF(NL) * J Z
1 0 1 1 1l + K
1 1 0 0 12,L
1 l 0 1 13 CR - M
1 1 1 0 14,N
1 1 1 1 15 / O DEL
数控机床用字符编码表穿孔纸带穿孔纸带也称控制带或简称纸带，是数控机床常用的控制介质之一。国标 GB8870-88规定纸带宽度为 25.4mm，
每一行有 8个代码孔，用来记录数字、字母或符号信息，有孔表示二进制的,1‖，无孔表示二进制的,0‖。穿孔带内还有一条与带边平行的中导孔道（小孔），它的作用是制带和读带时的导向孔，同时用作读带的同步孔，也称同步孔。中导孔和代码孔的尺寸和位置必须符合 GB1990-1980
的规定。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
ISO和 EIA代码的穿孔带表示方法如图所示。
ISO代码与 EIA代码的比较
1,ISO代码为七位二进制编码,EIA为六位（不包括奇偶校验位），因而 ISO代码的信息量比 EIA代码大一倍。
2,ISO代码比 EIA代码的编码规律性强，容易识别。 ISO数字码在第 5,6列均有孔，地址码第 7列有孔，符号码第六列有孔，这些规律为程序的输入、译码带来方便。
3,ISO代码为偶数码，第 8列为补偶位，而 EIA代码为奇数码，
第 5列为补奇位。
4,ISO代码的编码与 ASCII码相同，计算机通常采用 ASCII码进行信息交换、屏幕显示、打印机打印等，使得数控机床使用的 ISO代码就具有易于与计算机配合的优点。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
（ 一 ） 零件加工程序格式
开始符 （ ISO,%,EIA,ER）
程序头：程序名 （ FANUC系统中,O+数字 ）
程序体,程序段
程序尾：结束指令,M02或 M30
程序结束符
% 程序开始符
O1000 ; 程序名
N10 G80G49G40M05; 程序主体
N20G91G28Z0; （ 程序主体由若干程序段组成 ）
……
N100 M30; 程序结束指令
% 程序结束符第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式加工程序组成在数控加工程序中主要包含有刀具位移指令、切削参数
（刀具转速、进给速度等）以及一些辅助功能控制指令（冷却液的开关、刀具的交换等）。
% 程序开始符
O1000（ BIT）； 程序头
N10 G91G28Z0M05； 回到换刀位臵
N20 T1（ ENDMILL-10mm）；指定使用的刀具
N30 M6； 换刀
N40 S1000M03 指定刀具转速（切削速度）
N50 G90G54G00X0Y0； 刀具位移指令及数据
N60 G43Z2.0H01M08 M08为打开冷却液
N70 G01Z-10.F100； F100指定进给速度
N80 G01X100.Y0.F300； 刀具位移数据
N90 M30； M30程序结束指令
% 程序结束符以下为某数控车床的轴加工程序：
％
O0001
N10 G96 S180 T0101；
N20 M04；
M30 M08；
N40 G00 X62.0 Z5.0;
N50 G71 P60 Q80 U0.2 W0.1 D2.O F02;
N60 COO X30.0;
N70 C01 Z-15.0 F0.15;
N80 XL6U,U Z-30.0;
N90 G00 X200.O Z100.0 T0100;
N100 M30；
％
该加工程序由程序编号 O0001,9个程序段组成的程序内容和 M30(程序结束指令 )三部分组成。程序段结束符用分号表示。
常规加工程序按开始符 (单列一段 )、程序名 (单列一段 )、程序主体和程序结束指令 (一般单列一段 )、程序结束符的顺序组成。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在 ISO代码中用％，在 EIA代码中用 ER。程序名给用户使用、存储和检索程序等带来方便。程序名的形式由数控系统决定，
通常有两种形式：一种是以规定的英文字母 (多用 O或 P或％ )为首、后跟若干位数字组成 (两位或四位 )；另一种是由英文字母、数字或英文、数字混合组成，中间还可加入,一,号，例如,LC30-FIANGE-215-3。
程序结束指令可用 M02(程序结束 )或者 M30(纸带结束 )。现代数控机床一般均使用存储器中的加工程序进行加工，执行完程序主体后，由 M02或
M30指令停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。有些数控系统 (机床 )M02和 M30是完全等效的，而有些数控系统有区别，用 M02则自动运行结束后光标停在程序结束处，而用 M30则自动运行后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，按启动按钮就可以再次运行程序。 M02和 M30允许与其他程序段合用，但最好还是将其单列为一个程序段。
程序主体由若干程序段组成。程序主体也可采用主程序和子程序的结构形式，或采用宏程序结构形式。
加工程序,由若干程序段组成程序段,由程序字组成，指令机床完成某一动作程序字,规定次序的字符组，英文字符（地址符） +数字顺序号字，准备功能字，尺寸字，进给功能字，
主轴转速功能字，刀具功能字，辅助功能字第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（二）程序段程序段是可以作为一个单位来处理的连续的字组,它实际是数控加工程序中的一句 。 多数数控程序段是用来指令机床完成 （ 执行 ） 某一动作 。 程序的主体是由若干个程序段组成的 。
在书写时,每一个程序段单独占用一行 。 每个程序段中所使用的字的个数原则上没有限制 。 每一个程序段的结尾处必须用程序段结束代码来分隔 。 在 ISO标准中用 EOB（ End Of Block ）
符号；在 EIA标准中用 LF符号 。 在 Fanuc系统中使用,；,来作为程序段结束符号 。 下面的五行程序就是五个程序段 。
N10 G40G49G80M05；
N20 G91G28Z0；
N30 T1；
N40 M06；
N50 G90G54G00X0Y0S1000M03；
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（三）程序段格式程序段格式是指程序段中字,字符和数据的安排规则 。
程序段格式主要有：
⒈ 固定顺序格式；
⒉ 分隔符程序段格式 （ HT或 TAB） ；
⒊ 字地址可变程序段格式,它又称为字地址格式 。
固定顺序格式和分隔符程序段格式现在已不使用 。 在字地址可变程序段格式中,程序字长是不固定的,程序字的个数也是可变的,程序字的顺序是任意排列的 。 例如程序段,G80G40G49”与,G49G40G80”的作用是完全相同的 。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式程序段格式中所用符号含义符 号 意 义 位臵（ JB3050-1982）
HT或 TAB 分隔符 0/9
LF或 NL 程序段结束 0/10
% 程序开始 2/5
（ 控制暂停 2/8
） 控制恢复 2/9
+ 正号 2/11
- 负号 2/13
/ 跳过任选程序段 2/15
,对准功能 3/10
BS 返回 0/8
EM 纸带终了 1/9
DEL 注销 7/15
（四）程序字及其七种功能类型程序字（ Word）是机床数字控制的专用术语。它的定义是：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、
传递和操作 。例如 X50,M03等都是程序字。
常规加工程序中的字都是由一个英文字符和随后的若干位 10进制数字组成。这个英文字符称为地址符，国标中规定的地址符的含义见表 2-3。
程序字按其功能的不同可分为 7种类型：
程序顺序号字 准备功能字 尺寸字进给功能字 主轴转速功能字刀具功能字 辅助功能字第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式表 2-3 地址字符含义字符 位臵 意义 字符 位臵 意义
A 4/1 关于 X轴的角度尺寸 N 4/14 顺序号
B 4/2 关于 Y轴的角度尺寸 O 4/15 程序号
C 4/3 关于 Z轴的角度尺寸 P 5/0 固定循环参数
D 4/4 第二刀具功能 Q 5/1 固定循环参数
E 4/5 第二进给功能 R 5/2 固定循环参数
F 4/6 第一进给功能 S 5/3 主轴速度功能
G 4/7 准备功能 T 5/4 刀具功能
H 4/8 刀具偏臵号 U 5/5 平行 X轴的第二尺寸
I 4/9 X轴分量 V 5/6 平行 Y轴的第二尺寸
J 4/10 Y轴分量 W 5/7 平行 Z轴的第二尺寸
K 4/11 Z轴分量 X 5/8 基本 X尺寸
L 4/12 不指定 Y 5/9 基本 Y尺寸
M 4/13 辅助功能 Z 5/10 基本 Z尺寸
1 顺序号字 N
顺序号字，也叫程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，它的地址符是 N，后续数字一般为 1～ 5位。
顺序号字可以用在主程序、子程序和用户宏程序中。在程序中的程序段前，可以设定顺序号 N，也可以不设定顺序号。
O1234（ MAIN） ; O1200（ SUB）；
N10 G80G40G49M05; N10 G80G40G49M05；
N20 G91G28Z0; N20 G91G28Z0；
N30 T1; N30 G00X0Y0；
N40 M06; N40 M99
顺序号的作用
⑴ 便于人们对程序作校对和检索修改。无论是何种校对，
如有顺序号，可正确、迅速地进行；
⑵便于在图上标注。在加工轨迹图的几何接点处标上相应程序段的顺序号，就可直观地检查程序；
⑶用于加工过程中的光屏显示；
⑷用于程序段复归操作。这是指回到程序的中断处，或加工从程序的中途开始的操作。这种操作必须有顺序号才能进行；
⑸主程序或子程序中用于无条件转向的目标；
⑹用户宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标；
顺序号的使用规则
⑴ 建议不使用 N0作为顺序号。对于能够自动地将输入时没有程序名的程序的第一个程序段的顺序号作为该程序名的数控系统，规定不能使用 N0作为第一程序段的顺序号，因为 0是不允许作为程序名的；
⑵ 地址符 N后面的数字应为正整数，所以最小顺序号是 N1；
⑶ 地址符 N与数字间、数字与数字间一般不允许有空格；
⑷ 顺序号的数字可以不连续使用，如第一行用 N10、第二行用
N20、第三行用 N30是允许的；
⑸ 顺序号的数字不一定要从小到大使用，如第一行用 N10、第二行用 N2也是允许的；
⑹ 顺序号不是程序段的必用字，即可以使用顺序号也可以不使用顺序号；
⑺ 对于整个程序，可以每个程序段都设顺序号，也可以只在部分程序段中设顺序号，还可以在整个程序中全不设顺序号；
2 准备功能字 G
准备功能字的地址符是 G,所以又称 G功能或 G指令 。 它用来指令机床或控制系统的工作方式,为数控系统的插补运算作好准备 。 所以在程序段中 G功能字一般位于尺寸字的前面 。
多数数控机床 G指令的前臵,0‖允许省略,如 G4实际是 G04
的简写 。 G功能字国际上已制订了 IS01056-1975(E)国际标准,
我国依据它制订了 JB3208—1983部颁标准 。
在国标中,准备功能字由地址符 G和后续两位正整数表示,
从 G00～ G99共 100个 。
2 准备功能字 G
在国标中,G代码被分成不同的组,在同一个程序段中可以指定不同组的 G代码 。 有两种 G代码：模态 G代码和非模态 G
代码 。 所谓 模态 G代码 是指一经指定一直有效,直到出现同组的其它 G代码为止 。 非模态 G代码 是指仅在指定的程序段内有效,每次使用时,都必须指定 。
不同的数控系统的 G代码的含义不一定相同,所以在使用时要特别加以注意 。
2．准备功能字 G
在标准中有不指定和永不指定的 G指令。不指定的 G指令，
在将来本标准的修订本中可能规定其功能。永不指定的 G指令，即便将来修订标准也不再指定其含义，这一部分指令可供数控机床制造厂家自行规定其含义，但必须在详细格式分类中加以说明。
国际际准是世界各国应遵守的标准，国家标准应符合国际标准，国内各相关企业应遵守国标。我国现有的中、
高档数控系统大部分是从日本、德国、美国等国进口的，
它们的 G指令的功能相差甚大，而国内生产数控系统的厂家有的也没有完全遵守国标，造成现在国际上实际使用的 G功能字的标准化程度低，给用户带来不便，用户在编程时必须遵照每台数控机床的说明书。将日本法那科、美国辛辛那提和美国 A－ B公司生产的数控系统的 G指令与 JB3208-
1983相比较得知：只有 G01-G04,G17-G19,G40～ G42的含义基本相同； G90～ G92,G94～ G97的含义在多数系统内相同。
FANUC系统中常用 G代码表代 码 功 能 模 态 组 别
G00 点定位 模态
G01 直线插补 模态
G02 顺时针圆弧插补 模态
G03 逆时针圆弧插补 模态
G04 暂停指令 非模态
G17 XY平面选择 模态
G18 ZX平面选择 模态
G19 YZ平面选择 模态
3．尺寸字尺寸字也称尺寸指令。尺寸字在程序段中主要用来指令机床刀具运动到达的坐标位臵。
表示暂停时间等控制的指令也列入其中。尺寸字是用规定的地址符及后续的带正、负号或带正、负号又有小数点的多位十进制数组成。用得较多的地址符有三组：第一组是 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R，主要用来指令到达点坐标值或距离，有些地址符例如 X还可用于在 G04之后指定暂停时间；第二组是 A,B,C,D,E，主要用来指令到达点的角度坐标；第三组是 I,J,K，主要用来指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标尺寸。尺寸字中地址符的使用虽然有一定规律，符合国际有关标准，但是各系统往往还有一些差别，
例如日本法那科有些系统用 P指令暂停时间、用 R指令圆弧半径等。
3．尺寸字尺寸字可使用国际单位制，也可使用英制，可以用准备功能字加以选择，例如，日本法那科诸系统用 G22
／ G21、美国 A-B公司诸系统用 G71／ G70切换；也有一些系统用参数设定来选择国际单位制或英制。尺寸字中数值的具体单位，当采用国际单位制时一般用 1 um,10um
和 1 mm；采用英制时常用 O.0001 in和 0.001 in。选择何种单位，通常用参数设定。现代数控系统在尺寸字中允许使用小数点编程，有的允许在同一程序中有小数点和无小数点的指令混合使用，给用户带来方便。无小数点的尺寸字指令的坐标长度等于数控机床设定单位与尺寸字中后续数字的乘积。例如，当采用国际单位制时，
若设定单位为 1um,Y向尺寸为 360 mm,则应写成 Y360，
或 Y360000
4．进给功能字进给功能字的地址符用 F，所以又称为 F功能或 F指令。其功能是指令切削的进给速度。 现代 CNC机床一般都能使用直接指定方式 (也称直接指定码 )，即可用 F后的数字直接指定进给速度，
为用户编程带来方便。这就说明在进给速度范围内实现了无级变速。在低档 (经济型 )数控系统中多数还采用代码法来指定进给速度,F代码数是有限制的。 F代码法不具有直接指定法的直观和方便的优点，每种 F代码表示多少进给速度需要看详细格式分类规定或查表。
F代码法指令的进给速度为有级变速系统。 F代码法常用时间倒数法和几何级数法。
4．进给功能字时间倒数法 亦称,进给速率数,指定法，常用 FRN(Feed-rate
number)表示。
在直线插补且与主轴速度无关时，矢量运动的速度可用执行程序的时间倒数表示，其值等于向量速度除以刀具轨迹的向量距离在圆弧插补时，该进给指令值等于形成圆弧的速率 (rad／ min)，
即轨迹的进给率除以该圆弧的半径 (mm)。
直线插补,FRN=1／ T 或 FRN=v／ L
圆弧插补,FRN=θ ／ T 或 FRN=v／ R
式中,FRN——进给速率数；
v--进给速率 (mm／ min)；
L--矢量距离 (mm)；
T--时间 (min)；
θ --圆弧角度 (rad)；
R--圆弧半径 (mm)；
时间倒数法给定进给速率数的单位是 1／ min，并用 G93选择此种给定法。注意，抛物线插补不用这种速度给定法。此种方法可用 3位或 4位代码表示。
4．进给功能字进给速度的几何级数法也称等比级数法，或称 2位代码法。 2
位代码为十进制，即 F00～ F99共 100个等级。进给速度是按几何级数随着 F代码数的增加而增加，例如进给速度值为公比 ( )的等比级数，速度值的计算方法是：以 () 为底，以 2位代码为幂次。
进给速度的进给量单位用 G94和 G95指定。 G94表示进给速度与主轴速度无关的每分钟进给量，单位为 mm／ min或 in／ min，进给仅用在回转运动时的单位为 rad／ min。 G95表示与主轴速度有关的主轴每转进给量，单位为 mm／ r或 in／ r，如用在切螺纹、攻丝或套扣的进给速度单位，用 G95指定。
5．主轴转速功能字地址符使用 S，所以又称为 S功能或 S指令。主要用来指定主轴转速或速度，单位为 r／ min或 mm／ min。 现代数控机床其主轴转速采用直接指定方式，例如 S1500表示主轴转速为 1500r／ min。
有些数控机床采用机电结合的方法进行调速，即需加入几挡齿轮变速。对于这种数控机床需由辅助功能指令 (M指令 )来变齿轮挡，主轴转速由 S指令和 M指令配合进行指定。
现代数控车床都有使切削线速度保持不变的恒线速切削功能。
这意味着在切削过程中，如果切削部位的回转直径不断变化，那么主轴转速也要不断地作相应变化。此时 S指令用来指定车削加工的线速度数，在程序中用 G96或 G97指令配合 S指令加以指定。
G96为恒线速控制指令，如 G96S200表示切削速度为 200 m／ min；
G97S2000表示注销 G96主轴转速为 2000 r／ min。
6．刀具功能字刀具功能字用地址符 T及随后的代码化数字表示，所以也称为 T
功能或 T指令。它主要用来选择刀具。对于数控车床,T的后续数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。
数控车床的刀具功能字,T之后的代码化数字可分为 2,4,6
位三种。 T后为 2位数字时，一般前位数字代表刀具 (位 )号，后位数字代表刀具长度补偿号，与刀补拨盘号或屏幕刀补显示位臵号对应。当后位数为 0时，表示刀具 X,Z向的补偿均为零，相当于撤销补偿。也有少数数控系统规定 T后面的两位数字既表示刀具号又表示刀补号，如 T10，表示选择 10号刀、长度补偿号也是 10。 T后随 4位数字的形式用得较多。如日本法那科数控系统 T的前两位数用来选择刀具 (位 )的号，后两位既是刀具长度补偿号又是刀尖圆弧自动补偿号。例如,T0103代表选用 1号刀及 3号刀具长度和刀具半径补偿号。刀具长度和刀具半径的补偿值应到 3号刀补单元中去查找和修改。也可以配用 G40(注销刀具补偿 )其 T的后两位数只代表刀具长度补偿号。有的法那科数控系统 T的后两位只具有刀具长度补偿，其后两位数也只代表刀具长度补偿号。 T后随 6位数字代码，通常是用两位数代表选择的刀具 (位 )号，两位数代表刀尖圆弧半径补偿号，两位数代表刀具长度补偿号。
6．刀具功能字通常在刀具补偿号 00中存放零补偿值，所以无论 T是 4位还是 6位码，若刀具补偿号为 00，则表示取消刀具补偿。
数控铣床和加工中心的刀具功能 比车床复杂。加工中心的共同点是刀具号用 T的后续数字指定,T后的数字一般为 1-4位，
只有少数系统指 X,Z向刀具长度补偿号。多数系统换刀使用
M06和 T指令，如 M06 T07表示将原来使用的刀换成 7号刀。
铣削加工的刀补分三个坐标方向和一个刀具半径补偿，通常用刀补的 G指令和 H或 D地址符及随后的偏移 (值 )号进行，同样 H00或 D00对应的偏臵值为零，即注销刀补。
7．辅助功能字辅助功能字由 M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为 M功能或 M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。
例如，主轴的启、停、冷却液通、断，更换刀具等。
与 G指令一样,M指令已有国际标准和国家标准。我国根据
IS01056—1975(E)制订了部颁标准 JB3208—1983。它所规定的
MOO至 M99的功能见附录，同样，在代码中已有规定、不指定和永不指定三类代码。
M指令也存在标准化低的问题,JB3208—1983与美国辛辛那提公司的 850系统、美国 A-B公司的 8400MP系统、日本法那科公司的 6T-B系统相比较,MOO～ M05及 M30的含义是一致的，
M06～ M11以及 M13,M14的含义基本一致，其余的 M指令的差别很大。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（五）．主程序、子程序主程序即加工程序，子程序是可以用适当的机床控制指令调用的一段加工程序。子程序的形式和组成与主程序大体相同，由子程序号 (名 )，子程序主体，子程序结束指令组成，
并返回主程序。主程序和子程序的关系如下：
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（五）．主程序、子程序用 M98调用子程序，用 M99结束子程序 并返回主程序，子程序被调用了二次。
同一零件中或多个零件中，几何形状、尺寸、加工要求完全一致的加工内容，可编入子程序，供主程序调用，并可多次重复调用。
采用此种程序结构可使编程变得简单、明了，减少许多不必要的重复劳动并可节省存储器容量。
主程序可以调用子程序，子程序也可以调用另外的子程序，称为子程序嵌套。不同的数控系统子程序嵌套的次数也不相同。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（六） 主程序、用户宏程序现代数控机床的数控加工程序中可使用用户宏 (程序 )。 将一群命令所构成的功能，像子程序一样登录在内存中，所登录的一群命令称为用户宏程序或用户宏主体，简称用户宏 (Custom
Macro)。 将用户宏用一个命令作为代表，称为用户宏命令，或称宏调用命令，执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。例如 FANUCll-MEA-4型数控系统用 G65作为宏调用：
主程序 用户宏； O 9011
G65 P9011 A1015； ；； X#1 Y#4
在加工程序的主程序中，用 G65P9011调用用户宏程序
O9 011，并且用实际参数 A1015对用户宏中的变量赋值,#1=10、
#4=5(A代表 #1,I代表 #4)。而在用户宏中未知量用变量 #l及 #4
来代表。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（六） 主程序、用户宏程序用户宏的最大特征是：
①可以在用户宏中使用变量；
②可以使用演算式、转向语句及多种函数；
③可以用用户宏命令对变量进行赋值。
数控机床采用成组技术进行零件加工，可扩大批量、
减少编程量、提高经济效益。在成组加工中，将零件进行分类。在加工只是尺寸不同的同一类零件时，使用用户宏，
只需将此零件的实际尺寸数值用用户宏命令赋与变量即可。
数控机床的坐标系的规定是一个非常重要的问题。在数控加工及数控编程过程中，我们经常要使用坐标系统，其中机床坐标系和工件坐标系是经常使用的。机床坐标系和工件坐标系两者之间存在关系，正确地理解机床坐标系与工件坐标系，对数控加工与数控编程是非常必要的。
关于数控机床坐标和运动方向的命名，我国已有
JB3052—1982部颁标准，它等效 IS0841-1974。
1,数控机床的坐标系标准
2,根据坐标系的标准确定坐标轴的方法
3,数控机床的坐标系统以及其关系第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（一）坐标和运动方向命名原则数控机床的标准坐标系采用右手直角坐标系，也叫笛卡尔坐标系。基本坐标为 X,Y,Z直角坐标，对应每个坐标轴的旋转运动符号为 A,B,C。
机床坐标轴的命名方法如下图所示，右手的拇指、食指和中指相互垂直，其三个手指所指的方向分别为 X轴,Y
轴和 Z轴的正方向。
数控机床的加工运动主要是刀具与工件间的相对运动，
数控机床坐标系是假定刀具相对工件移动确定的。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
1,Z轴的确定一般是选取产生切削力的轴向方向作为 Z轴方向。对于有主轴的机床，以机床主轴线方向作为 Z轴的正方向。
对于没有主轴的机床，则以装卡工件的工作台面相垂直的直线作为 Z轴方向。规定刀具远离工件的方向作为 Z轴的正方向。
2,X轴的确定
X轴一般位于与工件安装面相平行的水平面内 。 对于机床主轴带动工件旋转的机床,如车床,磨床等,则在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为 X轴,且刀具远离主轴轴线方向为 X轴的正方向 。
对于机床主轴带动刀具旋转的机床,当主轴是水平的,
如卧式加工中心等,由主轴向工件看,X轴正方向指向右侧；当主轴是垂直于地面的,如立式加工中心等,选定主轴右侧方向为 X轴正方向 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
3,Y轴的确定
Y轴方向根据已选定的 Z,X轴按右手笛卡尔坐标系来确定 。
4,旋转坐标 A,B,C
A,B,C相应地表示其轴线平行于 X,Y,Z的旋转运动 。
A,B,C的正方向,相应地表示在正 X,Y,Z方向上按右手螺旋方向 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
5,附加的坐标如果除 X,Y,Z之外,还有第二组或第三组平行于或不平行于 X,Y,Z 的直线运动,则可分别指定为 U,V,W、
P,Q,R附加坐标 。
如果除 A,B,C之外,还有平行于或不平行于 A,B、
C的第二组 x旋转运动,则可分别指定为 D或 E附加坐标 。
6,主轴旋转运动的方向主轴的顺时针旋转运动方向规定为右螺旋进入工件的方向 。
7,标准坐标系的原点标准坐标系的原点位臵和 A,B,C运动的原点 （ 0°
位臵 ） 可任意选择 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
（三）数控机床的坐标系统
1,机床坐标系和机床零点机床坐标系,机床坐标系是机床上固有的坐标系，它是制造、调整机床的基础，也是建立工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经确定，一般情况下，不允许用户进行变动。
机床零点,机床坐标系的原点 (一般用 M表示 )称为机床零点。机床零点 M是建立其它坐标系的基准。不同的机床，机床的零点的位臵也不同。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
2,机床参考点机床零点一般不能直接测量，所以在设计机床时就设定一个与机床零点有固定位臵关系的点，这个点叫 机床参考点 （一般用 R表示），通过让机床返回参考点来建立起数控机床的坐标系。
参考点 R是由机床制造厂家定义的一个点,R和 M的坐标位臵关系是固定的，其位臵参数存放在数控系统中。这样只要让机床返回到 R点，就能确定 M点，从而建立起机床坐标系。
参考点 R的位臵是在每个坐标轴上用档块和限位开关精确地预先确定好，参考点 R多位于加工区域的边缘。
在绝对行程测量的控制系统中，不需设定参考点，而在增量行程测量的控制系统中，必须设臵参考点。
在 FANUC系统中用 G28指令来使机床返回参考点，一般情况下，指令格式为 G91G28X0Y0Z0；
3.工件坐标系数控机床坐标系是进行设计和加工的基础，但是利用机床坐标系进行数控编程却不方便，因此往往 选择工件上的某点为坐标原点（一般用 W来表示），平行于机床坐标轴建立一个新坐标系，称为工件坐标系,以方便编程。在进行加工时，通过一些特定的方法测量出工件坐标系零点在机床坐标系里的坐标值，并把这个值输入到数控系统中，
这样就可以建立起工件坐标系与机床坐标系之间的关系。
工件坐标系零点 W选择的原则：
⑴尽量与工件的尺寸基准重合。
⑵让工件图中的尺寸容易换算成坐标值。
⑶零点应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位臵。
工件坐标系的建立，主要是确定零点，有：可设定零点偏臵，可编程零点偏臵和外部零点偏臵。
3.工件坐标系
(1) 可设定零点偏臵指令 G54～ G57：
G54～ G57指令的四个工件坐标系的零点偏臵值，可以通过数控系统的操作面板或通用接口预先存入 G54～ G57对应的存储单元中，在执行程序时，遇到 G54～ G57的指令后就建立了相应的工件坐标系，即将对应的零点偏臵值取出参加计算。 G54是数控系统复位时自动设定状态。
如图 2-10所示的零件，可将工件零点 w对机床零点 M的零点偏臵值 (X=0，
Z=90)存入 G54的相应的存储单元中，编出程序如下：
N10 G00 G54 G90 X0.0 Z2.0 T101 $200 M03*
N15 G01 Z-58.0 F0.2*
N10程序段中的 G54表示建立了工件坐标系，工件坐标系的零点就是工件零点 w,T101为 Φ 20的钻头，主轴转速为 200 r／ min并正转、快速运动到工件坐标系的 X=0.0,Z=2.0位臵。 N15程序段表示以 O.2 mm／ min的进给速度钻 Φ 20的孔。
3.工件坐标系
(2)可编程零点偏臵指令 G58,G59,该指令的格式为
G58 X--Y--Z--*
G59 X--Y--Z--*
G58,G59的功能是将可设定零点偏臵 (G54～ G57)和可编程零点偏臵值相加，建立一个新的工件坐标系，所以也称 G58,G59为变换工件坐标系指令。 在图 2-1l所示的例子中，可设定零点偏臵输入值为 XMWl和
ZMWl，可编程零点偏臵输人值为 XMW2和 ZMW2。总有效零点偏臵为
XMW=XMWl+XMW2
ZMW=ZMWl+ZMW2
编程：
N30…
N35 G54*
N40 G59 X600.0 Y600.0*
3.工件坐标系
(3)外部零点偏臵,来自 PLC(可编程控制器 )的外部零点偏臵。
如果三种零点偏臵均采用了，则采用如下算式：
零点偏臵总和 =可设定零点偏臵 (G54--G57之一 )+可编程零点偏臵 (G58或 G59)+外部零点偏臵对于复杂零件，有时有两个或多个尺寸设计基准，为编程方便，在一个零件的加工程序中可使用多个工件坐标系。
(4)零点偏臵的注销指令 G53,它是按程序段注销零点偏臵，即
G53为非模态指令。例如,N35 G90 G00 G53 X Y *，即注销所有零点偏臵并返回到机床坐标系中的 X Y 规定的位臵。
3.工件坐标系
(5)用 G92指令建立工件坐标系,我国颁布的准备功能 G指令
(JB3208—1983)中，采用 G92指令建立工件坐标系，其指令格式为
G92X——Y——Z——
G92后面的坐标字表示当前刀具刀位点在工件坐标系中的坐标位臵。执行 G92指令，数控装臵便自动将编程值臵人命令位臵寄存器中，数控机床并不产生运动。例如当 G92代码后坐标值为零，则对应坐标轴的当前位臵即为工件 (坐标系 )零点 W；
若其后坐标值为非零，则该非零值就表示坐标轴的当前位臵离开所设臵的工件零点的实际距离。 CRT显示的位臵数据将是以此工件坐标系表示的坐标值，但在系统内部仍以机床坐标系的绝对零点进行位臵计算。
用 G99撤销所设臵的工件零点。
机床回参考零点时撤销 G92的预臵。
4．绝对坐标系与增量 (相对 )坐标系在数控系统中，移动到坐标系特定点的运动可用绝对坐标或增量 (相对 )坐标描述。编写加工程序时，根据数控系统的坐标功能，从编程方便 (即按零件图尺寸标注 )及加工精度等要求出发选用坐标系。
绝对坐标系与增量坐标系可通过 ISO和国标的准备功能指令 G90,G91进行选择。 G90表示输入的尺寸字数值为绝对值,G91表示输入的尺寸字数值为增量值，这个绝对值与增量值的位臵数值就指定了对应坐标系的目标位臵。
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
所有零件廓形点的坐标值均以某一固定坐标原点作为计算起点的坐标系称为绝对坐标系。如图 2-12中 P1～ P9点的描述。例如 P8～ P9的直线段加工尺寸字可写成：
G90 G01 X0.0 Y70.0
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
运动轨迹的终点坐标以其起点坐标计算的坐标系称为增量 (相对 )
坐标系。如果是直线段轮廓，则相当于以直线段的起点 (前段程序的终点 )为坐标原点作平行于工件坐标系各轴的平行线建立一个新坐标系，
称为相对 (增量 )坐标系。如果是圆弧段轮廓，则相当于以圆弧的圆心为坐标原点建立起相对坐标系。如图 2-13中的 P1～ P9点的描述。例如
P8～ P9的直线段尺寸字可写成：
G91 G01 X-70.0 Y0.0
相当于在 P8点建立了一个相对坐标系 XP8Y,P9点的坐标值为 x=-
70.0,y=0.0。
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
有些数控系统的增量值尺寸不用 G91指令，而是在运动的起点建立平行 X,Y,Z的相对坐标系 U,V,W，其程序用
G01 U——V——W——，与用 G91 G01 X——Y——Z——等效。
在一个零件加工程序中，可以采用绝对值尺寸或者增量值尺寸，或者绝对值和增量值尺寸同时使用。选用绝对坐标系还是相对坐标系编程，与零件图的尺寸标注方法有关。如图 2-12中零件尺寸为基准尺寸标注法，适宜用绝对值尺寸
(G90)，而图 2-13中零件尺寸为链接尺寸（相对尺寸）标注法，
适宜用增量尺寸（ G91）。
绝对值编程 G90例子10
10 60
Y
X
G 9 0 X 6 0,Y 1 0,;
10
10 60
Y
X
G 9 0 X 1 0,Y 1 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 0 X1 0,Y 6 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 0 X1 0,Y 5,;
增量值编程 G91例子
1 0 6 0
10
Y
X
1 0 6 0
10
Y
X
G 9 1 X 5 0,; G 9 1 X - 5 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 1 Y 5 5,;
Y
X
10
5
60
G 9 1 Y - 5 5,;
（一）数控加工工艺路线设计数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别是：它仅是数控加工工序的概括，而不是指毛坯到成品的整个工艺过程。因此，在工艺路线设计中一定要全面考虑，瞻前顾后，应注意以下几个问题：
1．工序的划分在划分工序时，一定要根据零件的结构与工艺性、机床的功能、
零件数控加工内容的多少、安装次数及本单位生产组织状况等灵活掌握。通常按下列方法划分工序：
(1)以一次安装、加工作为一道工序。
(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。
(3)以加工部位划分工序。
(4)以粗、精加工划分工序。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理数控加工工艺处理的主要内容为：确定走刀路线和安排工步顺序、
确定定位基准与夹紧方案、选择夹具、选择刀具、确定对刀点和换刀点，
确定测量方法、确定加工用量等。
（一）数控加工工艺路线设计
2．顺序的安排应根据零件结构和毛坯状况、定位与夹紧的需要，重点是以零件的刚性不被破坏来考虑顺序的安排。顺序安排一般应按下列原则进行：
(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，
中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
(2)先进行内型内腔加工工序，后进行外形加工工序。
(3)在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
(4)以相同定位、夹紧方式或用同一把刀具加工的工序，
最好接连进行。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计数控加工工艺路线设计之后，就可进行加工工序设计。
数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、
加工用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹都具体确定下来，为编制加工程序做好准备。
1．确定走刀路线和安排工步顺序走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线的原则主要有：
(1)应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。
(2)应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。
(3)应使数值计算简单：程序段数量少，以减少编程工作量。
(4)刀具的进退刀路线要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀而留下刀痕，也要避免在零件轮廓面上垂直上下走刀而划伤零件表面。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理图 2—14所示的平面零件，为避免铣刀沿法向直接切入零件或切出时在零件轮廓处直接抬刀而留下刀痕，可采用外延法。图 2—15所示为铣削封闭内轮廓表面的情况，可采用内延法。如果内轮廓曲线不允许延伸，刀具只能沿着轮廓曲线的法向切入和切出，那么刀具的切入和切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
1．确定走刀路线和安排工步顺序
(5)应选择零件加工后变形小的路线。对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀或对称去余量法。
(6)注意数控加工工序与普通机床加工工序的衔接。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
2．确定零件的安装方法和选择夹具在确定定位基准与夹紧方案时应注意：
(1)力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
(2)尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹就能加工出全部待加工表面。
(3)避免采用占机人工调整式方案。
数控加工对夹具的基本要求：一是保证夹具本身在机床上安装准确；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸关系。
在选用或设计夹具时，应注意以下几点：
(1)尽量选用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，尽量避免设计专用夹具，必须设计专用夹具时也应力求结构简单。
(2)装卸零件要迅速、方便、可靠，以缩短准备时间。
(3)夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
3．确定对刀点和换刀点对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起始点。由于程序也是从这一点开始，所以对刀点也称为程序起点或起刀点或程序原点。对刀点可以选择零件上某一点，也可以选择零件外 (如夹具上或机床上 )某一点 (图
2—16)。但所选对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系、找正容易、编程方便、对刀误差小、加工时检查方便而且可靠。
对刀精度要求不高时，可直接选用零件上或夹具上的某些表面作为对刀面；对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，
可选用孔的中心作为对刀点。采用增量值编程时，对刀点可选在零件孔的中心上、夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面的交线上；采用绝对值编程时，对刀点可选在机床坐标系的原点上或距原点为确定值的点上。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
3．确定对刀点和换刀点对刀时，采用对刀装臵使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，就是刀具定位的基准点。例如：立铣刀是指刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀是指球头铣刀的球心；车刀和镗刀是指刀头的刀尖等。
对于具有自动换刀装臵的数控机床 (如加工中心、有转塔刀架的车床等 )，由于自动换刀的需要还要设臵换刀点。
换刀点的位臵应根据换刀时刀具不得碰伤零件、夹具和机床的原则来定。换刀点常常设臵在被加工零件的外面，并要有一定的安全量，如图 2—16所示。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
4．选择刀具和确定加工用量数控加工的特点是对刀具的刚性和耐用度较传统加工有更高的要求。在选择刀具时，应根据加工内容、工件材质、
形状、加工余量及与夹具的关系等来决定刀具的种类及式样。
确定刀具后，还要进行刀具预调对刀，通常在对刀仪上分别测出刀具半径值及刀长值 (刀具前端到刀柄校准面的距离 )，
为刀具补偿和自动换刀作准备。然后将刀具规格、尺寸、专用刀具的代号、加工内容等列表，供编程时使用。
加工用量主要指切削速度、切削深度、进给量。对不同的零件材质，有一个最佳的加工用量，即最佳切削参数。
所以加工用量应按最佳切削参数选择，可查数控加工用量手册并结合实践经验来确定。尤其对大零件、稀有金属零件、
贵重零件，编程员应努力摸索出其最佳切削参数。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
5．测量方法的确定一般情况下，数控加工零件尺寸的测量方法与通用机床加工零件尺寸的测量方法没有多大差别。但在特殊情况下，
需在加工中或加工后采用特殊测量工具 (如超声波测厚仪等 )
来进行检测。有时需要在加工中安排几次计划停车，用人工介入的方法进行中间检测，以便随时掌握零件质量情况。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理根据零件图要求，按照已定的加工路线和编程允许误差，计算出数控系统所需的输人数据，称为数学处理或数值计算。具体地说，数学处理就是计算出零件轮廓上或刀具刀位点 (中心 )轨迹上一些点的坐标数据、增量数据。
数学处理的内容繁简悬殊甚大。点位控制系统只需进行简单的尺寸计算，而轮廓控制系统则复杂得多。不同的轮廓系统的编程计算差别也很大，如两坐标联动的比多坐标联动的编程计算简单。所以当零件的形状比较复杂以至采用两轴联动的方法不能加工时，通常采用自动编程。或者采用工程中常用的曲线、曲面和曲线、曲面拟合 (求通过给定点的曲线或曲面的过程 )的多轴联动数控加工计算方法，进行计算机辅助计算。下面简介平面轮廓零件编程的数值计算。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
1．编程的允许误差编程中的误差△ 程 由三部分组成，即△ 逼,△ 插,△ 圆,
△ 程 = f (△ 逼,△ 插,△ 圆 )
式中 △ 逼 ——采用近似计算方法逼近列表曲线、曲面轮廓时所产生的逼近误差；
△ 插 ——采用直线段或圆弧段插补逼近零件轮廓曲线时产生的误差；
△ 圆 ——数据处理中为满足分辨率 (最小设定单位 )的要求，进行数据圆整 (四舍五入 )产生的误差。
零件图上给出的公差，只有一小部分允许分配给△ 程,一般取△ 程 =(0.1～ 0.2)零件公差。
要想缩小编程误差△ 程,就要增加插补段，而减小△ 逼 将增加数值计算等编程的工作量。
所以，合理的选择△ 程 是编程中的重要问题之一。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
2．基点坐标的计算通常把零件轮廓的各个几何元素间的连接点 (交点或切点 )称为基点，如两直线的交点、直线与圆弧的切点或交点、
圆弧与圆弧的切点或交点、圆弧与二次曲线的切点或交点等。
大多数零件轮廓由直线和圆弧段组成，这类零件的基点计算较简单，用零件图上已知尺寸数值就可计算出基点坐标，如若不能，可用联立方程求解法求出基点坐标。
3．节点坐标的计算
CNC系统一般都具有直线和圆弧插补功能，当加工非圆曲线轮廓时，常用直线或圆弧段逼近。这种人为的逼近线段的交点称为节点。编程时要计算出各线段长度和节点坐标值。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
4．刀具中心轨迹的计算现代数控系统具有完善的刀具补偿功能。编程时，只要计算出零件轮廓上的基点和节点坐标值或增量值，给出有关的刀具补偿指令和刀具补偿值，数控装臵便可自动进行刀具偏移计算，算出所需的刀具中心轨迹坐标值，控制刀具运动。
有的经济型数控系统没有刀具补偿功能，此时应计算出刀具中心轨迹的基点和节点坐标，包括尖角 (拐点 )过渡处的计算，作为编程的输入数据。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
5．辅助计算为编制特定数控机床加工程序还需做辅助计算。不同的数控系统，其辅助计算内容和步骤也不尽相同。
(1)增量计算：用 G91编程时，输入的尺寸字为增量值。对于直线段要计算出直线终点相对其起点的坐标增量值；对于圆弧段要计算出圆弧终点相对起点的坐标增量值和圆弧的圆心相对圆弧起点的坐标增量值 (J,J,K)或圆弧半径 R。
用 G90编程时，直线段可直接用其终点坐标值而不必计算增量值；圆弧段也直接用其终点坐标值，但要计算圆心相对圆弧起点的增量值 (J,J,K)或圆弧半径 R。
(2)脉冲数计算：大多数数控系统均可用小数点编程，即尺寸字的数值是直接输入带小数点的十进制数，数控装臵能自动将其转换为所要求的数据。低档数控系统不具有小数点编程功能，需要将尺寸字的数值除以脉冲当量 (分辨率或最小设定单位 )，换算成脉冲数的形式输入。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
5．辅助计算
(3)辅助程序段的数值计算：由对刀点到切入点的切入程序，
由零件切出点返回到对刀点的返回程序以及尖角过渡程序等属辅助程序段，需计算出辅助程序段所需的尺寸字数值。
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算非圆曲线轮廓零件的种类很多，但不管是哪一类的非圆曲线零件，编程时所做的数学处理是相类似的。一是选择用直线或圆弧段逼近非圆曲线，二是如何计算节点坐标值。
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算常用的计算方法有,等间距法、等弦长法、等误差法和比较迭代法 等。
图 2—17(a)为等间距法，取变量坐标增量 AX相等，然后求出曲线上相应的节点，再将相邻节点连成直线，用这些直线段组成的折线代替原来的廓形曲线。坐标增量△ X取得越小，则△插越小，但节点数增多，程序段也就增多，编程费用高。等间距法的优点是计算较简单。
等弦长法 (见图 2—17(b))是使所有逼近直线段长度相等。
与等间距法相比该方法的程序段数少一些，但当曲线曲率半径变化较大时，所求节点数将增多，所以此法适用于曲线曲率变化不很大的零件廓形。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法 是使逼近直线段与零件廓形的误差相等，此误差为△插。所以此法较上两种方法合理，特别适用于轮廓曲线曲率变化较大且复杂的零件。等误差法见图 2—18。等误差法计算节点坐标的方法如下：
设零件轮廓曲线的数学方程为 y= f (X)。
(1)以起点 a为圆心，以允许的△插误差为半径画允差圆。
其圆方程为
△ =(X - Xa)2+(Y - Ya)2 (2—1)
式中,Xa,Ya为已知的 a点坐标值。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法
(2)作允差圆 (△ 插圆 )与曲线 y= f (X)的公切线 MN，求公切线
MN的斜率 K为
K=(Yn – Ym)/(Xn - Xm)
为求出 Yn,Ym,Xn,Xm，需解下面的方程组：
Yn= f (Xn) (曲线方程 )
(Yn – Ym)/(Xn - Xm) = f?(Xn) (曲线的切线方程 )
Ym = F (Xm) (允差圆方程 )
(Yn – Ym)/(Xn - Xm) = F‘(Xm) (允差圆切线方程 )
式中，允差圆方程表示△插圆的方程，见 (2—1)式。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法
(3)过口点作斜率为 K的直线，得到直线段如，其方程式为
Y -Ya=K(X - Xa)
(4) 求节点 b的坐标，求解方程
Y= f (X) (曲线方程 )
Y= K(X-Xa)+Ya (直线段方程 )
的交点 b(Xb,Yb)的坐标值，即为第一个节点坐标值。
再从 b点开始重复上述步骤，依次求得后续的各节点坐标值。
用等误差法，虽然计算较复杂，但可在保证允许的△插条件下，使程序段数减少。等误差法的不足之处是直线段的连接点 (节点 )处不光滑，采用圆弧段逼近，可以避免这一缺点。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算零件轮廓曲线用 y= f(X)表示，并使圆弧段逼近误差小于或等于△插。常采用相交圆弧法 (如圆弧分割法、三点作圆法等 )
和相切圆弧法 (相邻圆弧段彼此相切 )。采用相切圆弧段逼近法圆弧半径、圆心坐标和节点坐标的计算如下：
(1)基本原理：图 2-19中粗实线表示零件廓形曲线，在曲线的一个计算单元上任选四个点 A,B,C,D，其中 A点为给定的起点。 AD
段 (一个计算单元 )曲线用两个相切圆弧 M和 N逼近。具体地说，
点 A和 B的法线交于 M，点 C和 D的法线交于 N，以点 M和 N为圆心，
以 MA和 ND为半径作两圆弧，则 M和 N圆弧相切于 MN延长线的 G点。
曲线与 M,N圆弧的最大误差分别发生在 B,C两点，应满足的条件是：
两圆弧相切于 G点 |Rm—Rn|=MN (2-2)
满足△插 要求 AM-BM <= △ 插 (2-3)
DN-CN <= △ 插第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。点 A和 B处曲线的法线方程式为
(X—XA)一 kA(y—YA)=0
(X—XB)一 kB(y—YB)=0
式中,kA,kB为曲线在点 A和 B处的斜率,k=dy／ dx。
解上两式得两法线交点,M(圆心 )的坐标为第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。
同理可通过 C,D两点的法线方程求出 N(圆心 )点坐标为第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
②求 B,C,D三点坐标。根据 (2-2)式和 (2-3)式，得第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理式中的 A,B,C,D的 Y坐标值分别由以下公式求出
YA=f(Xa),YB=f(Xb)
YC=f(Xc),YD=f(Xd)
再代人 (2-6)式和 (2-7)式，用迭代法可求出 B,C,D三点坐标值。
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
③求圆心 M,N坐标值和 RM,RN值。将 B,C,D坐标值，代人 (2-4)
式和 (2--5)式即求出圆心 M和 N的坐标值，并由此求出 RM和 RN值。
应该指出的是，在曲线有拐点和凸点时，应将拐点和凸点作为一个计算单元 (每一计算单元为四个点 )的分割点。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
（ 一 ） 常用 G指令
（ 二 ） 常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
1 工件坐标系设定指令 G92
2 绝对值编程指令 G90和增量值编程指令 G91
3 坐标平面选择指令 G17,G18,G19
4 快速点定位指令 G00
5 直线插补指令 G01
6 圆弧插补指令 G02和 G03
7 刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
8 刀具长度补偿指令 G43,G44,G40
9 暂停功能 G04
10 固定循环指令 G80~G89
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
1．工件坐标系设定指令 G92
G92指令用来设定刀具的刀位点在工件坐标系中的坐标值。 G92属于模态指令。
格式,G92 X——Y——Z——LF
格式中的 X——,Y——,Z——为尺寸字，用来指定刀位点在工件坐标系中的初始位臵。有关 G92的详细说明参见本节第五部分中的 (三 )。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
2．绝对值编程指令 G90和增量值编程指令 G91
G90和 G91属于模态指令，详见本节第五部分中的 (三 )。
3．坐标平面选择指令 G17,G18,G19
G17,G18,G19分别用来指定坐标系中的 XY平面,ZX平面,YZ平面，如图 2—20(a)所示，其作用是使数控机床在指定坐标平面上进行插补计算和刀具补偿。
数控铣床和加工中心以 G17为默认状态，如果在 XY坐标平面内进行轮廓加工，那么在程序中可不编入 G17指令。数控车床总是在 ZX平面内进行轮廓加工，在程序段中可不编入 G18指令。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
4．快速点定位指令 G00
GOO指令的功能是要求刀具以点位控制方式从刀具所在位臵以允许的最高速度移动到指定位臵。 G00为模态指令。
G00程序段的点位运动速度和运动轨迹由数控机床生产厂家确定，运动过程中无切削，具有升降速控制。 F功能字对 G00程序段无效。
格式,G00G90（ G91） X Y Z LF
格式中的尺寸字也可以是 A B C 或 U,V,W
(增量值编程时 )。尺寸字的数量表示数控机床允许轴联动的轴数。
若刀具的起点为 A(10,10)，要求快速运动到点 B(40，
30)，则用程序段表示为,G00 G90 X40.0 Y30.0 LF
或表示为,G00 G91 X30.0 Y20.0 LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
5．直线插补指令 G01
G01指令即直线插补指令，其功能是指令刀具相对于工件沿直线插补程序计算出来的直线轨迹，以程序段 F指令给出的进给速度，由某坐标点移动到另一坐标点，运动过程中对工件进行加工，主轴以编程速度旋转。
在执行 G01的程序段中或在前面的程序段中必须编入 F
指令。 G01和 F指令均属模态指令。
格式,G01 X Y Z F LF
或 G18 G01 G91 X Z F LF
或 G19 G01 G90 Y Z F LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令下面是应用 G00,G01编写的数控加工程序实例。
O0005
N01 G92 X0 Y0 LF
N10 G90 COO X10 Y12$600 T01 M03 LF
N20 G01 Y28 F100 LF
N30 X42 LF
N40 Y12 LF
N50 X10 LF
N60 G00 X0 Y0 LF
N70 M05 LF
N80 M02 LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
G02和 G03为圆弧插补指令，亦为模态指令。该指令的功能是使刀具 (或工件 )在给定的坐标平面内沿着圆弧插补程序计算出来的圆弧轨迹，以 F指令给出的速度从起点移动到终点，在运动过程中对工件进行加工，主轴以编程速度旋转。
G02和 G03分别为顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令。 在圆弧插补中，沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看，刀具相对于工件的加工方向是顺时针方向为
G02，逆时针方向为 G03,见图 2-20(a)。图 2-20(b)(c)分别为在数控车床和铣床上加工工件的 G02和 G03示例。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
指令格式：
格式中,X,Y,Z 为圆弧的终点位臵。用 G90时，圆弧的终点坐标为工件坐标系中的圆弧终点坐标值；用 G91时，则为圆弧终点相对起点的增量值。
圆心坐标 I,J,K一般用圆心相对于圆弧起点 (矢量方向指向圆心 )
的矢量在 X,Y,Z坐标的分矢量，且总是为增量值。 R为圆弧半径。如果将 I,J,K中的任意两个的平方和再开方，其值必等于圆弧半径 R，所以可用 R代替 I,J,K。若圆弧的圆心角 ≤ 180°,R为正值；若圆弧的圆心角 >180°,则 R为负值。用 R参数时不描述整圆，对整圆只能用 I,J,K
圆弧插补编程还可用极坐标的圆弧插补指令。
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
图 2—21为圆弧编程示例图，设 A为对刀点，从点 A沿圆 C1,C2,C3至 D点停止，
F为 100。
(1)采用绝对值编程：
①用 I,J编程
G92 G90 X0,0 Y18,0$500 M03 *
G02 X18.0 Y0.0 10.0 J-18.0 F100 *
G03 X68.0 Y0.0 125.0 J0.0 *
G02 X 88.0 Y20.0 I0.0 J20.0 *
M02 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
(1)采用绝对值编程：
②用 R编程
G92 G90 X0.0 Y18.0 S500 M03*
G02 X18.0 Y0.0 R18 F100*
G03 X68.0 Y0.0 R25*
G02 X88.0 Y20.0 R-20 *
M02 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
(2)采用增量值编程：
①用 I,J编程
G92 G90 x0.0 Y18.0 S500 M03*
G91 G02 X18.0 Y-18.0 I0.0 J-18.0 F100 *
G03 X50.0 Y0.0 I25.0 J0.0*
G02 X20.0 Y20.0 I0.0 J20.0 M02*
② 用 R编程
G92 G90 X0.0 Y18.0 S500 M03*
G91 G02 X18.0 Y-18.0 R18.0 F100 *
G03 X50.0 Y0.0 R25.0*
G02 X20.0 Y20.0 R-20 M02*
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
刀具半径补偿是指轮廓加工的刀具半径补偿和程序段间的转接过渡。一般补偿范围为 0～ 999 mm，精度为
0.001～ 0.01 mm，视数控系统的分辨率而定。
B刀具半径补偿 只能实现本程序段内的刀具半径补偿，
而对于程序段间的转接不予处理。
C刀具半径补偿 功能可进行半径补偿和程序段间转接的处理。数控系统所控制的刀具运动轨迹是刀具刀位点的运动轨迹。如立铣刀的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点。
数控装臵根据零件轮廓和刀具半径 R值自动地计算出刀位点的轨迹，并按刀位点轨迹运动，称为刀具半径补偿功能。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
G41,G42,G40的含义与使用如下：
G41—左偏刀具半径补偿，简称左刀补。沿刀具运动方向看 (假设工件不动 )，刀具位于零件左侧时的刀具半径补偿。
G42—右偏刀具半径补偿，简称右刀补。沿刀具运动方向看 (假设工件不动 )，刀具位于零件右侧时的刀具半径补偿。
G40—刀具补偿／刀具偏臵注销。仅用在 G00或 G01程序段中，用 G40则 G41或 G42指令无效，即用 G40程序段消去偏臵值，使刀位点与编程轨迹重合。
使用 G41或 G42，需事先输入刀具半径补偿值。通常用 D
或 H 代表内存刀补表的地址，刀具半径补偿值预先输入相应的刀补表中。 刀具半径补偿的程序格式：刀补建立、
刀补进行和刀补撤销 。具体为第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令由格式中看出,在刀补建立和刀补撤销时只能用 G00或
G01，不能用 G02或 G03；在刀补进行时,G00,G01,G02、
G03都可使用。
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40、
G41,G42
如图 2—22所示，以 0点为对刀点，加工路线为 N2一
N3一 N4一 N5一 N6一 N7。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
(1)按增量值编程：
％ 100 (OFFSET INC)* 程序名及注解
N1 G91 G17 G00 M03* 由 G17指定插补和刀补平面
N2 G41 D01 X20.0 Y10.0* 刀补建立，刀补号为 D01
N3 G01 X0.0 Y40.0 F100* 刀补进行
N4 X30.0 Y0.0*
N5 X0.0 Y-30.0*
N6 X-40.0 Y0.0*
N7 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05 * 用 G40撤销刀补
N8 M30 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
(2)按绝对值编程：
％ 100(OFFSET ABS) *
N1 G54 G90 G17 G00 M03 * 建立坐标系
N2 G41 D01 X20.0 Y10.0 * 刀补建立
N3 G01 Y50.0 F100* 刀补进行
N4 X50.0*
N5 Y20.0*
N6 X10.0*
N7 G00 D00 X0.0 Y0.0 M05 * 用 D00撤销刀补
N8 M30 *
通常 D00或 H00的地址单元中存放零刀补值，故也可用
D00或 H00撤销刀补。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
8．刀具长度补偿指令 G43,G44和 G40
刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向 (Z方向 )的补偿。
它可使刀具在 Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，
即,实际位移量 =程序给定值 ± 补偿值式中，两个代数数值相加 (―+‖)称正偏臵，用 G43指令表示；相减 (―-‖)称负偏臵，用 G44指令表示。
格式为,G43 Z D *
G44 Z D *
给定的程序值与输入的补偿值都可正可负 (+Z方向为正，
-Z方向为负 )，根据需要选取。 G43,G44的撤销指令仍用 G40。
采用 G43,G44指令后，编程人员可按假定的刀具长度进行编程。在加工过程中，若刀具长度发生了变化或自动更换刀具，
则不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假定值之差预先输至相应 D存储器的刀补表中即可。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
8．刀具长度补偿指令 G43,G44和 G40
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令图 2—23所示 G43的刀具长度在刀补表中的值为正，程序值为负；而 G44的刀具长度在刀补表中值为正，程序值为负。
（一）常用 G指令
9．暂停 (延迟 )功能 G04
G04为非模态指令。用作使刀具作短时间的无进给光整加工，用于车糟、镗平面、锪孔等场合。
格式,G04 X LF或 G04 U LF或 G04 P LF
格式中,X,U,P为地址，其后为停留时间 (0.001～
99999.999s)或工件转数，视具体机床而定。如 G04X10.0为延时 10 s； G04 X5为工件空转 5转。值得注意的是，使用 P
时其后的数字为整数，标定的时间为 ms，如 G04 P10000指令延时 10 s。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
10．固定循环指令 G80-G89
在数控机床上加工零件，可将一些典型的加 211-1-_序，
如钻孔、镗孔、深孔钻削、攻丝、车螺纹等，编制成 一连串的顺序程序，用一个 G代码来代表,预先存放在存储器中，
读到此代码时，系统能自动循环工作。用固定循环指令可大大简化编程。固定循环指令的含义和格式详见手工编程举例。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
G00和 G01指令使用举例在下面的图形中,箭头的方向表示刀具运动方向,刀具的进给速度为 100mm/min。 刀具首先从原点出发,最后回到原点,虚线部分表示用 G00指令移动 。
O 20 50
20
50
1
2 3
4
X
Y
使用绝对值（ G90）指令编程
%
O0001（ G00— G01） ；
N10 G90G54G00X20.Y20.S1000M03； [0— 1]
N20 G01 Y50,F100 ; [1— 2]
N30 X50,; [2— 3]
N40 Y20,; [3— 4]
N50 X20,; [4— 1]
N60 G00Z100.
N70 X0Y0； [1— 0]
N80 G91G28Z0M05；
N90 M30；
%
O 2 0 5 0
20
50
1
2 3
4
X
Y
使用增量值（ G91）指令编程
%
O0002（ G00— G01）
N10 G91G54G00X20.Y20.S1000M03； [0— 1]
N20 G01 Y30,F100 ; [1— 2]
N30 X30,; [2— 3]
N40 Y-30,; [3— 4]
N50 X-30,; [4— 1]
N60 G00Z100.
N70 X-20.0Y-20.0； [1— 0]
N80 G91G28Z0M05；
N90 M30；
％
O 20 50
20
50
1
2 3
4
X
Y
G00指令和 G01指令使用注意事项
⑴ 一般情况下,数控机床的三个坐标轴的快速移动速度是不同的,所以当数控系统执行 G00指令时,刀具的运动轨迹不一定是直线；
⑵ 建议不在 G00指令后面同时指定三个坐标轴,先移动 Z
轴,然后再移动 X,Y轴,如：
G00 Z100.；
G00X0 Y0；
⑶ 有些数控系统要求在执行 G01指令之前,必须用 S指令和 M指令指定主轴的旋转方向和转速,否则数控机床不产生任何运动；
⑷ 在使用 G01指令时必须指定 F代码,否则数控系统会发出报警；
G00,G01指令练习如下图所示,要求刀具从工件坐标系的原点出发,加工完成之后再回到原点 。 顺时针方向走刀,进给速度为
F100,用 G90模式和 G91模式各编一个程序 。
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0
60
50
40
30
20
10
X
Y
O
（三）圆弧插补指令 G02和 G03
所谓的圆弧插补就是控制数控机床在各坐标平面内执行圆弧运动,将工件切削出圆弧轮廓 。
圆弧插补有两种类型 G02和 G03,顺时针方向切削的为 G02,逆时针方向切削的为 G03,如下图所示：
G 0 2 （ CW ） G 0 3 （ C C W ）
1,圆弧插补指令 G02及 G03的格式
(1）平面选择是指在那个坐标平面内进行圆弧插补，各 G代码功能为：
G17—— X— Y平面
G18—— Z— X平面
G19—— Y—Z平面
⑵ 旋转方向是指刀具前进的方向 。 各 G代码功能为：
G02—— 顺时针方向
G03—— 逆时针方向
G17
G18
G19
R
I_J_
I_K_
J_K_
平面选择
+
G02
G03
旋转方向
+ +
半径圆弧中心
+
进给速度
F_
终点位置
X_Y_
Z_X_
Y_Z_
⑶ 圆弧终点位置是指刀具切削的圆弧最后那一点
① 在 G90状态下,是指 X,Y,Z中的两个坐标在工件坐标系中的终点位置 。
② 在 G91状态下,是指 X,Y,Z中的两个坐标从起点到终点的增量距离 。
⑷ 圆弧中心 I,J,K,R的含义分别为,
I,从起点到圆心的矢量在 X方向的分量 。
J,从起点到圆心的矢量在 Y方向的分量 。
K,从起点到圆心的矢量在 Z方向的分量 。
R,圆弧半径 。
2,I,J,K指令的使用下面我们用一个例子来说明 I,J,K具体的使用方法 。
在下面的例子中,刀具的起始点在 A点,圆弧半径为 R30，
圆弧中心的坐标为 （ 10,10） 。
A
B
I
J
（圆弧起点）
（圆弧终点）
中心
Y
X
10 20 40
40
20
10
⑴ 绝对 （ G90） 指令状态
G90 G03 X20.Y40.I-30.J-10.F100 ；
其中 I-30,J-10,是 A点 （ 圆弧起点 ） 到圆弧中心的矢量在
X,Y方向上的分量 。
⑵ 增量 （ G91） 指令状态
G91 G03 X-20,Y20.I-30,J-10,F100;
其中 I-30,J-10,是 A点 （ 圆弧起点 ） 到圆弧中心的矢量在
X,Y方向上的分量 。
从上面的例子可以看出在切削圆弧时,无论是在 G90
状态,还是在 G91状态下,I,J的数值都使用增量值 。 K
的使用方法和 I,J使用方法相同 。
3,圆弧半径 R指令当进行圆弧插补时,I,J,K指令可以直接用半径指令 R来代替,其指令格式及使用方法我们用下面的例子来说明 。 B ( 圆弧终点）
2 0 7 0
70
20
R 5 0A （圆弧起点）
X
Y
在上图中我们要加工一个从 A点加工到 B点的圆弧,
其中圆弧半径用 R指令来指定,程序如下：
⑴ 绝对 （ G90） 指令
G90 G02 X70.Y20,R50,F100 ;
X70.Y20,是 B点的坐标值；
R50.为圆弧半径；
⑵ 增量 （ G91） 指令
G91 G02 X50.Y-50.R50.F100 ；
X50.Y-50,是 A点到 B点的坐标增量；
R50,圆弧半径；
4,整圆插补时 I,J,K的使用进行整圆插补时,编程时必须使用 I,J,K指令来指定圆弧中心 。 如果使用半径 R指令进行整圆插补,则系统认为是 0度圆弧,刀具将不做任何运动 。
例如：顺时针方向切削一个半径 40的整圆时
（ 1） 从 A点开始顺时针整圆切削绝对指令编程：
G90 G02 X0 Y40 J－ 40,F100 ；
（ 2） 从 B点开始顺时针整圆切削绝对指令编程：
G90 G02 X40 Y0 I－ 40,F100 ；
如果上面的程序段写成 G90 G02 X40 Y0 R40时,那么刀具将不做任何切削运动 。
Y
A
B
X
R 4 0
5,圆弧插补指令使用注意事项
⑴ 在圆弧插补时，必须有平面选择指令；
⑵平面选择指令中除了 G17可以省略外,G18,G19都不能省略；
⑶在使用圆弧插补指令时必须指定进给速度 F；
⑷ I,J,K的数值永远是增量值；
⑸整圆切削时，不能用 R来指定圆弧半径，只能用 I,J,K来指定；
⑹如果在同一个程序段中同时指定了 I,J,K和 R，只有 R有效,I,J，
K 指令被忽略；
⑺在进行圆弧插补编程时,X0,Y0,Z0和 I0,J0,K0均可省略；
⑻如果用指令 R来指定圆弧半径时，当圆弧角度小于或等于 180度时,R
值为正；当圆弧角度大于 180度小于 360度时,R值为负。
G90 G02 X70,Y20,R－ 50,F100；
70
20
20 70
X
Y
R50
起点终点例题,刀具起始点为坐标原点，其终点也是原点，走刀方向为顺时针，进给速度为 F100。
％
O1234（ G00-G01-G02-G03） ；
N10 G90G54G17G00X0Y0S1000M03;
N20 X-60.Y-40.;
N30 G01X-60.Y0F100;
N40 G02X0Y60.I60.;
N50 G01X40.Y0;
N60 G02X0Y-40.I-40.;
N70 G01X-60.Y-40.;
N80 G00Z100.M05;
N90 G00X0Y0;
N100 M30;
％
-40
40-60
60
N1N2
N3
N4
N5
N6
N7
R40
R60
X
Y
G00,G01,G02,G03指令使用练习从原点出发顺时针方向走刀，最后回到原点。切削进给速度为 F100，圆弧中心使用 I,J编程。
Y
X
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0
60
50
40
30
20
10
刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓相重合，而需要与被加工轮廓偏置一个刀具半径值 R的距离，只有这样才能加工出与图纸上一致的零件轮廓。我们管这种偏置功能叫做刀具半径补偿。 刀具半径补偿的范围为 0~999 mm，
精度为 0.001~0.01mm。
刀具半径补偿分为 B刀具半径补偿和 C刀具半径补偿。
B补偿只能实现本程序段内的刀具半径补偿，而对程序段间的过渡不进行处理。 C补偿不仅能实现本程序段内的刀具半径补偿，而且能够自动处理两个程序段之间的过渡 形式。
1,G40,G41,G42指令在 ISO标准中,使用 G40,G41,G42三个指令来进行刀具半径补偿的设定与取消 。 G40,G41和 G42指令均为模态 G代码 。 其中：
G41：左偏刀具补偿,简称左补偿 。 所谓的左补偿就是沿着刀具运动方向看 （ 假设工件不动 ）,刀具在工件的左侧 。
G42,右偏刀具补偿,简称右补偿 。 就是沿着刀具前进的方向看,刀具在工件的右侧 。
G40：刀具补偿注销 。
刀具前进方向刀具中心轨迹刀具中心向右偏移值工件刀具前进方向刀具中心轨迹刀具向左偏移值工件
（ 1） G41,G42指令格式
G41,G42的指令格式如下：
其中用 G17,G18,G19来选择补偿平面 。 D__代表偏置寄存器的地址,刀具半径补偿值是预先输入到内存中的 。 例如刀具的半径值是
5mm,则先把 5输入到偏置寄存器中,使用时用地址 D__调用 。
偏置量的范围：
1,mm输入时,0～ 999.999mm
2,inch输入时,0～ 99.9999inch
D00的偏置量总是零 。 故对 D00不设定偏置量 。
G
G
G
17
18
19
G
G
00
01
G
G
41
42
X Y
Z X
Y Z
_ _
_ _
_ _
D—
（ 2） G40指令格式
G40指令格式如下,
G40的作用是取消刀具半径补偿，使刀具中心的运动轨迹与编程轨迹重合。
G
G
G
17
18
19
G
G
00
01
X Y
Z X
Y Z
_ _
_ _
_ _
G40
（ 3）刀具半径补偿使用说明
O0002（ BIT） ；
N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 ；
N20 S1000 M03 ；
N30 G41 X20,Y10,D01 ； 刀补建立
N40 G01 Y50,F100；
N50 X50.； 刀补进行
N60 Y20.；
N70 X10,；
N80 G40 G00 X0 Y0 M05 ； 刀补取消
N90 M30 ；
从上面可以看出，刀具半径补偿分三个阶段：刀补建立、刀补进行及刀补撤消 。
N2
10 20 30 40 50
50
40
30
20
10
X
Y
N3
N4
N5
N6
用三个程序段来说明刀补建立时必须满足的条件。
在刀补建立阶段必须满足以下五个条件：
在程序中必须包含有 G41或 G42指令；
在补偿平面内有不为零的轴运动指令，如,X20.,Y30.等；
在程序中包含有不是 D00的补偿代号；
必须指定补偿平面（ G17,G18,G19）；
刀补建立时 的插补指令必须是 G00或 G01，而不能是 G02或 G03指令 。
N1 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03 ；
N2 G41 X20,Y10,D01 ；
N3 G01 Y50,F100 ；
（ 1） （ 2） （ 3）
（ 4） （ 5）
刀具长度补偿指令 G43,G44,G49
刀具长度补偿一般用于刀具轴向（ Z方向）补偿。它可以使刀具在 Z方向上实际位移量大于或小于程序给定值。
实际位移量 = 程序给定值 ± 补偿值刀具长度补偿指令的使用格式为,
1,偏置方向
G43 ----正向偏置
G44 ----负向偏置
G43
G44
Z__ H__ ；
2,偏置量的指定用 H代码指定偏置号 。 通过偏置号把存贮在偏置存贮器中的偏置量调出来与程序中的坐标值进行加减运算以达到补偿刀具长度的目的 。 G43时为加,G44时为减 。
在 FANUC系统中,H代码的范围是 H01～ H99。
偏置量的设定范围如下：
mm输入时为 0～ 999.999mm
inch输入时为 0～ 99.9999inch
H00偏置量固定为零 。
3,取消刀具长度补 偿 — G49
G49为取消刀具长度补偿指令,也可以使用 H00来取消刀具长度补偿 。 当在 G43或 G44模式下,如果指定了 G49或
H00,刀具长度补偿将被取消 。
4,刀具长度补偿指令使用举例
%
O1500（ Length offset）；
N10 G91G28Z0M05；
N20 T1；
N30 M6；
N40 G90G54G00X0Y0S1000M03；
N50 G43Z100.H01;
N60 Z3.0M08;
N70 G01Z-10.F100;
N80 X100.Y0.;
N90 G00Z100.M09;
N100 G91G28Z0M05;
N110 G49;
N120 M6;
N130 M30;
%
暂停功能 G04
G04为非模态指令。它的作用是使刀具作短时间的无进给光整加工，用于车槽、镗孔等场合。
G04指令的格式如下：
G04 X——；
G04 P——；
式中 X,P为地址符，其后为暂停时间。在 FANUC系统中，地址 X后面的数字单位为秒，例如 G04X10.;表示暂停 10秒。地址 P后面的数字单位为毫秒，例如 G04P1000
表示暂停 1秒。另外地址 P后面的数字不能使用小数点。
固定循环指令 G80~G89
用数控机床加工零件，一些典型的加工程序，如钻孔、
镗孔、攻螺纹等，将这些典型的动作编制成一连串的顺序程序，用一个 G代码来表示，预先存放在存储器中。用固定循环指令可大大简化编程。在 FANUC系统中，部分固定循环指令用 G81~G89，撤消用 G80。
钻孔循环指令 —G81
G81X_ Y_ Z_ R_ F_ ;
其中 X_Y_为钻孔位置的坐标值； Z为钻孔深度； R为参考点位置，所谓参考点就是刀具由初始位置快速接近加工表面的距离； F表示进给速度。
1．程序停止指令 M00,暂停在完成编有 MOO指令的程序段的其他指令后，主轴停止、
进给停止、冷却液关断、程序停止执行。按启动按钮、程序接着执行。带有 MOO的程序段中可以不编入坐标数据。
加工中需停机检查、测量零件或手工换刀和交接班等，
可使用 MOO指令。
2．计划停止指令 M01,受控暂停
M01与 MOO的功能相似。两者惟一不同的是 M01指令只有控制面板上的,选择停开关,处于接通状态时，才起作用。
3．主轴控制指令 M03,M04,M05
M03,M04,M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止转动。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
4．换刀指令 M06
M06为手动或自动换刀指令。不包括刀具选择，选刀用
T功能指令。也可自动关闭冷却液和停主轴。
自动换刀的一种情况是由刀架转位实现的 (如数控车床和转塔钻床 )，它要求刀具调整好后安装在转塔刀架上，换刀指令可实现主轴停止、刀架脱开、转位等动作。另一种情况是用,机械手一刀库,来实现换刀 (如加工中心 )，换刀过程分为换刀和选刀两类动作，换刀用 M06，选刀用 T功能指令。
手动换刀指令 M06用来显示待换刀号。对显示换刀号的数控机床，换刀由手动实现。程序中应安排计划停止指令
M01，且安臵换刀点，手动换刀后再启动机床开始工作。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
5．冷却液控制指令 M07,M08,M09
M07--2号冷却液开。用于雾状冷却液开。
M08--1号冷却液开。用于液状冷却液开。
M09--冷却液关。注销 M07,M08,M50和 M51(M50,M51为 3
号,4号冷却液开 )。
6．夹紧、松开指令 M10,M11
M10,M11分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧、
松开。
7．主轴及冷却液控制指令 M13,M14
M13—主轴顺时针方向转动并冷却液开。
M14—主轴逆时针方向转动并冷却液开。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
8．进给率范围选择指令 M36,M37
M36—进给范围 1。
M37—进给范围 2。
9．主轴转速范围选择 M38,M39
M38—主轴转速范围 1。
M39—主轴转速范围 2。
10．程序结束指令 M02,M30
M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装臵和机床复位。
M30指令除完成 M02指令功能外，还包括将纸带卷回到
,程序开始,字符，或使环形纸带越过接头，或转换到第 2
台读带机，或使存储器中的 加工程序返回到初始状态 。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令主轴控制指令 M03,M04,M05
⒈ M03的功能是控制主轴顺时针方向转动，与 S代码一起使用。 S1000M03表示主轴以 1000转 /min的速度顺时针方向旋转。
⒉ M04的功能是控制主轴逆时针方向转动，与 S代码一起使用。 S1000M04表示主轴以 1000转 /min的速度逆时针方向旋转。
⒊ M05的功能是控制主轴停止转动。
换刀指令 M06
M06为自动换刀指令，与 T功能指令一起使用。在 FANUC系统中，指令换刀有两种方式：固定顺序和随机方式两种。
固定顺序方式：
N10 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N20 T__; 指定第一把刀
N30 M06; 把第一把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序
N50 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N60 M06; 把第一把刀放回刀库原位置
N70 T__; 指定第二把刀
N80 M06; 把第二把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序这种换刀方式的好处是从那里取出的刀，再放回到那儿，不会混乱。
缺点是换刀速度慢。
随机方式：
N10 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N20 T__; 指定第一把刀
N30 M06; 把第一把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序
N50 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N60 T__; 指定第二把刀
N70 M06; 把第一把刀放到第二把刀所在的刀库同时把第二把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序这种换刀方式的好处是换刀速度快，效率高；缺点是刀库中的刀具容易弄混。
冷却液控制指令 M07,M08,M09
M07的功能是开 2号冷却液，此种方式的冷却液为雾状，
冷却效果比较好。
M08的功能是开 1号冷却液，此种方式的冷却液为液状。
M09的功能是注销 M07,M08
N10 G91G28Z0M05；
N20 T1；
N30 M06；
N40 G90G00G54X0Y0S1200M03；
N50 G43Z100.H01;
N60 Z2.M08; 接近工件表面之后打开冷却液
… …
N80 G00Z10.M09; 刚离开工件表面就关掉冷却液程序结束指令 M02,M30
M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，
使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装置和机床复位。
M30指令除完成 M02的指令功能外，还包括将纸带卷回到“程序开始”字符。
M02和 M30位于数控程序的最后一个程序段，单独位于一行。
O1000；
N10 G80G40G49M05；
N20 G91G28Z0；
… …
N100 M30(M02);
(1)在一个程序段中，根据图纸上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。
(2)由于被加工零件的径向尺寸在图纸上多以直径值表示，
所以为了方便编程和增加程序的可读性，用绝对值编程时，
x以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附以方向符号 (正向符号可以省略 )。
(3)为提高零件的径向尺寸精度，数控车床的 x向的最小输入当量 (脉冲当量 )取 z向的一半。
(4)由于车削加工常用棒料或锻件作为毛坯，加工余量较大，
所以为简化编程，数控系统常具有不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。
(5)为提高刀具寿命和零件的表面质量，车刀刀尖常为一个半径不大的圆弧，称为圆头刀。数控车床一般都具有刀具半径自动补偿功能 (G41,G42)，因此当采用圆头刀加工时，
可直接按零件轮廓尺寸编程。对不具有刀具半径补偿功能的数控车床，编程时需先计算补偿量。
(6)换刀点一般选在程序原点处，同时应注意换刀点应选择在零件外的安全位臵。
第二节 数控车床的程序编制一,数控车床的编程特点
(1)首先应进行仔细的工艺分析和周密的工艺设计，以提高加工精度和生产率。
(2)根据加工批量等情况，确定采用自动换刀或手动换刀。若采用自动换刀，则应选好换刀点、安排好选刀和换刀指令。
(3)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写在刀具卡片中，以便操作者及时修改刀具补偿参数。
(4)尽可能将各工序内容安排到子程序中，而主程序主要完成换刀和子程序调用，以便于检查和调试程序。
第三节 加工中心的程序编制一,加工中心的编程特点加工如图 2-40所示的平面零件，零件的厚度为 30 mm选零件加工起始点坐标为,X0.0，
Y90.0,Z-5.0。加工路线如图中虚线所示，所用铣刀为 T10，其刀具补偿号为 D10(刀具长度尺寸值和刀具半径为
14.0 mm，在加工前已放人 D10中 )。
第三节 加工中心的程序编制加工中心编程实例零件加工程序如下：
％ 90
N9000 G54 G00 G90 D10 X0.0 Y90.0 Z-5.0 LF
N9001 G01 G41 G17 X30.0 Y90.0 F500 S56 M03 LF
N9002 G91 X30.0 Y30.0 LF
N9003 G02 X30.0 Y-30.0 10.0 J-30.0 LF
N9004 G01 X30.0 Y0.0 LF
N9005 G02 X30.0 Y30.0 130.0 J0.0 LF
N9006 G01 X-15.0 Y-30.0 LF
N9007 X15.0 Y-30.0 LF
N9008 X-30.0 Y 0.0 LF
N9009 X-30.0 Y-30.0 LF
N9010 X-45.0 Y30.0 LF
N9011 X-15.0 Y30.0 LF
N9012 G40 G90 X0.0 Y90.0 LF
N9013 M30 LF
此例假设刀具已选好并装到主轴上，故在程序中没有编人选刀和换刀指令的程序段。
第三节 加工中心的程序编制加工中心编程实例
1953年，美国麻省理工学院伺服机构试验室就开始研究数控自动编程,1955年公布了 APT系统 (Automatically Programmed
Tools System),1959年开始用于生产。后来又出现 APT-Ⅱ( 平面曲线编程 ),APT-Ⅲ(3 ～ 5坐标立体曲面编程 ),APT-Ⅳ( 自由曲面编程 )，后又发展到 APT-V。
最初出现的自动编程系统为语言输入方式的自动编程系统。
对于这种编程系统，编程人 员使用规定的语言编写零件源程序，将其输入到计算机 (编程机 )中，计算机 (编程机 )便自动进行处理，生成刀位数据 (刀具中心运动轨迹 )，编写出零件加工程序，制作穿孔纸带或存盘。
后来又出现了图形交互式自动编程系统。
自动编程的特点就是编程的工作主要由计算机完成。随着数控加工技术的迅速发展,对编程技术的要求也越来越高，不仅要求能解决形状复杂零件的编程，而且要求编程的速度快、精度高，并便于检查，所以采用自动编程技术是必然的发展方向。
第四节 数控加工自动编程简介一,概述自动编程技术发展至今，形成了很多种类型。但从广泛使用的角度来看，主要有以下两大类：
数控语言自动编程系统最具代表性的就是 APT语言。
人机对话式自动编程系统它也叫图形交互式自动编程系统。
第四节 数控加工自动编程简介二,自动编程分类数控语言自动编程系统数控语言自动编程系统的一般处理流程如下图所示。
从流程图中可以看出，数控语言自动编程系统主要由零件源程序和编译软件组成。
零件图零件源程序翻译计算后臵处理通用计算机编译程序
（软件程序）
加 工程序单纸 带
APT语言自动编程的数控语言是一种描述零件几何形状和刀具相对工件运动的一种特定的符号,APT语言是最典型的一种数控语言。 APT是 Automatically Programmed Tools 的缩写。
APT是词汇式语言，它的优点是：零件源程序编制容易、数控程序制作时间短、可靠性高，可自动诊断错误、
能描述图形的数学关系、用户易于二次开发。
缺点是：只能处理几何形状的信息，不能自动处理走刀顺序、刀具形式及尺寸、切削用量等工艺要求；系统大而全，给一般的用户带来不变；
数控语言自动编程系统软件的总体结构数控语言自动编程系统软件由前臵处理程序和后臵处理程序组成。
1.前臵处理程序 根据零件加工的走刀路线，计算出加工零件各几何元素之间的基点及节点坐标形成刀位文件
(CLD)。
2,后臵处理程序 把刀位文件翻译成数控机床能够识别数控加工程序。 不同的数控系统，它的后臵处理程序也不同。
图形交互式自动编程，是一种直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的计算机辅助编程技术，它通常是以计算机辅助设计（ CAD）软件为基础的专用软件来实现的。
图形交互式自动编程系统的步骤为：
零件图纸及加工工艺分析；
几何造型（ CAD模块）；
刀位点轨迹计算及生成（ CAM模块）；
模拟仿真；
后臵处理；
程序输出。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理图形交互式自动编程系统采用图形输人方式，通过激活屏幕上的相应选单，利用系统提供的图形生成和编辑功能，将零件的几何图形输入到计算机，完成零件造型。
同时以人机交互方式指定要加工的零件部位、加工方式和加工方向，输入相应的加工工艺参数，通过软件系统的处理自动生成刀具路径文件，并动态显示刀具运动的加工轨迹，生成适合指定数控系统的数控加工程序。最后通过通信接口或软盘，把数控加工程序送给机床数控系统。
图形交互式自动编程系统具有交互性好，直观性强，
运行速度快，便于修改和检查，使用方便，容易掌握等特点。因此，图形交互式自动编程已成为国内外流行的 CAD
／ CAM软件所普遍采用的数控编程方法。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
1．构造几何图形图形交互式自动编程系统，可通过三种方法获取和建立零件几何模型：
(1)软件本身提供的 CAD设计模块。
(2)其他 CAD／ CAM系统生成的图形，通过标准图形转换接口，
转换成编程系统的图形格式。
(3)三坐标测量机数据或三维多层扫描数据。
2．产生和编辑刀具路径产生刀具路径的基本过程为：
(1)首先确定加工类型 (轮廓、点位、挖槽或曲面加工 )，用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。
(2)选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工预留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。
(3)编程系统根据零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过计算、处理，生成刀具运动轨迹数据，即刀位文件。
刀位文件与采用的数控系统无关，是一个中性文件，因此通常称产生刀具路径的过程为前臵处理。
要得到正确、高效的刀具轨迹，编程人员除了能够熟练使用 CAD／ CAM软件外，还应熟悉生产现场情况，并具有全面的工艺知识和丰富的加工经验。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
3．校验刀具路径刀具轨迹生成后，需在计算机上进行加工过程的模拟即仿真，以仔细了解刀具运动情况，确定刀具轨迹的正确性和合理性。一些软件的加工模拟主要是检查加工过程中刀具和零件之间空间位臵关系，没有考虑零件 (或毛坯 )的实际尺寸、零件的装夹情况以及机床的运动空间等，在使用时应结合实际情况进行判断。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
4．后臵处理后臵处理的目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，不同数控系统所规定的指令及格式不尽相同。为此，自动编程系统通常提供多种专用或通用的后臵处理文件，以便将生成的刀位文件转变为各种数控系统的数控加工程序。
目前，绝大多数优秀的 CAD／ CAM软件提供开放式的通用后臵处理文件。使用者可以根据自己的需要打开文件，按照希望输出的数控加工程序格式，修改文件中相关内容。这种通用后臵处理文件，只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。
后臵处理的正向操作是将刀具轨迹数据文件转换为数控加工程序。反之，当需要把数控加工程序转换为刀具轨迹数据文件时，可以使用相关服务命令加以实现。这项功能可以用来对外来数控加工程序进行加工模拟检查。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
1,Pro／ Engineer
Pro／ Engineer软件是美国 PTC公司开发的 CAD／ CAM软件，在我国也有较多用户。它是一种最典型的采用面向对象的统一数据库和全参数化实体造型的软件，可工作在工作站和 UNIX操作环境下，也可以运行在微机的 Windows环境下。 Pro／ Engineer包括从产品的概念设计、详细设计、
工程图、工程分析、模具，直至数控加工的产品开发全过程。
(1) Pro／ Engineer CAD功能。 Pro／ Engineer CAD主要具有简单零件设计、
装配设计、设计文档 (绘图 )和复杂曲面的造型等功能；具有从产品模型生成模具模型的所有功能。可直接从实体模型生成全关联的工程视图，
包括尺寸标注、公差、注释等。还提供三坐标测量仪的软件接口，可将扫描数据拟合成曲面，完成曲面光顺和修改。提供图形标准数据库交换接口，还提供 Pro／ E与 CATIA软件的图形直接交换接口。
(2) Pro／ Engineer CAM功能。它主要具有提供车削加工,2～ 5轴铣削加工、
电火花线切割、激光切割等功能。加工模块能自动识别零件毛坯和成品的特征。当特征发生修改时，系统能自动修改加工轨迹。 20,0版本能提供最佳刀具轨迹控制和智能化刀具轨迹创建，允许编程人员控制整体的刀具轨迹直到最细节的部分。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
2,UG
Unigraphics(UG)是美国 EDS公司发布的 CAD／ CAE／ CAM一体化软件。广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械及模具等领域。国内外已有许多科研院所和厂家选择 UG作为企业的 CAD／ CAM系统。 UG可以运行在工作站和微机,UNIX或
Windows操作环境下。
(1) UG的 CAD功能。 UG提供给用户一个灵活的复合建模，包括实体建模、曲面建模、
线框建模和基于特征的参数建模。无论装配图还是零件图设计，都从三维实体造型开始，可视化程度很高。三维实体生成后，可自动生成二维视图，如三视图、轴侧图、剖视图等。其三维 CAD是参数化的，一个零件尺寸的修改，可使相关零件产生相应的变化。 UG具有多种图形文件接口。
该软件还具有人机交互方式下的有限元解算程序，可以进行应变、应力及位移分析。对二维、三维机构可进行复杂的运动学分析和设计仿真。
(2) UG的 CAM功能。 UG的 CAM是一个功能强劲的、实用的、柔性的 CAM系统。它能提供 2-4轴车削加工，具有粗车、多次走刀、精车、车沟槽、车螺纹和中心钻孔等功能；提供 2～ 5轴或更高的铣削加工，如型芯和型腔铣削；提供粗切单个或多个型腔，沿任意形状切去大量毛坯材料以及加工出型芯的全部功能，这些功能对加工模具和冷冲模特别有用。
UG具有多种图形文件接口，可用于复杂形体的造型设计，特别适合大型企业和研究单位使用。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
Master CAM由美国 CNC软件公司开发，是一种应用广泛的中低档 CAD／ CAM软件，是目前世界上安装套数最多的 CAD／ CAM系统。
V5.0以上版本运行于 Windows或 Windows NT下。
Master CAM可应用于工程图的绘制,2-5坐标的镗铣加工、车削加工,2-4坐标的切割加工、钣金下料、火焰切割等。
Master CAM的主要特点与功能有：
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
（ 1）具有较高的绘图 (CAD)功能：
① 有良好的中文对话式功能表。
② 可做多视窗分割，并可由任意视角预先观看。
③ 可做 2D和 3D尺寸标注及注解，并可绘制工程图纸。
④ 可做 3D变化直径螺旋线，曲线可直接投影于多重曲面上，曲线可延伸，
可熔接两曲线，可沿曲面边界产生曲线，可沿曲面法向产生投影线。
⑤ 可绘制 True Type的所有字型。
⑥ 可绘制举升 (Loft)、昆氏 (Coons)、直纹 (Ruled)、旋转 (Revolve)、扫描 (Sweep)、牵引 (Draft)等曲面。
⑦ 可对两曲面做熔接 (Blend)、变化倒圆角曲面 (Fillet)，曲面补正
(Offset)，曲面修剪延伸 (Trim／ extend)，曲面倒圆角。
⑧ 曲面可做效果逼真的色彩渲染。
⑨ 图形的转换功能，包括镜像、等比例和不等比例缩放、平移旋转、补正等。
⑩ 具有 Undo及 Undelete功能等。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(2) 图挡转换功能。可将如同 Auto CAD,CADKEY,Mi—CAD等其他 CAD绘图软件绘制好的零件图形，经由一些标准或特定的转换挡，像 IGES挡,DXF挡,CADL挡等，转换至 Master
CAM系统内。还可用 BASIC,FORTRAN,PASCAL或 C语言等设计，
并经由 ASCII挡转换至 Master CAM中。反之亦可。
(3)CAM功能。该软件具有较强的 CAM功能，包括：
①具有 2-5坐标的加工功能。
②可用于曲面上雕刻文字图形。
③可设定材料库及刀具库，并自动计算切削条件。
④具有过切检测功能。
⑤刀具路径可编辑、修改、转换 (如镜像、比例缩放、平移、旋转等 )。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(4)仿真与分析：
①可动态模拟刀具运动路径。
②可控制模拟速度。
③可定义素材形状，设定刀具不同颜色。
④可实体切削模拟，并可测量实际切削完成后成品的各处坐标位臵，可计算出实际加工时间。
⑤计算并分析图素。
(5)后臵处理：
① Master CAM提供 400种以上后臵处理程序，如 FANUC,AB,Siemens，
Fadal,Cincin—natit等，以适用于各种不同型号的数控系统。
②可反转不同系统的 NC程序成刀具路径，并进行切削模拟。
③可产生加工报表，其内容包括刀具的加工顺序、加工时间、切削说明及切削条件等。
④可连接数控机床，做一般 NC程序传输及 DNC边传边做之控制。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(6) C-HOOK开放式架构系统。图形交互式数控自动编程系统的几何造型主要有两大类：一类是实体造型，另一类是线框架造型。线框架造型通常是以非制式 B样条为模型，以线素方式定义几何造型，是以曲面建模技术与数控加工相结合为基础而发展起来的 CAD／ CAM软件。
①可自行撰写组合程序功能。
②有完整的 3rd party支援架构第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介
4,CAXA制造工程师
,CAXA制造工程师,软件是北京北航海尔软件有限公司开发的具有自主知识版权的 CAD／ CAM软件。
(1)CAXA的 CAD功能主要有：
①提供线框造型、曲面造型方法来生成 3D图形。
②采用 NI爪 BS非均匀 B样条造型技术，能更精确地描述零件形体。
③有多种方法来构建复杂曲面，包括扫描、放样、拉伸、导动、等距、边界网格等。
④对曲面的编辑方法有任意裁剪、过渡、拉伸、变形、相交、
拼接等。
⑤可生成真实感图形。
⑥具有 DXF和 IGES图形数据交换接口。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介
4,CAXA制造工程师
(2)CAXA的 CAM功能主要有：
①支持车削加工，如轮廓粗车、精车、切槽、钻中心孑 L、车螺纹。
②可以对轨迹的各种参数进行修改，以生成新的加工轨迹。
③支持线切割加工，如快、慢走丝切割。
④可输出 G代码的后臵格式。
⑤支持 2～ 5轴铣削加工，提供轮廓、区域,3--5轴加工。
⑥允许区域内有任意形状和数量的岛，分别指定区域边界和岛的起模斜度，自动进行分层加工。
⑦针对叶轮、叶片类零件提供 4～ 5轴加工。
⑧支持钻削加工。
该系统提供丰富的工艺控制参数，多种加工方式 (如粗加工、参数线加工、限制线加工、复杂曲线加工、曲面区域加工、曲面轮廓加工 )，
刀具干涉检查，动感仿真，数控代码反读，后臵处理等功能。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介习 题
P16,1,2,4
P76-77,4,5,11,20
1 数控加工的特点：
内容具体工艺严密工序集中
2 编程的含义根据零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、确定机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和数控机床能够识别的语言编写数控加工程序的全过程叫做加工程序编制。
设计、工艺? 数控加工程序
3 编程的作用保证数控机床的有效应用第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法内容,零件加工程序编制是从零件图纸到制备出合格的零件加工程序控制介质的全过程。
方法,程序编制方法可以分为手工编程和自动编程两大类。
手工编程是指编制零件加工程序的过程主要由人工完成。
自动编程是指编程过程主要由计算机辅助完成，故自动编程又称计算机辅助编程。
手工编程的适用范围任何一种编程方法都有它的局限性和一定的适用范围。
根据多年的实际经验，工程技术人员总结出手工编程的适用范围如下：
⑴加工程序简单
⑵几何形状不太复杂零件；
⑶加工程序不长零件；
⑷编程过程中所需计算比较简单的零件；
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法自动编程的适用范围
⒈ 形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线表面的零件；
⒉零件几何元素虽不复杂，但加工程序太长的零件；
⒊在不具备刀具半径自动补偿功能的机床上要进行轮廓铣削时，编程要按刀具中心轨迹进行，如果用手工编程，计算相当繁琐，程序量大、浪费时间、出错率高，有时甚至不能编出加工程序，此时必须用自动编程的方法来编制零件的加工程序 ;
⒋ 联动轴数超过两轴以上的加工程序的编制。
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法手工编程的内容和步骤：
确定零件的数控加工适应性
确定工艺过程
计算加工轨迹尺寸
编写加工程序清单
制作控制介质
程序的校验和试切
数控加工工艺技术文件的定型与归档第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法手工编程的内容和步骤：
（一）确定零件的数控加工适应性
1,适应类
通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容。
通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。
通用机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，
可在数控机床上进行加工。
2,不适应类
需要通过较长时间占机调整的加工内容，如毛坯的粗加工。
必须按专用工装协调的孔及其它加工内容。主要原因是采集编程用的数据有困难，协调效果也不一定理想。
不能在一次安装中加工完成的其它零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床加工。
生产批量大的零件。
（二）确定工艺过程
1.审查与分析零件图纸中的尺寸标注方法是否适合数控加工的特点。对数控加工来说,最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。
2.审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是否充分。在审查与分析图纸时，一定要仔细认真，看是否有构成零件轮廓的几何元素不充分或模糊不清的问题。
3.审查与分析定位基准的可靠性 。数控加工工艺特别强调定位基准，尤其是正反两面都采用数控加工的零件，以同一基准定位就十分必要。
工艺处理的主要任务就是,
– 确定走刀路线和安排工步顺序 ;
– 确定定位基准与夹紧方案 ;
– 选择夹具 ;
– 选择刀具 ;
– 确定对刀点和换刀点 ;
– 确定测量方法 ;
– 确定加工用量。
（二）确定工艺过程
（三）计算加工轨迹尺寸 --对零件图形进行数学处理根据零件图和确定的走刀路线来进行一些必要的数学处理，
主要包括：
计算出走刀轨迹和每个程序段所需数据；
基点坐标的计算；
基点就是指相邻几何元素的交点和切点。
节点坐标的计算；
对非圆曲线需要用小直线段或圆弧段逼近，这些小直线段或圆弧段与非圆曲线的交点或切点叫做节点。
（四）编写加工程序清单根据走刀路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控机床的加工指令和程序格式，逐段编写加工程序单。
加工程序单主要有两种形式：
在计算机上，用字处理软件或文本编辑器编写，以文本文件的形式保存。
直接记录在纸上。
用计算机编写的加工程序单修改和保存都比较方便。
（五）按程序单制作控制介质控制介质就是记录零件加工程序信息的载体。常见的控制介质有：
穿孔纸带
磁带
磁盘制作控制介质就是将程序 单上的内容用标准代码纪录到控制介质上。
现在大部分的数控机床都具有与计算机进行数据交换的通信接口，例如 RS232,RS422、网卡等，所以编制的数控程序可以直接传输到数控机床里而不需制作控制介质。
现在穿孔纸带已基本不使用 。
（六）程序的校验与试切手工编程采用的程序校验手段有：
通过穿孔机的穿复校功能检验穿孔带是否有误
人工对数控程序进行检查
把数控程序输入，然后利用机床锁住坐标轴运动的功能对数控进行检查（数控装臵具有轨迹显示功能时）
利用机床空运行功能对数控程序进行检查
利用数控加工模拟软件对数控程序进行检查
利用塑料或木材进行试切加工
（七）数控加工工艺技术文件的定型与归档数控加工工艺文件的形式：
1,数控加工工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡不同之处是草图中应标明编程原点与对刀点,要进行编程简要说明及切削参数的选定。
2,数控加工程序说明卡数控加工程序说明卡主要内容有,
(1) 所用数控设备型号及控制机 (数控系统 )型号 ;
(2) 对刀点及允许的对刀误差 ;
(3) 工件相对于机床的坐标方向及位臵 ;
(4) 镜像加工使用的对称轴 ;
(5) 使用刀具的规格型号以及刀具号补偿量等 ;
(6) 加工程序、加工内容的顺序 ;
(7) 子程序说明 ;
(8) 特殊说明 ;
自动编程 自动编程又叫计算机辅助编程。它是借助计算机代替人，自动完成零件程序编制过程中的大部分工作。语言输入式自动编程的工作过程如图 2—3所示。
第一节 数控加工程序编制基础二,数控编程的内容和方法第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码在国际上有两种数字控制代码标准
ISO(International Standard Organization)
国际标准化组织标准
EIA(Electronic Industries Association)
美国电子工业协会标准我国根据 ISO代码制定了,数控机床用七单位编码字符集,部颁标准 JB3050—1982,它与 ISO一 840代码标准等效。
代码是表示信息的符号体系。数控用的信息，如字母、
数字和符号等，用二进制数编码表示，也可用纸带上一行孔来表示。我国国标数控代码如表 2-l所示，它较 ISO一
840多,*”,,,,,,·‖,,；,,,=‖五个符号。它符合国际标准的信息处理、信息交换用 ASCII码。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
b7 O 0 0 0 1 1 1 1
b6 0 0 1 1 0 0 1 l
b5 0 1 0 1 0 1 0 1
b4 b3 b2 b1 列行
0 1 2 3 4 5 6 7
0 0 0 0 0 NUL SP 0 P
0 0 0 1 1 1 A Q
0 0 1 0 2 2 B R
0 0 1 1 3 3 C S
0 1 0 0 4 4 D T
0 1 0 1 5 % 5 E U
0 1 1 0 6 6 F V
0 1 1 1 7 7 G W
1 0 0 0 8 BS ( 8 H X
1 0 0 1 9 HT EM ) 9 I Y
1 0 1 0 10 LF(NL) * J Z
1 0 1 1 1l + K
1 1 0 0 12,L
1 l 0 1 13 CR - M
1 1 1 0 14,N
1 1 1 1 15 / O DEL
数控机床用字符编码表穿孔纸带穿孔纸带也称控制带或简称纸带，是数控机床常用的控制介质之一。国标 GB8870-88规定纸带宽度为 25.4mm，
每一行有 8个代码孔，用来记录数字、字母或符号信息，有孔表示二进制的,1‖，无孔表示二进制的,0‖。穿孔带内还有一条与带边平行的中导孔道（小孔），它的作用是制带和读带时的导向孔，同时用作读带的同步孔，也称同步孔。中导孔和代码孔的尺寸和位置必须符合 GB1990-1980
的规定。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
ISO和 EIA代码的穿孔带表示方法如图所示。
ISO代码与 EIA代码的比较
1,ISO代码为七位二进制编码,EIA为六位（不包括奇偶校验位），因而 ISO代码的信息量比 EIA代码大一倍。
2,ISO代码比 EIA代码的编码规律性强，容易识别。 ISO数字码在第 5,6列均有孔，地址码第 7列有孔，符号码第六列有孔，这些规律为程序的输入、译码带来方便。
3,ISO代码为偶数码，第 8列为补偶位，而 EIA代码为奇数码，
第 5列为补奇位。
4,ISO代码的编码与 ASCII码相同，计算机通常采用 ASCII码进行信息交换、屏幕显示、打印机打印等，使得数控机床使用的 ISO代码就具有易于与计算机配合的优点。
第一节 数控加工程序编制基础三、程序编制代码
（ 一 ） 零件加工程序格式
开始符 （ ISO,%,EIA,ER）
程序头：程序名 （ FANUC系统中,O+数字 ）
程序体,程序段
程序尾：结束指令,M02或 M30
程序结束符
% 程序开始符
O1000 ; 程序名
N10 G80G49G40M05; 程序主体
N20G91G28Z0; （ 程序主体由若干程序段组成 ）
……
N100 M30; 程序结束指令
% 程序结束符第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式加工程序组成在数控加工程序中主要包含有刀具位移指令、切削参数
（刀具转速、进给速度等）以及一些辅助功能控制指令（冷却液的开关、刀具的交换等）。
% 程序开始符
O1000（ BIT）； 程序头
N10 G91G28Z0M05； 回到换刀位臵
N20 T1（ ENDMILL-10mm）；指定使用的刀具
N30 M6； 换刀
N40 S1000M03 指定刀具转速（切削速度）
N50 G90G54G00X0Y0； 刀具位移指令及数据
N60 G43Z2.0H01M08 M08为打开冷却液
N70 G01Z-10.F100； F100指定进给速度
N80 G01X100.Y0.F300； 刀具位移数据
N90 M30； M30程序结束指令
% 程序结束符以下为某数控车床的轴加工程序：
％
O0001
N10 G96 S180 T0101；
N20 M04；
M30 M08；
N40 G00 X62.0 Z5.0;
N50 G71 P60 Q80 U0.2 W0.1 D2.O F02;
N60 COO X30.0;
N70 C01 Z-15.0 F0.15;
N80 XL6U,U Z-30.0;
N90 G00 X200.O Z100.0 T0100;
N100 M30；
％
该加工程序由程序编号 O0001,9个程序段组成的程序内容和 M30(程序结束指令 )三部分组成。程序段结束符用分号表示。
常规加工程序按开始符 (单列一段 )、程序名 (单列一段 )、程序主体和程序结束指令 (一般单列一段 )、程序结束符的顺序组成。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在 ISO代码中用％，在 EIA代码中用 ER。程序名给用户使用、存储和检索程序等带来方便。程序名的形式由数控系统决定，
通常有两种形式：一种是以规定的英文字母 (多用 O或 P或％ )为首、后跟若干位数字组成 (两位或四位 )；另一种是由英文字母、数字或英文、数字混合组成，中间还可加入,一,号，例如,LC30-FIANGE-215-3。
程序结束指令可用 M02(程序结束 )或者 M30(纸带结束 )。现代数控机床一般均使用存储器中的加工程序进行加工，执行完程序主体后，由 M02或
M30指令停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。有些数控系统 (机床 )M02和 M30是完全等效的，而有些数控系统有区别，用 M02则自动运行结束后光标停在程序结束处，而用 M30则自动运行后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，按启动按钮就可以再次运行程序。 M02和 M30允许与其他程序段合用，但最好还是将其单列为一个程序段。
程序主体由若干程序段组成。程序主体也可采用主程序和子程序的结构形式，或采用宏程序结构形式。
加工程序,由若干程序段组成程序段,由程序字组成，指令机床完成某一动作程序字,规定次序的字符组，英文字符（地址符） +数字顺序号字，准备功能字，尺寸字，进给功能字，
主轴转速功能字，刀具功能字，辅助功能字第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（二）程序段程序段是可以作为一个单位来处理的连续的字组,它实际是数控加工程序中的一句 。 多数数控程序段是用来指令机床完成 （ 执行 ） 某一动作 。 程序的主体是由若干个程序段组成的 。
在书写时,每一个程序段单独占用一行 。 每个程序段中所使用的字的个数原则上没有限制 。 每一个程序段的结尾处必须用程序段结束代码来分隔 。 在 ISO标准中用 EOB（ End Of Block ）
符号；在 EIA标准中用 LF符号 。 在 Fanuc系统中使用,；,来作为程序段结束符号 。 下面的五行程序就是五个程序段 。
N10 G40G49G80M05；
N20 G91G28Z0；
N30 T1；
N40 M06；
N50 G90G54G00X0Y0S1000M03；
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（三）程序段格式程序段格式是指程序段中字,字符和数据的安排规则 。
程序段格式主要有：
⒈ 固定顺序格式；
⒉ 分隔符程序段格式 （ HT或 TAB） ；
⒊ 字地址可变程序段格式,它又称为字地址格式 。
固定顺序格式和分隔符程序段格式现在已不使用 。 在字地址可变程序段格式中,程序字长是不固定的,程序字的个数也是可变的,程序字的顺序是任意排列的 。 例如程序段,G80G40G49”与,G49G40G80”的作用是完全相同的 。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式程序段格式中所用符号含义符 号 意 义 位臵（ JB3050-1982）
HT或 TAB 分隔符 0/9
LF或 NL 程序段结束 0/10
% 程序开始 2/5
（ 控制暂停 2/8
） 控制恢复 2/9
+ 正号 2/11
- 负号 2/13
/ 跳过任选程序段 2/15
,对准功能 3/10
BS 返回 0/8
EM 纸带终了 1/9
DEL 注销 7/15
（四）程序字及其七种功能类型程序字（ Word）是机床数字控制的专用术语。它的定义是：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、
传递和操作 。例如 X50,M03等都是程序字。
常规加工程序中的字都是由一个英文字符和随后的若干位 10进制数字组成。这个英文字符称为地址符，国标中规定的地址符的含义见表 2-3。
程序字按其功能的不同可分为 7种类型：
程序顺序号字 准备功能字 尺寸字进给功能字 主轴转速功能字刀具功能字 辅助功能字第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式表 2-3 地址字符含义字符 位臵 意义 字符 位臵 意义
A 4/1 关于 X轴的角度尺寸 N 4/14 顺序号
B 4/2 关于 Y轴的角度尺寸 O 4/15 程序号
C 4/3 关于 Z轴的角度尺寸 P 5/0 固定循环参数
D 4/4 第二刀具功能 Q 5/1 固定循环参数
E 4/5 第二进给功能 R 5/2 固定循环参数
F 4/6 第一进给功能 S 5/3 主轴速度功能
G 4/7 准备功能 T 5/4 刀具功能
H 4/8 刀具偏臵号 U 5/5 平行 X轴的第二尺寸
I 4/9 X轴分量 V 5/6 平行 Y轴的第二尺寸
J 4/10 Y轴分量 W 5/7 平行 Z轴的第二尺寸
K 4/11 Z轴分量 X 5/8 基本 X尺寸
L 4/12 不指定 Y 5/9 基本 Y尺寸
M 4/13 辅助功能 Z 5/10 基本 Z尺寸
1 顺序号字 N
顺序号字，也叫程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，它的地址符是 N，后续数字一般为 1～ 5位。
顺序号字可以用在主程序、子程序和用户宏程序中。在程序中的程序段前，可以设定顺序号 N，也可以不设定顺序号。
O1234（ MAIN） ; O1200（ SUB）；
N10 G80G40G49M05; N10 G80G40G49M05；
N20 G91G28Z0; N20 G91G28Z0；
N30 T1; N30 G00X0Y0；
N40 M06; N40 M99
顺序号的作用
⑴ 便于人们对程序作校对和检索修改。无论是何种校对，
如有顺序号，可正确、迅速地进行；
⑵便于在图上标注。在加工轨迹图的几何接点处标上相应程序段的顺序号，就可直观地检查程序；
⑶用于加工过程中的光屏显示；
⑷用于程序段复归操作。这是指回到程序的中断处，或加工从程序的中途开始的操作。这种操作必须有顺序号才能进行；
⑸主程序或子程序中用于无条件转向的目标；
⑹用户宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标；
顺序号的使用规则
⑴ 建议不使用 N0作为顺序号。对于能够自动地将输入时没有程序名的程序的第一个程序段的顺序号作为该程序名的数控系统，规定不能使用 N0作为第一程序段的顺序号，因为 0是不允许作为程序名的；
⑵ 地址符 N后面的数字应为正整数，所以最小顺序号是 N1；
⑶ 地址符 N与数字间、数字与数字间一般不允许有空格；
⑷ 顺序号的数字可以不连续使用，如第一行用 N10、第二行用
N20、第三行用 N30是允许的；
⑸ 顺序号的数字不一定要从小到大使用，如第一行用 N10、第二行用 N2也是允许的；
⑹ 顺序号不是程序段的必用字，即可以使用顺序号也可以不使用顺序号；
⑺ 对于整个程序，可以每个程序段都设顺序号，也可以只在部分程序段中设顺序号，还可以在整个程序中全不设顺序号；
2 准备功能字 G
准备功能字的地址符是 G,所以又称 G功能或 G指令 。 它用来指令机床或控制系统的工作方式,为数控系统的插补运算作好准备 。 所以在程序段中 G功能字一般位于尺寸字的前面 。
多数数控机床 G指令的前臵,0‖允许省略,如 G4实际是 G04
的简写 。 G功能字国际上已制订了 IS01056-1975(E)国际标准,
我国依据它制订了 JB3208—1983部颁标准 。
在国标中,准备功能字由地址符 G和后续两位正整数表示,
从 G00～ G99共 100个 。
2 准备功能字 G
在国标中,G代码被分成不同的组,在同一个程序段中可以指定不同组的 G代码 。 有两种 G代码：模态 G代码和非模态 G
代码 。 所谓 模态 G代码 是指一经指定一直有效,直到出现同组的其它 G代码为止 。 非模态 G代码 是指仅在指定的程序段内有效,每次使用时,都必须指定 。
不同的数控系统的 G代码的含义不一定相同,所以在使用时要特别加以注意 。
2．准备功能字 G
在标准中有不指定和永不指定的 G指令。不指定的 G指令，
在将来本标准的修订本中可能规定其功能。永不指定的 G指令，即便将来修订标准也不再指定其含义，这一部分指令可供数控机床制造厂家自行规定其含义，但必须在详细格式分类中加以说明。
国际际准是世界各国应遵守的标准，国家标准应符合国际标准，国内各相关企业应遵守国标。我国现有的中、
高档数控系统大部分是从日本、德国、美国等国进口的，
它们的 G指令的功能相差甚大，而国内生产数控系统的厂家有的也没有完全遵守国标，造成现在国际上实际使用的 G功能字的标准化程度低，给用户带来不便，用户在编程时必须遵照每台数控机床的说明书。将日本法那科、美国辛辛那提和美国 A－ B公司生产的数控系统的 G指令与 JB3208-
1983相比较得知：只有 G01-G04,G17-G19,G40～ G42的含义基本相同； G90～ G92,G94～ G97的含义在多数系统内相同。
FANUC系统中常用 G代码表代 码 功 能 模 态 组 别
G00 点定位 模态
G01 直线插补 模态
G02 顺时针圆弧插补 模态
G03 逆时针圆弧插补 模态
G04 暂停指令 非模态
G17 XY平面选择 模态
G18 ZX平面选择 模态
G19 YZ平面选择 模态
3．尺寸字尺寸字也称尺寸指令。尺寸字在程序段中主要用来指令机床刀具运动到达的坐标位臵。
表示暂停时间等控制的指令也列入其中。尺寸字是用规定的地址符及后续的带正、负号或带正、负号又有小数点的多位十进制数组成。用得较多的地址符有三组：第一组是 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R，主要用来指令到达点坐标值或距离，有些地址符例如 X还可用于在 G04之后指定暂停时间；第二组是 A,B,C,D,E，主要用来指令到达点的角度坐标；第三组是 I,J,K，主要用来指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标尺寸。尺寸字中地址符的使用虽然有一定规律，符合国际有关标准，但是各系统往往还有一些差别，
例如日本法那科有些系统用 P指令暂停时间、用 R指令圆弧半径等。
3．尺寸字尺寸字可使用国际单位制，也可使用英制，可以用准备功能字加以选择，例如，日本法那科诸系统用 G22
／ G21、美国 A-B公司诸系统用 G71／ G70切换；也有一些系统用参数设定来选择国际单位制或英制。尺寸字中数值的具体单位，当采用国际单位制时一般用 1 um,10um
和 1 mm；采用英制时常用 O.0001 in和 0.001 in。选择何种单位，通常用参数设定。现代数控系统在尺寸字中允许使用小数点编程，有的允许在同一程序中有小数点和无小数点的指令混合使用，给用户带来方便。无小数点的尺寸字指令的坐标长度等于数控机床设定单位与尺寸字中后续数字的乘积。例如，当采用国际单位制时，
若设定单位为 1um,Y向尺寸为 360 mm,则应写成 Y360，
或 Y360000
4．进给功能字进给功能字的地址符用 F，所以又称为 F功能或 F指令。其功能是指令切削的进给速度。 现代 CNC机床一般都能使用直接指定方式 (也称直接指定码 )，即可用 F后的数字直接指定进给速度，
为用户编程带来方便。这就说明在进给速度范围内实现了无级变速。在低档 (经济型 )数控系统中多数还采用代码法来指定进给速度,F代码数是有限制的。 F代码法不具有直接指定法的直观和方便的优点，每种 F代码表示多少进给速度需要看详细格式分类规定或查表。
F代码法指令的进给速度为有级变速系统。 F代码法常用时间倒数法和几何级数法。
4．进给功能字时间倒数法 亦称,进给速率数,指定法，常用 FRN(Feed-rate
number)表示。
在直线插补且与主轴速度无关时，矢量运动的速度可用执行程序的时间倒数表示，其值等于向量速度除以刀具轨迹的向量距离在圆弧插补时，该进给指令值等于形成圆弧的速率 (rad／ min)，
即轨迹的进给率除以该圆弧的半径 (mm)。
直线插补,FRN=1／ T 或 FRN=v／ L
圆弧插补,FRN=θ ／ T 或 FRN=v／ R
式中,FRN——进给速率数；
v--进给速率 (mm／ min)；
L--矢量距离 (mm)；
T--时间 (min)；
θ --圆弧角度 (rad)；
R--圆弧半径 (mm)；
时间倒数法给定进给速率数的单位是 1／ min，并用 G93选择此种给定法。注意，抛物线插补不用这种速度给定法。此种方法可用 3位或 4位代码表示。
4．进给功能字进给速度的几何级数法也称等比级数法，或称 2位代码法。 2
位代码为十进制，即 F00～ F99共 100个等级。进给速度是按几何级数随着 F代码数的增加而增加，例如进给速度值为公比 ( )的等比级数，速度值的计算方法是：以 () 为底，以 2位代码为幂次。
进给速度的进给量单位用 G94和 G95指定。 G94表示进给速度与主轴速度无关的每分钟进给量，单位为 mm／ min或 in／ min，进给仅用在回转运动时的单位为 rad／ min。 G95表示与主轴速度有关的主轴每转进给量，单位为 mm／ r或 in／ r，如用在切螺纹、攻丝或套扣的进给速度单位，用 G95指定。
5．主轴转速功能字地址符使用 S，所以又称为 S功能或 S指令。主要用来指定主轴转速或速度，单位为 r／ min或 mm／ min。 现代数控机床其主轴转速采用直接指定方式，例如 S1500表示主轴转速为 1500r／ min。
有些数控机床采用机电结合的方法进行调速，即需加入几挡齿轮变速。对于这种数控机床需由辅助功能指令 (M指令 )来变齿轮挡，主轴转速由 S指令和 M指令配合进行指定。
现代数控车床都有使切削线速度保持不变的恒线速切削功能。
这意味着在切削过程中，如果切削部位的回转直径不断变化，那么主轴转速也要不断地作相应变化。此时 S指令用来指定车削加工的线速度数，在程序中用 G96或 G97指令配合 S指令加以指定。
G96为恒线速控制指令，如 G96S200表示切削速度为 200 m／ min；
G97S2000表示注销 G96主轴转速为 2000 r／ min。
6．刀具功能字刀具功能字用地址符 T及随后的代码化数字表示，所以也称为 T
功能或 T指令。它主要用来选择刀具。对于数控车床,T的后续数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。
数控车床的刀具功能字,T之后的代码化数字可分为 2,4,6
位三种。 T后为 2位数字时，一般前位数字代表刀具 (位 )号，后位数字代表刀具长度补偿号，与刀补拨盘号或屏幕刀补显示位臵号对应。当后位数为 0时，表示刀具 X,Z向的补偿均为零，相当于撤销补偿。也有少数数控系统规定 T后面的两位数字既表示刀具号又表示刀补号，如 T10，表示选择 10号刀、长度补偿号也是 10。 T后随 4位数字的形式用得较多。如日本法那科数控系统 T的前两位数用来选择刀具 (位 )的号，后两位既是刀具长度补偿号又是刀尖圆弧自动补偿号。例如,T0103代表选用 1号刀及 3号刀具长度和刀具半径补偿号。刀具长度和刀具半径的补偿值应到 3号刀补单元中去查找和修改。也可以配用 G40(注销刀具补偿 )其 T的后两位数只代表刀具长度补偿号。有的法那科数控系统 T的后两位只具有刀具长度补偿，其后两位数也只代表刀具长度补偿号。 T后随 6位数字代码，通常是用两位数代表选择的刀具 (位 )号，两位数代表刀尖圆弧半径补偿号，两位数代表刀具长度补偿号。
6．刀具功能字通常在刀具补偿号 00中存放零补偿值，所以无论 T是 4位还是 6位码，若刀具补偿号为 00，则表示取消刀具补偿。
数控铣床和加工中心的刀具功能 比车床复杂。加工中心的共同点是刀具号用 T的后续数字指定,T后的数字一般为 1-4位，
只有少数系统指 X,Z向刀具长度补偿号。多数系统换刀使用
M06和 T指令，如 M06 T07表示将原来使用的刀换成 7号刀。
铣削加工的刀补分三个坐标方向和一个刀具半径补偿，通常用刀补的 G指令和 H或 D地址符及随后的偏移 (值 )号进行，同样 H00或 D00对应的偏臵值为零，即注销刀补。
7．辅助功能字辅助功能字由 M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为 M功能或 M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。
例如，主轴的启、停、冷却液通、断，更换刀具等。
与 G指令一样,M指令已有国际标准和国家标准。我国根据
IS01056—1975(E)制订了部颁标准 JB3208—1983。它所规定的
MOO至 M99的功能见附录，同样，在代码中已有规定、不指定和永不指定三类代码。
M指令也存在标准化低的问题,JB3208—1983与美国辛辛那提公司的 850系统、美国 A-B公司的 8400MP系统、日本法那科公司的 6T-B系统相比较,MOO～ M05及 M30的含义是一致的，
M06～ M11以及 M13,M14的含义基本一致，其余的 M指令的差别很大。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（五）．主程序、子程序主程序即加工程序，子程序是可以用适当的机床控制指令调用的一段加工程序。子程序的形式和组成与主程序大体相同，由子程序号 (名 )，子程序主体，子程序结束指令组成，
并返回主程序。主程序和子程序的关系如下：
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（五）．主程序、子程序用 M98调用子程序，用 M99结束子程序 并返回主程序，子程序被调用了二次。
同一零件中或多个零件中，几何形状、尺寸、加工要求完全一致的加工内容，可编入子程序，供主程序调用，并可多次重复调用。
采用此种程序结构可使编程变得简单、明了，减少许多不必要的重复劳动并可节省存储器容量。
主程序可以调用子程序，子程序也可以调用另外的子程序，称为子程序嵌套。不同的数控系统子程序嵌套的次数也不相同。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（六） 主程序、用户宏程序现代数控机床的数控加工程序中可使用用户宏 (程序 )。 将一群命令所构成的功能，像子程序一样登录在内存中，所登录的一群命令称为用户宏程序或用户宏主体，简称用户宏 (Custom
Macro)。 将用户宏用一个命令作为代表，称为用户宏命令，或称宏调用命令，执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。例如 FANUCll-MEA-4型数控系统用 G65作为宏调用：
主程序 用户宏； O 9011
G65 P9011 A1015； ；； X#1 Y#4
在加工程序的主程序中，用 G65P9011调用用户宏程序
O9 011，并且用实际参数 A1015对用户宏中的变量赋值,#1=10、
#4=5(A代表 #1,I代表 #4)。而在用户宏中未知量用变量 #l及 #4
来代表。
第一节 数控加工程序编制基础四、零件加工程序结构与格式
（六） 主程序、用户宏程序用户宏的最大特征是：
①可以在用户宏中使用变量；
②可以使用演算式、转向语句及多种函数；
③可以用用户宏命令对变量进行赋值。
数控机床采用成组技术进行零件加工，可扩大批量、
减少编程量、提高经济效益。在成组加工中，将零件进行分类。在加工只是尺寸不同的同一类零件时，使用用户宏，
只需将此零件的实际尺寸数值用用户宏命令赋与变量即可。
数控机床的坐标系的规定是一个非常重要的问题。在数控加工及数控编程过程中，我们经常要使用坐标系统，其中机床坐标系和工件坐标系是经常使用的。机床坐标系和工件坐标系两者之间存在关系，正确地理解机床坐标系与工件坐标系，对数控加工与数控编程是非常必要的。
关于数控机床坐标和运动方向的命名，我国已有
JB3052—1982部颁标准，它等效 IS0841-1974。
1,数控机床的坐标系标准
2,根据坐标系的标准确定坐标轴的方法
3,数控机床的坐标系统以及其关系第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（一）坐标和运动方向命名原则数控机床的标准坐标系采用右手直角坐标系，也叫笛卡尔坐标系。基本坐标为 X,Y,Z直角坐标，对应每个坐标轴的旋转运动符号为 A,B,C。
机床坐标轴的命名方法如下图所示，右手的拇指、食指和中指相互垂直，其三个手指所指的方向分别为 X轴,Y
轴和 Z轴的正方向。
数控机床的加工运动主要是刀具与工件间的相对运动，
数控机床坐标系是假定刀具相对工件移动确定的。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
1,Z轴的确定一般是选取产生切削力的轴向方向作为 Z轴方向。对于有主轴的机床，以机床主轴线方向作为 Z轴的正方向。
对于没有主轴的机床，则以装卡工件的工作台面相垂直的直线作为 Z轴方向。规定刀具远离工件的方向作为 Z轴的正方向。
2,X轴的确定
X轴一般位于与工件安装面相平行的水平面内 。 对于机床主轴带动工件旋转的机床,如车床,磨床等,则在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为 X轴,且刀具远离主轴轴线方向为 X轴的正方向 。
对于机床主轴带动刀具旋转的机床,当主轴是水平的,
如卧式加工中心等,由主轴向工件看,X轴正方向指向右侧；当主轴是垂直于地面的,如立式加工中心等,选定主轴右侧方向为 X轴正方向 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
3,Y轴的确定
Y轴方向根据已选定的 Z,X轴按右手笛卡尔坐标系来确定 。
4,旋转坐标 A,B,C
A,B,C相应地表示其轴线平行于 X,Y,Z的旋转运动 。
A,B,C的正方向,相应地表示在正 X,Y,Z方向上按右手螺旋方向 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
5,附加的坐标如果除 X,Y,Z之外,还有第二组或第三组平行于或不平行于 X,Y,Z 的直线运动,则可分别指定为 U,V,W、
P,Q,R附加坐标 。
如果除 A,B,C之外,还有平行于或不平行于 A,B、
C的第二组 x旋转运动,则可分别指定为 D或 E附加坐标 。
6,主轴旋转运动的方向主轴的顺时针旋转运动方向规定为右螺旋进入工件的方向 。
7,标准坐标系的原点标准坐标系的原点位臵和 A,B,C运动的原点 （ 0°
位臵 ） 可任意选择 。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
（二）坐标轴和运动方向
（三）数控机床的坐标系统
1,机床坐标系和机床零点机床坐标系,机床坐标系是机床上固有的坐标系，它是制造、调整机床的基础，也是建立工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经确定，一般情况下，不允许用户进行变动。
机床零点,机床坐标系的原点 (一般用 M表示 )称为机床零点。机床零点 M是建立其它坐标系的基准。不同的机床，机床的零点的位臵也不同。
第一节 数控加工程序编制基础五、数控机床坐标系与工件坐标系
2,机床参考点机床零点一般不能直接测量，所以在设计机床时就设定一个与机床零点有固定位臵关系的点，这个点叫 机床参考点 （一般用 R表示），通过让机床返回参考点来建立起数控机床的坐标系。
参考点 R是由机床制造厂家定义的一个点,R和 M的坐标位臵关系是固定的，其位臵参数存放在数控系统中。这样只要让机床返回到 R点，就能确定 M点，从而建立起机床坐标系。
参考点 R的位臵是在每个坐标轴上用档块和限位开关精确地预先确定好，参考点 R多位于加工区域的边缘。
在绝对行程测量的控制系统中，不需设定参考点，而在增量行程测量的控制系统中，必须设臵参考点。
在 FANUC系统中用 G28指令来使机床返回参考点，一般情况下，指令格式为 G91G28X0Y0Z0；
3.工件坐标系数控机床坐标系是进行设计和加工的基础，但是利用机床坐标系进行数控编程却不方便，因此往往 选择工件上的某点为坐标原点（一般用 W来表示），平行于机床坐标轴建立一个新坐标系，称为工件坐标系,以方便编程。在进行加工时，通过一些特定的方法测量出工件坐标系零点在机床坐标系里的坐标值，并把这个值输入到数控系统中，
这样就可以建立起工件坐标系与机床坐标系之间的关系。
工件坐标系零点 W选择的原则：
⑴尽量与工件的尺寸基准重合。
⑵让工件图中的尺寸容易换算成坐标值。
⑶零点应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位臵。
工件坐标系的建立，主要是确定零点，有：可设定零点偏臵，可编程零点偏臵和外部零点偏臵。
3.工件坐标系
(1) 可设定零点偏臵指令 G54～ G57：
G54～ G57指令的四个工件坐标系的零点偏臵值，可以通过数控系统的操作面板或通用接口预先存入 G54～ G57对应的存储单元中，在执行程序时，遇到 G54～ G57的指令后就建立了相应的工件坐标系，即将对应的零点偏臵值取出参加计算。 G54是数控系统复位时自动设定状态。
如图 2-10所示的零件，可将工件零点 w对机床零点 M的零点偏臵值 (X=0，
Z=90)存入 G54的相应的存储单元中，编出程序如下：
N10 G00 G54 G90 X0.0 Z2.0 T101 $200 M03*
N15 G01 Z-58.0 F0.2*
N10程序段中的 G54表示建立了工件坐标系，工件坐标系的零点就是工件零点 w,T101为 Φ 20的钻头，主轴转速为 200 r／ min并正转、快速运动到工件坐标系的 X=0.0,Z=2.0位臵。 N15程序段表示以 O.2 mm／ min的进给速度钻 Φ 20的孔。
3.工件坐标系
(2)可编程零点偏臵指令 G58,G59,该指令的格式为
G58 X--Y--Z--*
G59 X--Y--Z--*
G58,G59的功能是将可设定零点偏臵 (G54～ G57)和可编程零点偏臵值相加，建立一个新的工件坐标系，所以也称 G58,G59为变换工件坐标系指令。 在图 2-1l所示的例子中，可设定零点偏臵输入值为 XMWl和
ZMWl，可编程零点偏臵输人值为 XMW2和 ZMW2。总有效零点偏臵为
XMW=XMWl+XMW2
ZMW=ZMWl+ZMW2
编程：
N30…
N35 G54*
N40 G59 X600.0 Y600.0*
3.工件坐标系
(3)外部零点偏臵,来自 PLC(可编程控制器 )的外部零点偏臵。
如果三种零点偏臵均采用了，则采用如下算式：
零点偏臵总和 =可设定零点偏臵 (G54--G57之一 )+可编程零点偏臵 (G58或 G59)+外部零点偏臵对于复杂零件，有时有两个或多个尺寸设计基准，为编程方便，在一个零件的加工程序中可使用多个工件坐标系。
(4)零点偏臵的注销指令 G53,它是按程序段注销零点偏臵，即
G53为非模态指令。例如,N35 G90 G00 G53 X Y *，即注销所有零点偏臵并返回到机床坐标系中的 X Y 规定的位臵。
3.工件坐标系
(5)用 G92指令建立工件坐标系,我国颁布的准备功能 G指令
(JB3208—1983)中，采用 G92指令建立工件坐标系，其指令格式为
G92X——Y——Z——
G92后面的坐标字表示当前刀具刀位点在工件坐标系中的坐标位臵。执行 G92指令，数控装臵便自动将编程值臵人命令位臵寄存器中，数控机床并不产生运动。例如当 G92代码后坐标值为零，则对应坐标轴的当前位臵即为工件 (坐标系 )零点 W；
若其后坐标值为非零，则该非零值就表示坐标轴的当前位臵离开所设臵的工件零点的实际距离。 CRT显示的位臵数据将是以此工件坐标系表示的坐标值，但在系统内部仍以机床坐标系的绝对零点进行位臵计算。
用 G99撤销所设臵的工件零点。
机床回参考零点时撤销 G92的预臵。
4．绝对坐标系与增量 (相对 )坐标系在数控系统中，移动到坐标系特定点的运动可用绝对坐标或增量 (相对 )坐标描述。编写加工程序时，根据数控系统的坐标功能，从编程方便 (即按零件图尺寸标注 )及加工精度等要求出发选用坐标系。
绝对坐标系与增量坐标系可通过 ISO和国标的准备功能指令 G90,G91进行选择。 G90表示输入的尺寸字数值为绝对值,G91表示输入的尺寸字数值为增量值，这个绝对值与增量值的位臵数值就指定了对应坐标系的目标位臵。
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
所有零件廓形点的坐标值均以某一固定坐标原点作为计算起点的坐标系称为绝对坐标系。如图 2-12中 P1～ P9点的描述。例如 P8～ P9的直线段加工尺寸字可写成：
G90 G01 X0.0 Y70.0
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
运动轨迹的终点坐标以其起点坐标计算的坐标系称为增量 (相对 )
坐标系。如果是直线段轮廓，则相当于以直线段的起点 (前段程序的终点 )为坐标原点作平行于工件坐标系各轴的平行线建立一个新坐标系，
称为相对 (增量 )坐标系。如果是圆弧段轮廓，则相当于以圆弧的圆心为坐标原点建立起相对坐标系。如图 2-13中的 P1～ P9点的描述。例如
P8～ P9的直线段尺寸字可写成：
G91 G01 X-70.0 Y0.0
相当于在 P8点建立了一个相对坐标系 XP8Y,P9点的坐标值为 x=-
70.0,y=0.0。
4,绝对值与增量值编程 (G90/G91)
有些数控系统的增量值尺寸不用 G91指令，而是在运动的起点建立平行 X,Y,Z的相对坐标系 U,V,W，其程序用
G01 U——V——W——，与用 G91 G01 X——Y——Z——等效。
在一个零件加工程序中，可以采用绝对值尺寸或者增量值尺寸，或者绝对值和增量值尺寸同时使用。选用绝对坐标系还是相对坐标系编程，与零件图的尺寸标注方法有关。如图 2-12中零件尺寸为基准尺寸标注法，适宜用绝对值尺寸
(G90)，而图 2-13中零件尺寸为链接尺寸（相对尺寸）标注法，
适宜用增量尺寸（ G91）。
绝对值编程 G90例子10
10 60
Y
X
G 9 0 X 6 0,Y 1 0,;
10
10 60
Y
X
G 9 0 X 1 0,Y 1 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 0 X1 0,Y 6 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 0 X1 0,Y 5,;
增量值编程 G91例子
1 0 6 0
10
Y
X
1 0 6 0
10
Y
X
G 9 1 X 5 0,; G 9 1 X - 5 0,;
Y
X
10
5
60
G 9 1 Y 5 5,;
Y
X
10
5
60
G 9 1 Y - 5 5,;
（一）数控加工工艺路线设计数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别是：它仅是数控加工工序的概括，而不是指毛坯到成品的整个工艺过程。因此，在工艺路线设计中一定要全面考虑，瞻前顾后，应注意以下几个问题：
1．工序的划分在划分工序时，一定要根据零件的结构与工艺性、机床的功能、
零件数控加工内容的多少、安装次数及本单位生产组织状况等灵活掌握。通常按下列方法划分工序：
(1)以一次安装、加工作为一道工序。
(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。
(3)以加工部位划分工序。
(4)以粗、精加工划分工序。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理数控加工工艺处理的主要内容为：确定走刀路线和安排工步顺序、
确定定位基准与夹紧方案、选择夹具、选择刀具、确定对刀点和换刀点，
确定测量方法、确定加工用量等。
（一）数控加工工艺路线设计
2．顺序的安排应根据零件结构和毛坯状况、定位与夹紧的需要，重点是以零件的刚性不被破坏来考虑顺序的安排。顺序安排一般应按下列原则进行：
(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，
中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
(2)先进行内型内腔加工工序，后进行外形加工工序。
(3)在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
(4)以相同定位、夹紧方式或用同一把刀具加工的工序，
最好接连进行。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计数控加工工艺路线设计之后，就可进行加工工序设计。
数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、
加工用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹都具体确定下来，为编制加工程序做好准备。
1．确定走刀路线和安排工步顺序走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线的原则主要有：
(1)应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。
(2)应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。
(3)应使数值计算简单：程序段数量少，以减少编程工作量。
(4)刀具的进退刀路线要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀而留下刀痕，也要避免在零件轮廓面上垂直上下走刀而划伤零件表面。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理图 2—14所示的平面零件，为避免铣刀沿法向直接切入零件或切出时在零件轮廓处直接抬刀而留下刀痕，可采用外延法。图 2—15所示为铣削封闭内轮廓表面的情况，可采用内延法。如果内轮廓曲线不允许延伸，刀具只能沿着轮廓曲线的法向切入和切出，那么刀具的切入和切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
1．确定走刀路线和安排工步顺序
(5)应选择零件加工后变形小的路线。对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀或对称去余量法。
(6)注意数控加工工序与普通机床加工工序的衔接。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
2．确定零件的安装方法和选择夹具在确定定位基准与夹紧方案时应注意：
(1)力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
(2)尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹就能加工出全部待加工表面。
(3)避免采用占机人工调整式方案。
数控加工对夹具的基本要求：一是保证夹具本身在机床上安装准确；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸关系。
在选用或设计夹具时，应注意以下几点：
(1)尽量选用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，尽量避免设计专用夹具，必须设计专用夹具时也应力求结构简单。
(2)装卸零件要迅速、方便、可靠，以缩短准备时间。
(3)夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
3．确定对刀点和换刀点对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起始点。由于程序也是从这一点开始，所以对刀点也称为程序起点或起刀点或程序原点。对刀点可以选择零件上某一点，也可以选择零件外 (如夹具上或机床上 )某一点 (图
2—16)。但所选对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系、找正容易、编程方便、对刀误差小、加工时检查方便而且可靠。
对刀精度要求不高时，可直接选用零件上或夹具上的某些表面作为对刀面；对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，
可选用孔的中心作为对刀点。采用增量值编程时，对刀点可选在零件孔的中心上、夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面的交线上；采用绝对值编程时，对刀点可选在机床坐标系的原点上或距原点为确定值的点上。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
3．确定对刀点和换刀点对刀时，采用对刀装臵使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，就是刀具定位的基准点。例如：立铣刀是指刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀是指球头铣刀的球心；车刀和镗刀是指刀头的刀尖等。
对于具有自动换刀装臵的数控机床 (如加工中心、有转塔刀架的车床等 )，由于自动换刀的需要还要设臵换刀点。
换刀点的位臵应根据换刀时刀具不得碰伤零件、夹具和机床的原则来定。换刀点常常设臵在被加工零件的外面，并要有一定的安全量，如图 2—16所示。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
4．选择刀具和确定加工用量数控加工的特点是对刀具的刚性和耐用度较传统加工有更高的要求。在选择刀具时，应根据加工内容、工件材质、
形状、加工余量及与夹具的关系等来决定刀具的种类及式样。
确定刀具后，还要进行刀具预调对刀，通常在对刀仪上分别测出刀具半径值及刀长值 (刀具前端到刀柄校准面的距离 )，
为刀具补偿和自动换刀作准备。然后将刀具规格、尺寸、专用刀具的代号、加工内容等列表，供编程时使用。
加工用量主要指切削速度、切削深度、进给量。对不同的零件材质，有一个最佳的加工用量，即最佳切削参数。
所以加工用量应按最佳切削参数选择，可查数控加工用量手册并结合实践经验来确定。尤其对大零件、稀有金属零件、
贵重零件，编程员应努力摸索出其最佳切削参数。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理
(二 )数控加工工序的设计
5．测量方法的确定一般情况下，数控加工零件尺寸的测量方法与通用机床加工零件尺寸的测量方法没有多大差别。但在特殊情况下，
需在加工中或加工后采用特殊测量工具 (如超声波测厚仪等 )
来进行检测。有时需要在加工中安排几次计划停车，用人工介入的方法进行中间检测，以便随时掌握零件质量情况。
第一节 数控加工程序编制基础六、数控加工的 工艺处理根据零件图要求，按照已定的加工路线和编程允许误差，计算出数控系统所需的输人数据，称为数学处理或数值计算。具体地说，数学处理就是计算出零件轮廓上或刀具刀位点 (中心 )轨迹上一些点的坐标数据、增量数据。
数学处理的内容繁简悬殊甚大。点位控制系统只需进行简单的尺寸计算，而轮廓控制系统则复杂得多。不同的轮廓系统的编程计算差别也很大，如两坐标联动的比多坐标联动的编程计算简单。所以当零件的形状比较复杂以至采用两轴联动的方法不能加工时，通常采用自动编程。或者采用工程中常用的曲线、曲面和曲线、曲面拟合 (求通过给定点的曲线或曲面的过程 )的多轴联动数控加工计算方法，进行计算机辅助计算。下面简介平面轮廓零件编程的数值计算。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
1．编程的允许误差编程中的误差△ 程 由三部分组成，即△ 逼,△ 插,△ 圆,
△ 程 = f (△ 逼,△ 插,△ 圆 )
式中 △ 逼 ——采用近似计算方法逼近列表曲线、曲面轮廓时所产生的逼近误差；
△ 插 ——采用直线段或圆弧段插补逼近零件轮廓曲线时产生的误差；
△ 圆 ——数据处理中为满足分辨率 (最小设定单位 )的要求，进行数据圆整 (四舍五入 )产生的误差。
零件图上给出的公差，只有一小部分允许分配给△ 程,一般取△ 程 =(0.1～ 0.2)零件公差。
要想缩小编程误差△ 程,就要增加插补段，而减小△ 逼 将增加数值计算等编程的工作量。
所以，合理的选择△ 程 是编程中的重要问题之一。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
2．基点坐标的计算通常把零件轮廓的各个几何元素间的连接点 (交点或切点 )称为基点，如两直线的交点、直线与圆弧的切点或交点、
圆弧与圆弧的切点或交点、圆弧与二次曲线的切点或交点等。
大多数零件轮廓由直线和圆弧段组成，这类零件的基点计算较简单，用零件图上已知尺寸数值就可计算出基点坐标，如若不能，可用联立方程求解法求出基点坐标。
3．节点坐标的计算
CNC系统一般都具有直线和圆弧插补功能，当加工非圆曲线轮廓时，常用直线或圆弧段逼近。这种人为的逼近线段的交点称为节点。编程时要计算出各线段长度和节点坐标值。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
4．刀具中心轨迹的计算现代数控系统具有完善的刀具补偿功能。编程时，只要计算出零件轮廓上的基点和节点坐标值或增量值，给出有关的刀具补偿指令和刀具补偿值，数控装臵便可自动进行刀具偏移计算，算出所需的刀具中心轨迹坐标值，控制刀具运动。
有的经济型数控系统没有刀具补偿功能，此时应计算出刀具中心轨迹的基点和节点坐标，包括尖角 (拐点 )过渡处的计算，作为编程的输入数据。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
5．辅助计算为编制特定数控机床加工程序还需做辅助计算。不同的数控系统，其辅助计算内容和步骤也不尽相同。
(1)增量计算：用 G91编程时，输入的尺寸字为增量值。对于直线段要计算出直线终点相对其起点的坐标增量值；对于圆弧段要计算出圆弧终点相对起点的坐标增量值和圆弧的圆心相对圆弧起点的坐标增量值 (J,J,K)或圆弧半径 R。
用 G90编程时，直线段可直接用其终点坐标值而不必计算增量值；圆弧段也直接用其终点坐标值，但要计算圆心相对圆弧起点的增量值 (J,J,K)或圆弧半径 R。
(2)脉冲数计算：大多数数控系统均可用小数点编程，即尺寸字的数值是直接输入带小数点的十进制数，数控装臵能自动将其转换为所要求的数据。低档数控系统不具有小数点编程功能，需要将尺寸字的数值除以脉冲当量 (分辨率或最小设定单位 )，换算成脉冲数的形式输入。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(一 )数值计算的主要内容
5．辅助计算
(3)辅助程序段的数值计算：由对刀点到切入点的切入程序，
由零件切出点返回到对刀点的返回程序以及尖角过渡程序等属辅助程序段，需计算出辅助程序段所需的尺寸字数值。
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算非圆曲线轮廓零件的种类很多，但不管是哪一类的非圆曲线零件，编程时所做的数学处理是相类似的。一是选择用直线或圆弧段逼近非圆曲线，二是如何计算节点坐标值。
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算常用的计算方法有,等间距法、等弦长法、等误差法和比较迭代法 等。
图 2—17(a)为等间距法，取变量坐标增量 AX相等，然后求出曲线上相应的节点，再将相邻节点连成直线，用这些直线段组成的折线代替原来的廓形曲线。坐标增量△ X取得越小，则△插越小，但节点数增多，程序段也就增多，编程费用高。等间距法的优点是计算较简单。
等弦长法 (见图 2—17(b))是使所有逼近直线段长度相等。
与等间距法相比该方法的程序段数少一些，但当曲线曲率半径变化较大时，所求节点数将增多，所以此法适用于曲线曲率变化不很大的零件廓形。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法 是使逼近直线段与零件廓形的误差相等，此误差为△插。所以此法较上两种方法合理，特别适用于轮廓曲线曲率变化较大且复杂的零件。等误差法见图 2—18。等误差法计算节点坐标的方法如下：
设零件轮廓曲线的数学方程为 y= f (X)。
(1)以起点 a为圆心，以允许的△插误差为半径画允差圆。
其圆方程为
△ =(X - Xa)2+(Y - Ya)2 (2—1)
式中,Xa,Ya为已知的 a点坐标值。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法
(2)作允差圆 (△ 插圆 )与曲线 y= f (X)的公切线 MN，求公切线
MN的斜率 K为
K=(Yn – Ym)/(Xn - Xm)
为求出 Yn,Ym,Xn,Xm，需解下面的方程组：
Yn= f (Xn) (曲线方程 )
(Yn – Ym)/(Xn - Xm) = f?(Xn) (曲线的切线方程 )
Ym = F (Xm) (允差圆方程 )
(Yn – Ym)/(Xn - Xm) = F‘(Xm) (允差圆切线方程 )
式中，允差圆方程表示△插圆的方程，见 (2—1)式。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
1．用直线段逼近零件轮廓曲线的节点计算等误差法
(3)过口点作斜率为 K的直线，得到直线段如，其方程式为
Y -Ya=K(X - Xa)
(4) 求节点 b的坐标，求解方程
Y= f (X) (曲线方程 )
Y= K(X-Xa)+Ya (直线段方程 )
的交点 b(Xb,Yb)的坐标值，即为第一个节点坐标值。
再从 b点开始重复上述步骤，依次求得后续的各节点坐标值。
用等误差法，虽然计算较复杂，但可在保证允许的△插条件下，使程序段数减少。等误差法的不足之处是直线段的连接点 (节点 )处不光滑，采用圆弧段逼近，可以避免这一缺点。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算零件轮廓曲线用 y= f(X)表示，并使圆弧段逼近误差小于或等于△插。常采用相交圆弧法 (如圆弧分割法、三点作圆法等 )
和相切圆弧法 (相邻圆弧段彼此相切 )。采用相切圆弧段逼近法圆弧半径、圆心坐标和节点坐标的计算如下：
(1)基本原理：图 2-19中粗实线表示零件廓形曲线，在曲线的一个计算单元上任选四个点 A,B,C,D，其中 A点为给定的起点。 AD
段 (一个计算单元 )曲线用两个相切圆弧 M和 N逼近。具体地说，
点 A和 B的法线交于 M，点 C和 D的法线交于 N，以点 M和 N为圆心，
以 MA和 ND为半径作两圆弧，则 M和 N圆弧相切于 MN延长线的 G点。
曲线与 M,N圆弧的最大误差分别发生在 B,C两点，应满足的条件是：
两圆弧相切于 G点 |Rm—Rn|=MN (2-2)
满足△插 要求 AM-BM <= △ 插 (2-3)
DN-CN <= △ 插第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。点 A和 B处曲线的法线方程式为
(X—XA)一 kA(y—YA)=0
(X—XB)一 kB(y—YB)=0
式中,kA,kB为曲线在点 A和 B处的斜率,k=dy／ dx。
解上两式得两法线交点,M(圆心 )的坐标为第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
①求圆心坐标的公式。
同理可通过 C,D两点的法线方程求出 N(圆心 )点坐标为第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
②求 B,C,D三点坐标。根据 (2-2)式和 (2-3)式，得第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理式中的 A,B,C,D的 Y坐标值分别由以下公式求出
YA=f(Xa),YB=f(Xb)
YC=f(Xc),YD=f(Xd)
再代人 (2-6)式和 (2-7)式，用迭代法可求出 B,C,D三点坐标值。
(二 )用数学方程式描述的非圆曲线轮廓零件的数值计算
2．用圆弧段逼近零件轮廓曲线的节点计算
(2)计算方法：
③求圆心 M,N坐标值和 RM,RN值。将 B,C,D坐标值，代人 (2-4)
式和 (2--5)式即求出圆心 M和 N的坐标值，并由此求出 RM和 RN值。
应该指出的是，在曲线有拐点和凸点时，应将拐点和凸点作为一个计算单元 (每一计算单元为四个点 )的分割点。
第一节 数控加工程序编制基础七,手工编程的数学处理
（ 一 ） 常用 G指令
（ 二 ） 常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
1 工件坐标系设定指令 G92
2 绝对值编程指令 G90和增量值编程指令 G91
3 坐标平面选择指令 G17,G18,G19
4 快速点定位指令 G00
5 直线插补指令 G01
6 圆弧插补指令 G02和 G03
7 刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
8 刀具长度补偿指令 G43,G44,G40
9 暂停功能 G04
10 固定循环指令 G80~G89
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
1．工件坐标系设定指令 G92
G92指令用来设定刀具的刀位点在工件坐标系中的坐标值。 G92属于模态指令。
格式,G92 X——Y——Z——LF
格式中的 X——,Y——,Z——为尺寸字，用来指定刀位点在工件坐标系中的初始位臵。有关 G92的详细说明参见本节第五部分中的 (三 )。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
2．绝对值编程指令 G90和增量值编程指令 G91
G90和 G91属于模态指令，详见本节第五部分中的 (三 )。
3．坐标平面选择指令 G17,G18,G19
G17,G18,G19分别用来指定坐标系中的 XY平面,ZX平面,YZ平面，如图 2—20(a)所示，其作用是使数控机床在指定坐标平面上进行插补计算和刀具补偿。
数控铣床和加工中心以 G17为默认状态，如果在 XY坐标平面内进行轮廓加工，那么在程序中可不编入 G17指令。数控车床总是在 ZX平面内进行轮廓加工，在程序段中可不编入 G18指令。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
4．快速点定位指令 G00
GOO指令的功能是要求刀具以点位控制方式从刀具所在位臵以允许的最高速度移动到指定位臵。 G00为模态指令。
G00程序段的点位运动速度和运动轨迹由数控机床生产厂家确定，运动过程中无切削，具有升降速控制。 F功能字对 G00程序段无效。
格式,G00G90（ G91） X Y Z LF
格式中的尺寸字也可以是 A B C 或 U,V,W
(增量值编程时 )。尺寸字的数量表示数控机床允许轴联动的轴数。
若刀具的起点为 A(10,10)，要求快速运动到点 B(40，
30)，则用程序段表示为,G00 G90 X40.0 Y30.0 LF
或表示为,G00 G91 X30.0 Y20.0 LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
5．直线插补指令 G01
G01指令即直线插补指令，其功能是指令刀具相对于工件沿直线插补程序计算出来的直线轨迹，以程序段 F指令给出的进给速度，由某坐标点移动到另一坐标点，运动过程中对工件进行加工，主轴以编程速度旋转。
在执行 G01的程序段中或在前面的程序段中必须编入 F
指令。 G01和 F指令均属模态指令。
格式,G01 X Y Z F LF
或 G18 G01 G91 X Z F LF
或 G19 G01 G90 Y Z F LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令下面是应用 G00,G01编写的数控加工程序实例。
O0005
N01 G92 X0 Y0 LF
N10 G90 COO X10 Y12$600 T01 M03 LF
N20 G01 Y28 F100 LF
N30 X42 LF
N40 Y12 LF
N50 X10 LF
N60 G00 X0 Y0 LF
N70 M05 LF
N80 M02 LF
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
G02和 G03为圆弧插补指令，亦为模态指令。该指令的功能是使刀具 (或工件 )在给定的坐标平面内沿着圆弧插补程序计算出来的圆弧轨迹，以 F指令给出的速度从起点移动到终点，在运动过程中对工件进行加工，主轴以编程速度旋转。
G02和 G03分别为顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令。 在圆弧插补中，沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看，刀具相对于工件的加工方向是顺时针方向为
G02，逆时针方向为 G03,见图 2-20(a)。图 2-20(b)(c)分别为在数控车床和铣床上加工工件的 G02和 G03示例。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
指令格式：
格式中,X,Y,Z 为圆弧的终点位臵。用 G90时，圆弧的终点坐标为工件坐标系中的圆弧终点坐标值；用 G91时，则为圆弧终点相对起点的增量值。
圆心坐标 I,J,K一般用圆心相对于圆弧起点 (矢量方向指向圆心 )
的矢量在 X,Y,Z坐标的分矢量，且总是为增量值。 R为圆弧半径。如果将 I,J,K中的任意两个的平方和再开方，其值必等于圆弧半径 R，所以可用 R代替 I,J,K。若圆弧的圆心角 ≤ 180°,R为正值；若圆弧的圆心角 >180°,则 R为负值。用 R参数时不描述整圆，对整圆只能用 I,J,K
圆弧插补编程还可用极坐标的圆弧插补指令。
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
图 2—21为圆弧编程示例图，设 A为对刀点，从点 A沿圆 C1,C2,C3至 D点停止，
F为 100。
(1)采用绝对值编程：
①用 I,J编程
G92 G90 X0,0 Y18,0$500 M03 *
G02 X18.0 Y0.0 10.0 J-18.0 F100 *
G03 X68.0 Y0.0 125.0 J0.0 *
G02 X 88.0 Y20.0 I0.0 J20.0 *
M02 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
(1)采用绝对值编程：
②用 R编程
G92 G90 X0.0 Y18.0 S500 M03*
G02 X18.0 Y0.0 R18 F100*
G03 X68.0 Y0.0 R25*
G02 X88.0 Y20.0 R-20 *
M02 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
6．圆弧插补指令 G02和 G03
(2)采用增量值编程：
①用 I,J编程
G92 G90 x0.0 Y18.0 S500 M03*
G91 G02 X18.0 Y-18.0 I0.0 J-18.0 F100 *
G03 X50.0 Y0.0 I25.0 J0.0*
G02 X20.0 Y20.0 I0.0 J20.0 M02*
② 用 R编程
G92 G90 X0.0 Y18.0 S500 M03*
G91 G02 X18.0 Y-18.0 R18.0 F100 *
G03 X50.0 Y0.0 R25.0*
G02 X20.0 Y20.0 R-20 M02*
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
刀具半径补偿是指轮廓加工的刀具半径补偿和程序段间的转接过渡。一般补偿范围为 0～ 999 mm，精度为
0.001～ 0.01 mm，视数控系统的分辨率而定。
B刀具半径补偿 只能实现本程序段内的刀具半径补偿，
而对于程序段间的转接不予处理。
C刀具半径补偿 功能可进行半径补偿和程序段间转接的处理。数控系统所控制的刀具运动轨迹是刀具刀位点的运动轨迹。如立铣刀的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点。
数控装臵根据零件轮廓和刀具半径 R值自动地计算出刀位点的轨迹，并按刀位点轨迹运动，称为刀具半径补偿功能。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
G41,G42,G40的含义与使用如下：
G41—左偏刀具半径补偿，简称左刀补。沿刀具运动方向看 (假设工件不动 )，刀具位于零件左侧时的刀具半径补偿。
G42—右偏刀具半径补偿，简称右刀补。沿刀具运动方向看 (假设工件不动 )，刀具位于零件右侧时的刀具半径补偿。
G40—刀具补偿／刀具偏臵注销。仅用在 G00或 G01程序段中，用 G40则 G41或 G42指令无效，即用 G40程序段消去偏臵值，使刀位点与编程轨迹重合。
使用 G41或 G42，需事先输入刀具半径补偿值。通常用 D
或 H 代表内存刀补表的地址，刀具半径补偿值预先输入相应的刀补表中。 刀具半径补偿的程序格式：刀补建立、
刀补进行和刀补撤销 。具体为第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令由格式中看出,在刀补建立和刀补撤销时只能用 G00或
G01，不能用 G02或 G03；在刀补进行时,G00,G01,G02、
G03都可使用。
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40、
G41,G42
如图 2—22所示，以 0点为对刀点，加工路线为 N2一
N3一 N4一 N5一 N6一 N7。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
(1)按增量值编程：
％ 100 (OFFSET INC)* 程序名及注解
N1 G91 G17 G00 M03* 由 G17指定插补和刀补平面
N2 G41 D01 X20.0 Y10.0* 刀补建立，刀补号为 D01
N3 G01 X0.0 Y40.0 F100* 刀补进行
N4 X30.0 Y0.0*
N5 X0.0 Y-30.0*
N6 X-40.0 Y0.0*
N7 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05 * 用 G40撤销刀补
N8 M30 *
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
7．刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
(2)按绝对值编程：
％ 100(OFFSET ABS) *
N1 G54 G90 G17 G00 M03 * 建立坐标系
N2 G41 D01 X20.0 Y10.0 * 刀补建立
N3 G01 Y50.0 F100* 刀补进行
N4 X50.0*
N5 Y20.0*
N6 X10.0*
N7 G00 D00 X0.0 Y0.0 M05 * 用 D00撤销刀补
N8 M30 *
通常 D00或 H00的地址单元中存放零刀补值，故也可用
D00或 H00撤销刀补。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
8．刀具长度补偿指令 G43,G44和 G40
刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向 (Z方向 )的补偿。
它可使刀具在 Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，
即,实际位移量 =程序给定值 ± 补偿值式中，两个代数数值相加 (―+‖)称正偏臵，用 G43指令表示；相减 (―-‖)称负偏臵，用 G44指令表示。
格式为,G43 Z D *
G44 Z D *
给定的程序值与输入的补偿值都可正可负 (+Z方向为正，
-Z方向为负 )，根据需要选取。 G43,G44的撤销指令仍用 G40。
采用 G43,G44指令后，编程人员可按假定的刀具长度进行编程。在加工过程中，若刀具长度发生了变化或自动更换刀具，
则不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假定值之差预先输至相应 D存储器的刀补表中即可。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
8．刀具长度补偿指令 G43,G44和 G40
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令图 2—23所示 G43的刀具长度在刀补表中的值为正，程序值为负；而 G44的刀具长度在刀补表中值为正，程序值为负。
（一）常用 G指令
9．暂停 (延迟 )功能 G04
G04为非模态指令。用作使刀具作短时间的无进给光整加工，用于车糟、镗平面、锪孔等场合。
格式,G04 X LF或 G04 U LF或 G04 P LF
格式中,X,U,P为地址，其后为停留时间 (0.001～
99999.999s)或工件转数，视具体机床而定。如 G04X10.0为延时 10 s； G04 X5为工件空转 5转。值得注意的是，使用 P
时其后的数字为整数，标定的时间为 ms，如 G04 P10000指令延时 10 s。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
（一）常用 G指令
10．固定循环指令 G80-G89
在数控机床上加工零件，可将一些典型的加 211-1-_序，
如钻孔、镗孔、深孔钻削、攻丝、车螺纹等，编制成 一连串的顺序程序，用一个 G代码来代表,预先存放在存储器中，
读到此代码时，系统能自动循环工作。用固定循环指令可大大简化编程。固定循环指令的含义和格式详见手工编程举例。
第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
G00和 G01指令使用举例在下面的图形中,箭头的方向表示刀具运动方向,刀具的进给速度为 100mm/min。 刀具首先从原点出发,最后回到原点,虚线部分表示用 G00指令移动 。
O 20 50
20
50
1
2 3
4
X
Y
使用绝对值（ G90）指令编程
%
O0001（ G00— G01） ；
N10 G90G54G00X20.Y20.S1000M03； [0— 1]
N20 G01 Y50,F100 ; [1— 2]
N30 X50,; [2— 3]
N40 Y20,; [3— 4]
N50 X20,; [4— 1]
N60 G00Z100.
N70 X0Y0； [1— 0]
N80 G91G28Z0M05；
N90 M30；
%
O 2 0 5 0
20
50
1
2 3
4
X
Y
使用增量值（ G91）指令编程
%
O0002（ G00— G01）
N10 G91G54G00X20.Y20.S1000M03； [0— 1]
N20 G01 Y30,F100 ; [1— 2]
N30 X30,; [2— 3]
N40 Y-30,; [3— 4]
N50 X-30,; [4— 1]
N60 G00Z100.
N70 X-20.0Y-20.0； [1— 0]
N80 G91G28Z0M05；
N90 M30；
％
O 20 50
20
50
1
2 3
4
X
Y
G00指令和 G01指令使用注意事项
⑴ 一般情况下,数控机床的三个坐标轴的快速移动速度是不同的,所以当数控系统执行 G00指令时,刀具的运动轨迹不一定是直线；
⑵ 建议不在 G00指令后面同时指定三个坐标轴,先移动 Z
轴,然后再移动 X,Y轴,如：
G00 Z100.；
G00X0 Y0；
⑶ 有些数控系统要求在执行 G01指令之前,必须用 S指令和 M指令指定主轴的旋转方向和转速,否则数控机床不产生任何运动；
⑷ 在使用 G01指令时必须指定 F代码,否则数控系统会发出报警；
G00,G01指令练习如下图所示,要求刀具从工件坐标系的原点出发,加工完成之后再回到原点 。 顺时针方向走刀,进给速度为
F100,用 G90模式和 G91模式各编一个程序 。
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0
60
50
40
30
20
10
X
Y
O
（三）圆弧插补指令 G02和 G03
所谓的圆弧插补就是控制数控机床在各坐标平面内执行圆弧运动,将工件切削出圆弧轮廓 。
圆弧插补有两种类型 G02和 G03,顺时针方向切削的为 G02,逆时针方向切削的为 G03,如下图所示：
G 0 2 （ CW ） G 0 3 （ C C W ）
1,圆弧插补指令 G02及 G03的格式
(1）平面选择是指在那个坐标平面内进行圆弧插补，各 G代码功能为：
G17—— X— Y平面
G18—— Z— X平面
G19—— Y—Z平面
⑵ 旋转方向是指刀具前进的方向 。 各 G代码功能为：
G02—— 顺时针方向
G03—— 逆时针方向
G17
G18
G19
R
I_J_
I_K_
J_K_
平面选择
+
G02
G03
旋转方向
+ +
半径圆弧中心
+
进给速度
F_
终点位置
X_Y_
Z_X_
Y_Z_
⑶ 圆弧终点位置是指刀具切削的圆弧最后那一点
① 在 G90状态下,是指 X,Y,Z中的两个坐标在工件坐标系中的终点位置 。
② 在 G91状态下,是指 X,Y,Z中的两个坐标从起点到终点的增量距离 。
⑷ 圆弧中心 I,J,K,R的含义分别为,
I,从起点到圆心的矢量在 X方向的分量 。
J,从起点到圆心的矢量在 Y方向的分量 。
K,从起点到圆心的矢量在 Z方向的分量 。
R,圆弧半径 。
2,I,J,K指令的使用下面我们用一个例子来说明 I,J,K具体的使用方法 。
在下面的例子中,刀具的起始点在 A点,圆弧半径为 R30，
圆弧中心的坐标为 （ 10,10） 。
A
B
I
J
（圆弧起点）
（圆弧终点）
中心
Y
X
10 20 40
40
20
10
⑴ 绝对 （ G90） 指令状态
G90 G03 X20.Y40.I-30.J-10.F100 ；
其中 I-30,J-10,是 A点 （ 圆弧起点 ） 到圆弧中心的矢量在
X,Y方向上的分量 。
⑵ 增量 （ G91） 指令状态
G91 G03 X-20,Y20.I-30,J-10,F100;
其中 I-30,J-10,是 A点 （ 圆弧起点 ） 到圆弧中心的矢量在
X,Y方向上的分量 。
从上面的例子可以看出在切削圆弧时,无论是在 G90
状态,还是在 G91状态下,I,J的数值都使用增量值 。 K
的使用方法和 I,J使用方法相同 。
3,圆弧半径 R指令当进行圆弧插补时,I,J,K指令可以直接用半径指令 R来代替,其指令格式及使用方法我们用下面的例子来说明 。 B ( 圆弧终点）
2 0 7 0
70
20
R 5 0A （圆弧起点）
X
Y
在上图中我们要加工一个从 A点加工到 B点的圆弧,
其中圆弧半径用 R指令来指定,程序如下：
⑴ 绝对 （ G90） 指令
G90 G02 X70.Y20,R50,F100 ;
X70.Y20,是 B点的坐标值；
R50.为圆弧半径；
⑵ 增量 （ G91） 指令
G91 G02 X50.Y-50.R50.F100 ；
X50.Y-50,是 A点到 B点的坐标增量；
R50,圆弧半径；
4,整圆插补时 I,J,K的使用进行整圆插补时,编程时必须使用 I,J,K指令来指定圆弧中心 。 如果使用半径 R指令进行整圆插补,则系统认为是 0度圆弧,刀具将不做任何运动 。
例如：顺时针方向切削一个半径 40的整圆时
（ 1） 从 A点开始顺时针整圆切削绝对指令编程：
G90 G02 X0 Y40 J－ 40,F100 ；
（ 2） 从 B点开始顺时针整圆切削绝对指令编程：
G90 G02 X40 Y0 I－ 40,F100 ；
如果上面的程序段写成 G90 G02 X40 Y0 R40时,那么刀具将不做任何切削运动 。
Y
A
B
X
R 4 0
5,圆弧插补指令使用注意事项
⑴ 在圆弧插补时，必须有平面选择指令；
⑵平面选择指令中除了 G17可以省略外,G18,G19都不能省略；
⑶在使用圆弧插补指令时必须指定进给速度 F；
⑷ I,J,K的数值永远是增量值；
⑸整圆切削时，不能用 R来指定圆弧半径，只能用 I,J,K来指定；
⑹如果在同一个程序段中同时指定了 I,J,K和 R，只有 R有效,I,J，
K 指令被忽略；
⑺在进行圆弧插补编程时,X0,Y0,Z0和 I0,J0,K0均可省略；
⑻如果用指令 R来指定圆弧半径时，当圆弧角度小于或等于 180度时,R
值为正；当圆弧角度大于 180度小于 360度时,R值为负。
G90 G02 X70,Y20,R－ 50,F100；
70
20
20 70
X
Y
R50
起点终点例题,刀具起始点为坐标原点，其终点也是原点，走刀方向为顺时针，进给速度为 F100。
％
O1234（ G00-G01-G02-G03） ；
N10 G90G54G17G00X0Y0S1000M03;
N20 X-60.Y-40.;
N30 G01X-60.Y0F100;
N40 G02X0Y60.I60.;
N50 G01X40.Y0;
N60 G02X0Y-40.I-40.;
N70 G01X-60.Y-40.;
N80 G00Z100.M05;
N90 G00X0Y0;
N100 M30;
％
-40
40-60
60
N1N2
N3
N4
N5
N6
N7
R40
R60
X
Y
G00,G01,G02,G03指令使用练习从原点出发顺时针方向走刀，最后回到原点。切削进给速度为 F100，圆弧中心使用 I,J编程。
Y
X
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0
60
50
40
30
20
10
刀具半径补偿指令 G40,G41,G42
在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓相重合，而需要与被加工轮廓偏置一个刀具半径值 R的距离，只有这样才能加工出与图纸上一致的零件轮廓。我们管这种偏置功能叫做刀具半径补偿。 刀具半径补偿的范围为 0~999 mm，
精度为 0.001~0.01mm。
刀具半径补偿分为 B刀具半径补偿和 C刀具半径补偿。
B补偿只能实现本程序段内的刀具半径补偿，而对程序段间的过渡不进行处理。 C补偿不仅能实现本程序段内的刀具半径补偿，而且能够自动处理两个程序段之间的过渡 形式。
1,G40,G41,G42指令在 ISO标准中,使用 G40,G41,G42三个指令来进行刀具半径补偿的设定与取消 。 G40,G41和 G42指令均为模态 G代码 。 其中：
G41：左偏刀具补偿,简称左补偿 。 所谓的左补偿就是沿着刀具运动方向看 （ 假设工件不动 ）,刀具在工件的左侧 。
G42,右偏刀具补偿,简称右补偿 。 就是沿着刀具前进的方向看,刀具在工件的右侧 。
G40：刀具补偿注销 。
刀具前进方向刀具中心轨迹刀具中心向右偏移值工件刀具前进方向刀具中心轨迹刀具向左偏移值工件
（ 1） G41,G42指令格式
G41,G42的指令格式如下：
其中用 G17,G18,G19来选择补偿平面 。 D__代表偏置寄存器的地址,刀具半径补偿值是预先输入到内存中的 。 例如刀具的半径值是
5mm,则先把 5输入到偏置寄存器中,使用时用地址 D__调用 。
偏置量的范围：
1,mm输入时,0～ 999.999mm
2,inch输入时,0～ 99.9999inch
D00的偏置量总是零 。 故对 D00不设定偏置量 。
G
G
G
17
18
19
G
G
00
01
G
G
41
42
X Y
Z X
Y Z
_ _
_ _
_ _
D—
（ 2） G40指令格式
G40指令格式如下,
G40的作用是取消刀具半径补偿，使刀具中心的运动轨迹与编程轨迹重合。
G
G
G
17
18
19
G
G
00
01
X Y
Z X
Y Z
_ _
_ _
_ _
G40
（ 3）刀具半径补偿使用说明
O0002（ BIT） ；
N10 G90 G54 G17 G00 X0 Y0 ；
N20 S1000 M03 ；
N30 G41 X20,Y10,D01 ； 刀补建立
N40 G01 Y50,F100；
N50 X50.； 刀补进行
N60 Y20.；
N70 X10,；
N80 G40 G00 X0 Y0 M05 ； 刀补取消
N90 M30 ；
从上面可以看出，刀具半径补偿分三个阶段：刀补建立、刀补进行及刀补撤消 。
N2
10 20 30 40 50
50
40
30
20
10
X
Y
N3
N4
N5
N6
用三个程序段来说明刀补建立时必须满足的条件。
在刀补建立阶段必须满足以下五个条件：
在程序中必须包含有 G41或 G42指令；
在补偿平面内有不为零的轴运动指令，如,X20.,Y30.等；
在程序中包含有不是 D00的补偿代号；
必须指定补偿平面（ G17,G18,G19）；
刀补建立时 的插补指令必须是 G00或 G01，而不能是 G02或 G03指令 。
N1 G54 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03 ；
N2 G41 X20,Y10,D01 ；
N3 G01 Y50,F100 ；
（ 1） （ 2） （ 3）
（ 4） （ 5）
刀具长度补偿指令 G43,G44,G49
刀具长度补偿一般用于刀具轴向（ Z方向）补偿。它可以使刀具在 Z方向上实际位移量大于或小于程序给定值。
实际位移量 = 程序给定值 ± 补偿值刀具长度补偿指令的使用格式为,
1,偏置方向
G43 ----正向偏置
G44 ----负向偏置
G43
G44
Z__ H__ ；
2,偏置量的指定用 H代码指定偏置号 。 通过偏置号把存贮在偏置存贮器中的偏置量调出来与程序中的坐标值进行加减运算以达到补偿刀具长度的目的 。 G43时为加,G44时为减 。
在 FANUC系统中,H代码的范围是 H01～ H99。
偏置量的设定范围如下：
mm输入时为 0～ 999.999mm
inch输入时为 0～ 99.9999inch
H00偏置量固定为零 。
3,取消刀具长度补 偿 — G49
G49为取消刀具长度补偿指令,也可以使用 H00来取消刀具长度补偿 。 当在 G43或 G44模式下,如果指定了 G49或
H00,刀具长度补偿将被取消 。
4,刀具长度补偿指令使用举例
%
O1500（ Length offset）；
N10 G91G28Z0M05；
N20 T1；
N30 M6；
N40 G90G54G00X0Y0S1000M03；
N50 G43Z100.H01;
N60 Z3.0M08;
N70 G01Z-10.F100;
N80 X100.Y0.;
N90 G00Z100.M09;
N100 G91G28Z0M05;
N110 G49;
N120 M6;
N130 M30;
%
暂停功能 G04
G04为非模态指令。它的作用是使刀具作短时间的无进给光整加工，用于车槽、镗孔等场合。
G04指令的格式如下：
G04 X——；
G04 P——；
式中 X,P为地址符，其后为暂停时间。在 FANUC系统中，地址 X后面的数字单位为秒，例如 G04X10.;表示暂停 10秒。地址 P后面的数字单位为毫秒，例如 G04P1000
表示暂停 1秒。另外地址 P后面的数字不能使用小数点。
固定循环指令 G80~G89
用数控机床加工零件，一些典型的加工程序，如钻孔、
镗孔、攻螺纹等，将这些典型的动作编制成一连串的顺序程序，用一个 G代码来表示，预先存放在存储器中。用固定循环指令可大大简化编程。在 FANUC系统中，部分固定循环指令用 G81~G89，撤消用 G80。
钻孔循环指令 —G81
G81X_ Y_ Z_ R_ F_ ;
其中 X_Y_为钻孔位置的坐标值； Z为钻孔深度； R为参考点位置，所谓参考点就是刀具由初始位置快速接近加工表面的距离； F表示进给速度。
1．程序停止指令 M00,暂停在完成编有 MOO指令的程序段的其他指令后，主轴停止、
进给停止、冷却液关断、程序停止执行。按启动按钮、程序接着执行。带有 MOO的程序段中可以不编入坐标数据。
加工中需停机检查、测量零件或手工换刀和交接班等，
可使用 MOO指令。
2．计划停止指令 M01,受控暂停
M01与 MOO的功能相似。两者惟一不同的是 M01指令只有控制面板上的,选择停开关,处于接通状态时，才起作用。
3．主轴控制指令 M03,M04,M05
M03,M04,M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止转动。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
4．换刀指令 M06
M06为手动或自动换刀指令。不包括刀具选择，选刀用
T功能指令。也可自动关闭冷却液和停主轴。
自动换刀的一种情况是由刀架转位实现的 (如数控车床和转塔钻床 )，它要求刀具调整好后安装在转塔刀架上，换刀指令可实现主轴停止、刀架脱开、转位等动作。另一种情况是用,机械手一刀库,来实现换刀 (如加工中心 )，换刀过程分为换刀和选刀两类动作，换刀用 M06，选刀用 T功能指令。
手动换刀指令 M06用来显示待换刀号。对显示换刀号的数控机床，换刀由手动实现。程序中应安排计划停止指令
M01，且安臵换刀点，手动换刀后再启动机床开始工作。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
5．冷却液控制指令 M07,M08,M09
M07--2号冷却液开。用于雾状冷却液开。
M08--1号冷却液开。用于液状冷却液开。
M09--冷却液关。注销 M07,M08,M50和 M51(M50,M51为 3
号,4号冷却液开 )。
6．夹紧、松开指令 M10,M11
M10,M11分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧、
松开。
7．主轴及冷却液控制指令 M13,M14
M13—主轴顺时针方向转动并冷却液开。
M14—主轴逆时针方向转动并冷却液开。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令
8．进给率范围选择指令 M36,M37
M36—进给范围 1。
M37—进给范围 2。
9．主轴转速范围选择 M38,M39
M38—主轴转速范围 1。
M39—主轴转速范围 2。
10．程序结束指令 M02,M30
M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装臵和机床复位。
M30指令除完成 M02指令功能外，还包括将纸带卷回到
,程序开始,字符，或使环形纸带越过接头，或转换到第 2
台读带机，或使存储器中的 加工程序返回到初始状态 。
（二）常用 M指令第一节 数控加工程序编制基础七,常用的 G指令和 M指令主轴控制指令 M03,M04,M05
⒈ M03的功能是控制主轴顺时针方向转动，与 S代码一起使用。 S1000M03表示主轴以 1000转 /min的速度顺时针方向旋转。
⒉ M04的功能是控制主轴逆时针方向转动，与 S代码一起使用。 S1000M04表示主轴以 1000转 /min的速度逆时针方向旋转。
⒊ M05的功能是控制主轴停止转动。
换刀指令 M06
M06为自动换刀指令，与 T功能指令一起使用。在 FANUC系统中，指令换刀有两种方式：固定顺序和随机方式两种。
固定顺序方式：
N10 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N20 T__; 指定第一把刀
N30 M06; 把第一把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序
N50 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N60 M06; 把第一把刀放回刀库原位置
N70 T__; 指定第二把刀
N80 M06; 把第二把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序这种换刀方式的好处是从那里取出的刀，再放回到那儿，不会混乱。
缺点是换刀速度慢。
随机方式：
N10 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N20 T__; 指定第一把刀
N30 M06; 把第一把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序
N50 G91G28Z0M05； Z轴回到参考点 (换刀位置 )
N60 T__; 指定第二把刀
N70 M06; 把第一把刀放到第二把刀所在的刀库同时把第二把刀换到主轴上
… … 省略的加工程序这种换刀方式的好处是换刀速度快，效率高；缺点是刀库中的刀具容易弄混。
冷却液控制指令 M07,M08,M09
M07的功能是开 2号冷却液，此种方式的冷却液为雾状，
冷却效果比较好。
M08的功能是开 1号冷却液，此种方式的冷却液为液状。
M09的功能是注销 M07,M08
N10 G91G28Z0M05；
N20 T1；
N30 M06；
N40 G90G00G54X0Y0S1200M03；
N50 G43Z100.H01;
N60 Z2.M08; 接近工件表面之后打开冷却液
… …
N80 G00Z10.M09; 刚离开工件表面就关掉冷却液程序结束指令 M02,M30
M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，
使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装置和机床复位。
M30指令除完成 M02的指令功能外，还包括将纸带卷回到“程序开始”字符。
M02和 M30位于数控程序的最后一个程序段，单独位于一行。
O1000；
N10 G80G40G49M05；
N20 G91G28Z0；
… …
N100 M30(M02);
(1)在一个程序段中，根据图纸上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。
(2)由于被加工零件的径向尺寸在图纸上多以直径值表示，
所以为了方便编程和增加程序的可读性，用绝对值编程时，
x以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附以方向符号 (正向符号可以省略 )。
(3)为提高零件的径向尺寸精度，数控车床的 x向的最小输入当量 (脉冲当量 )取 z向的一半。
(4)由于车削加工常用棒料或锻件作为毛坯，加工余量较大，
所以为简化编程，数控系统常具有不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。
(5)为提高刀具寿命和零件的表面质量，车刀刀尖常为一个半径不大的圆弧，称为圆头刀。数控车床一般都具有刀具半径自动补偿功能 (G41,G42)，因此当采用圆头刀加工时，
可直接按零件轮廓尺寸编程。对不具有刀具半径补偿功能的数控车床，编程时需先计算补偿量。
(6)换刀点一般选在程序原点处，同时应注意换刀点应选择在零件外的安全位臵。
第二节 数控车床的程序编制一,数控车床的编程特点
(1)首先应进行仔细的工艺分析和周密的工艺设计，以提高加工精度和生产率。
(2)根据加工批量等情况，确定采用自动换刀或手动换刀。若采用自动换刀，则应选好换刀点、安排好选刀和换刀指令。
(3)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写在刀具卡片中，以便操作者及时修改刀具补偿参数。
(4)尽可能将各工序内容安排到子程序中，而主程序主要完成换刀和子程序调用，以便于检查和调试程序。
第三节 加工中心的程序编制一,加工中心的编程特点加工如图 2-40所示的平面零件，零件的厚度为 30 mm选零件加工起始点坐标为,X0.0，
Y90.0,Z-5.0。加工路线如图中虚线所示，所用铣刀为 T10，其刀具补偿号为 D10(刀具长度尺寸值和刀具半径为
14.0 mm，在加工前已放人 D10中 )。
第三节 加工中心的程序编制加工中心编程实例零件加工程序如下：
％ 90
N9000 G54 G00 G90 D10 X0.0 Y90.0 Z-5.0 LF
N9001 G01 G41 G17 X30.0 Y90.0 F500 S56 M03 LF
N9002 G91 X30.0 Y30.0 LF
N9003 G02 X30.0 Y-30.0 10.0 J-30.0 LF
N9004 G01 X30.0 Y0.0 LF
N9005 G02 X30.0 Y30.0 130.0 J0.0 LF
N9006 G01 X-15.0 Y-30.0 LF
N9007 X15.0 Y-30.0 LF
N9008 X-30.0 Y 0.0 LF
N9009 X-30.0 Y-30.0 LF
N9010 X-45.0 Y30.0 LF
N9011 X-15.0 Y30.0 LF
N9012 G40 G90 X0.0 Y90.0 LF
N9013 M30 LF
此例假设刀具已选好并装到主轴上，故在程序中没有编人选刀和换刀指令的程序段。
第三节 加工中心的程序编制加工中心编程实例
1953年，美国麻省理工学院伺服机构试验室就开始研究数控自动编程,1955年公布了 APT系统 (Automatically Programmed
Tools System),1959年开始用于生产。后来又出现 APT-Ⅱ( 平面曲线编程 ),APT-Ⅲ(3 ～ 5坐标立体曲面编程 ),APT-Ⅳ( 自由曲面编程 )，后又发展到 APT-V。
最初出现的自动编程系统为语言输入方式的自动编程系统。
对于这种编程系统，编程人 员使用规定的语言编写零件源程序，将其输入到计算机 (编程机 )中，计算机 (编程机 )便自动进行处理，生成刀位数据 (刀具中心运动轨迹 )，编写出零件加工程序，制作穿孔纸带或存盘。
后来又出现了图形交互式自动编程系统。
自动编程的特点就是编程的工作主要由计算机完成。随着数控加工技术的迅速发展,对编程技术的要求也越来越高，不仅要求能解决形状复杂零件的编程，而且要求编程的速度快、精度高，并便于检查，所以采用自动编程技术是必然的发展方向。
第四节 数控加工自动编程简介一,概述自动编程技术发展至今，形成了很多种类型。但从广泛使用的角度来看，主要有以下两大类：
数控语言自动编程系统最具代表性的就是 APT语言。
人机对话式自动编程系统它也叫图形交互式自动编程系统。
第四节 数控加工自动编程简介二,自动编程分类数控语言自动编程系统数控语言自动编程系统的一般处理流程如下图所示。
从流程图中可以看出，数控语言自动编程系统主要由零件源程序和编译软件组成。
零件图零件源程序翻译计算后臵处理通用计算机编译程序
（软件程序）
加 工程序单纸 带
APT语言自动编程的数控语言是一种描述零件几何形状和刀具相对工件运动的一种特定的符号,APT语言是最典型的一种数控语言。 APT是 Automatically Programmed Tools 的缩写。
APT是词汇式语言，它的优点是：零件源程序编制容易、数控程序制作时间短、可靠性高，可自动诊断错误、
能描述图形的数学关系、用户易于二次开发。
缺点是：只能处理几何形状的信息，不能自动处理走刀顺序、刀具形式及尺寸、切削用量等工艺要求；系统大而全，给一般的用户带来不变；
数控语言自动编程系统软件的总体结构数控语言自动编程系统软件由前臵处理程序和后臵处理程序组成。
1.前臵处理程序 根据零件加工的走刀路线，计算出加工零件各几何元素之间的基点及节点坐标形成刀位文件
(CLD)。
2,后臵处理程序 把刀位文件翻译成数控机床能够识别数控加工程序。 不同的数控系统，它的后臵处理程序也不同。
图形交互式自动编程，是一种直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的计算机辅助编程技术，它通常是以计算机辅助设计（ CAD）软件为基础的专用软件来实现的。
图形交互式自动编程系统的步骤为：
零件图纸及加工工艺分析；
几何造型（ CAD模块）；
刀位点轨迹计算及生成（ CAM模块）；
模拟仿真；
后臵处理；
程序输出。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理图形交互式自动编程系统采用图形输人方式，通过激活屏幕上的相应选单，利用系统提供的图形生成和编辑功能，将零件的几何图形输入到计算机，完成零件造型。
同时以人机交互方式指定要加工的零件部位、加工方式和加工方向，输入相应的加工工艺参数，通过软件系统的处理自动生成刀具路径文件，并动态显示刀具运动的加工轨迹，生成适合指定数控系统的数控加工程序。最后通过通信接口或软盘，把数控加工程序送给机床数控系统。
图形交互式自动编程系统具有交互性好，直观性强，
运行速度快，便于修改和检查，使用方便，容易掌握等特点。因此，图形交互式自动编程已成为国内外流行的 CAD
／ CAM软件所普遍采用的数控编程方法。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（一）工作原理第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
1．构造几何图形图形交互式自动编程系统，可通过三种方法获取和建立零件几何模型：
(1)软件本身提供的 CAD设计模块。
(2)其他 CAD／ CAM系统生成的图形，通过标准图形转换接口，
转换成编程系统的图形格式。
(3)三坐标测量机数据或三维多层扫描数据。
2．产生和编辑刀具路径产生刀具路径的基本过程为：
(1)首先确定加工类型 (轮廓、点位、挖槽或曲面加工 )，用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。
(2)选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工预留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。
(3)编程系统根据零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过计算、处理，生成刀具运动轨迹数据，即刀位文件。
刀位文件与采用的数控系统无关，是一个中性文件，因此通常称产生刀具路径的过程为前臵处理。
要得到正确、高效的刀具轨迹，编程人员除了能够熟练使用 CAD／ CAM软件外，还应熟悉生产现场情况，并具有全面的工艺知识和丰富的加工经验。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
3．校验刀具路径刀具轨迹生成后，需在计算机上进行加工过程的模拟即仿真，以仔细了解刀具运动情况，确定刀具轨迹的正确性和合理性。一些软件的加工模拟主要是检查加工过程中刀具和零件之间空间位臵关系，没有考虑零件 (或毛坯 )的实际尺寸、零件的装夹情况以及机床的运动空间等，在使用时应结合实际情况进行判断。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
4．后臵处理后臵处理的目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，不同数控系统所规定的指令及格式不尽相同。为此，自动编程系统通常提供多种专用或通用的后臵处理文件，以便将生成的刀位文件转变为各种数控系统的数控加工程序。
目前，绝大多数优秀的 CAD／ CAM软件提供开放式的通用后臵处理文件。使用者可以根据自己的需要打开文件，按照希望输出的数控加工程序格式，修改文件中相关内容。这种通用后臵处理文件，只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。
后臵处理的正向操作是将刀具轨迹数据文件转换为数控加工程序。反之，当需要把数控加工程序转换为刀具轨迹数据文件时，可以使用相关服务命令加以实现。这项功能可以用来对外来数控加工程序进行加工模拟检查。
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1,Pro／ Engineer
Pro／ Engineer软件是美国 PTC公司开发的 CAD／ CAM软件，在我国也有较多用户。它是一种最典型的采用面向对象的统一数据库和全参数化实体造型的软件，可工作在工作站和 UNIX操作环境下，也可以运行在微机的 Windows环境下。 Pro／ Engineer包括从产品的概念设计、详细设计、
工程图、工程分析、模具，直至数控加工的产品开发全过程。
(1) Pro／ Engineer CAD功能。 Pro／ Engineer CAD主要具有简单零件设计、
装配设计、设计文档 (绘图 )和复杂曲面的造型等功能；具有从产品模型生成模具模型的所有功能。可直接从实体模型生成全关联的工程视图，
包括尺寸标注、公差、注释等。还提供三坐标测量仪的软件接口，可将扫描数据拟合成曲面，完成曲面光顺和修改。提供图形标准数据库交换接口，还提供 Pro／ E与 CATIA软件的图形直接交换接口。
(2) Pro／ Engineer CAM功能。它主要具有提供车削加工,2～ 5轴铣削加工、
电火花线切割、激光切割等功能。加工模块能自动识别零件毛坯和成品的特征。当特征发生修改时，系统能自动修改加工轨迹。 20,0版本能提供最佳刀具轨迹控制和智能化刀具轨迹创建，允许编程人员控制整体的刀具轨迹直到最细节的部分。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
2,UG
Unigraphics(UG)是美国 EDS公司发布的 CAD／ CAE／ CAM一体化软件。广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械及模具等领域。国内外已有许多科研院所和厂家选择 UG作为企业的 CAD／ CAM系统。 UG可以运行在工作站和微机,UNIX或
Windows操作环境下。
(1) UG的 CAD功能。 UG提供给用户一个灵活的复合建模，包括实体建模、曲面建模、
线框建模和基于特征的参数建模。无论装配图还是零件图设计，都从三维实体造型开始，可视化程度很高。三维实体生成后，可自动生成二维视图，如三视图、轴侧图、剖视图等。其三维 CAD是参数化的，一个零件尺寸的修改，可使相关零件产生相应的变化。 UG具有多种图形文件接口。
该软件还具有人机交互方式下的有限元解算程序，可以进行应变、应力及位移分析。对二维、三维机构可进行复杂的运动学分析和设计仿真。
(2) UG的 CAM功能。 UG的 CAM是一个功能强劲的、实用的、柔性的 CAM系统。它能提供 2-4轴车削加工，具有粗车、多次走刀、精车、车沟槽、车螺纹和中心钻孔等功能；提供 2～ 5轴或更高的铣削加工，如型芯和型腔铣削；提供粗切单个或多个型腔，沿任意形状切去大量毛坯材料以及加工出型芯的全部功能，这些功能对加工模具和冷冲模特别有用。
UG具有多种图形文件接口，可用于复杂形体的造型设计，特别适合大型企业和研究单位使用。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
Master CAM由美国 CNC软件公司开发，是一种应用广泛的中低档 CAD／ CAM软件，是目前世界上安装套数最多的 CAD／ CAM系统。
V5.0以上版本运行于 Windows或 Windows NT下。
Master CAM可应用于工程图的绘制,2-5坐标的镗铣加工、车削加工,2-4坐标的切割加工、钣金下料、火焰切割等。
Master CAM的主要特点与功能有：
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
（ 1）具有较高的绘图 (CAD)功能：
① 有良好的中文对话式功能表。
② 可做多视窗分割，并可由任意视角预先观看。
③ 可做 2D和 3D尺寸标注及注解，并可绘制工程图纸。
④ 可做 3D变化直径螺旋线，曲线可直接投影于多重曲面上，曲线可延伸，
可熔接两曲线，可沿曲面边界产生曲线，可沿曲面法向产生投影线。
⑤ 可绘制 True Type的所有字型。
⑥ 可绘制举升 (Loft)、昆氏 (Coons)、直纹 (Ruled)、旋转 (Revolve)、扫描 (Sweep)、牵引 (Draft)等曲面。
⑦ 可对两曲面做熔接 (Blend)、变化倒圆角曲面 (Fillet)，曲面补正
(Offset)，曲面修剪延伸 (Trim／ extend)，曲面倒圆角。
⑧ 曲面可做效果逼真的色彩渲染。
⑨ 图形的转换功能，包括镜像、等比例和不等比例缩放、平移旋转、补正等。
⑩ 具有 Undo及 Undelete功能等。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(2) 图挡转换功能。可将如同 Auto CAD,CADKEY,Mi—CAD等其他 CAD绘图软件绘制好的零件图形，经由一些标准或特定的转换挡，像 IGES挡,DXF挡,CADL挡等，转换至 Master
CAM系统内。还可用 BASIC,FORTRAN,PASCAL或 C语言等设计，
并经由 ASCII挡转换至 Master CAM中。反之亦可。
(3)CAM功能。该软件具有较强的 CAM功能，包括：
①具有 2-5坐标的加工功能。
②可用于曲面上雕刻文字图形。
③可设定材料库及刀具库，并自动计算切削条件。
④具有过切检测功能。
⑤刀具路径可编辑、修改、转换 (如镜像、比例缩放、平移、旋转等 )。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(4)仿真与分析：
①可动态模拟刀具运动路径。
②可控制模拟速度。
③可定义素材形状，设定刀具不同颜色。
④可实体切削模拟，并可测量实际切削完成后成品的各处坐标位臵，可计算出实际加工时间。
⑤计算并分析图素。
(5)后臵处理：
① Master CAM提供 400种以上后臵处理程序，如 FANUC,AB,Siemens，
Fadal,Cincin—natit等，以适用于各种不同型号的数控系统。
②可反转不同系统的 NC程序成刀具路径，并进行切削模拟。
③可产生加工报表，其内容包括刀具的加工顺序、加工时间、切削说明及切削条件等。
④可连接数控机床，做一般 NC程序传输及 DNC边传边做之控制。
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（二）图形交互式自动编程系统简介
3,Master CAM
(6) C-HOOK开放式架构系统。图形交互式数控自动编程系统的几何造型主要有两大类：一类是实体造型，另一类是线框架造型。线框架造型通常是以非制式 B样条为模型，以线素方式定义几何造型，是以曲面建模技术与数控加工相结合为基础而发展起来的 CAD／ CAM软件。
①可自行撰写组合程序功能。
②有完整的 3rd party支援架构第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介
4,CAXA制造工程师
,CAXA制造工程师,软件是北京北航海尔软件有限公司开发的具有自主知识版权的 CAD／ CAM软件。
(1)CAXA的 CAD功能主要有：
①提供线框造型、曲面造型方法来生成 3D图形。
②采用 NI爪 BS非均匀 B样条造型技术，能更精确地描述零件形体。
③有多种方法来构建复杂曲面，包括扫描、放样、拉伸、导动、等距、边界网格等。
④对曲面的编辑方法有任意裁剪、过渡、拉伸、变形、相交、
拼接等。
⑤可生成真实感图形。
⑥具有 DXF和 IGES图形数据交换接口。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介
4,CAXA制造工程师
(2)CAXA的 CAM功能主要有：
①支持车削加工，如轮廓粗车、精车、切槽、钻中心孑 L、车螺纹。
②可以对轨迹的各种参数进行修改，以生成新的加工轨迹。
③支持线切割加工，如快、慢走丝切割。
④可输出 G代码的后臵格式。
⑤支持 2～ 5轴铣削加工，提供轮廓、区域,3--5轴加工。
⑥允许区域内有任意形状和数量的岛，分别指定区域边界和岛的起模斜度，自动进行分层加工。
⑦针对叶轮、叶片类零件提供 4～ 5轴加工。
⑧支持钻削加工。
该系统提供丰富的工艺控制参数，多种加工方式 (如粗加工、参数线加工、限制线加工、复杂曲线加工、曲面区域加工、曲面轮廓加工 )，
刀具干涉检查，动感仿真，数控代码反读，后臵处理等功能。
第四节 数控加工自动编程简介三,图形交互式自动编程
（二）图形交互式自动编程系统简介习 题
P16,1,2,4
P76-77,4,5,11,20
