数控机床的程序编制

数控机床加工不需要通过手工去进行直接操作，而是严格按照一套特殊的命令，并经机床数控系统处理后，使机床自动完成零件的加工。这一套特殊命令的作用，除了与工艺卡的作用相同外，还能被数控装置所 " 接收 " 。这种能被机床数控系统所接受的指令集合，就是数控机床加工中所必需的加工程序。

由于加工程序是人的意图与数控加工之间的桥梁，所以，掌握加工程序的编制过程，是整个数控加工的关键。

1、程序编制的概述

一、 程序编制的概念及分类

在数控机床上加工零件，首先要编制零件的加工程序，然后才能加工。程序包含加工零件的全部工艺过程，工艺参数和位移数据，再以信息的形式记录在控制介质上，用控制介质的信息来控制机床，完成零件的全部加工。从分析零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全过程，称为程序编制。

程序编制有两种方法：手工编程和自动编程。由操作者或程序员以人工方式完成整个加工程序编制工作的方法，称为手工编程。在作好各种有关的准备工作之后，主要由计算机及其外围设备组成的自动编程系统完成加工程序编制工作的方法，称为自动编程。

二、程序编制的一般过程：

1 、 图样分析 包括对零件轮廓形状、有关标注及材料等项要求所进行的分析。

2 、 辅助准备 包括建立编程坐标系、选择对刀方法、对刀点位置及机械间隙值等。

3 、 工艺处理 其内容包括：刀具的选择，加工余量的分配，加工路线的确定等。

4 、 数学处理 包括尺寸分析与作图、选择处理方法、数值计算等。

5 、 填写加工程序单 按照数控系统规定的程序格式和要求填写零件的加工程序单。

6 、 制备控制介质 数控机床在自动输入加工程序时，必须有输入用的控制介质，如磁带、软盘等。有的也可以直接用键盘输入程序。

7 、 程序校验 可以通过模拟运行及首件试切来进行校验工作。

2、国际标准 ISO 的有关规定

目前 ISO 代码已在国内外的数控机床中广泛采用。

一、 坐标系的建立

该标准规定在数控机床上建立坐标系应使用右手直角笛卡尔坐标系。

1 、 Z 轴

标准规定机床传递切削力的主轴轴线为 Z 轴，同时规定远离工件的方向为 Z 轴的正方 向。如图 2-1 所示。

2 、 X 轴

在水平面内垂直于 Z 轴的直线为 X 轴，且刀具远离工件的方向为 X 轴的正方向。如图 2-1 所示。

3 、 Y 轴

Y 轴可根据已确定的 X 、 Z 按右手笛卡尔坐标系来确定。

二、绝对坐标与增量坐标

绝对坐标 -- 所有坐标均以某一固定原点来计量的坐标叫绝对坐标，用 X ， Z 来表示。如图 2-2 中所示， A 点的绝对坐标为（ 1 ， 2 ） B 点的绝对坐标为（ 4 、 5 ）。

增量坐标 — 表示终点坐标值相对于起点坐标值的增量，刀具远离工件为正值，靠近工件为负值，在 X 方向上用 U 来表示，在 Z 方向上用 W 来表示。如图 2-2 中所示，假设刀具从 A 运动到 B 点，那么， B 点的增量坐标就为（ 3 ， 3 ）。

三、程序的格式

1 、程序的构成

每个程序都由若干条程序段组成。每一条程序段都是一个控制指令。

2 、字、程序段及其格式

字是程序字的简称。它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，如 X1234.5 就是由 8 个字符组成的一个字。

能够作为一个单位来处理的一组连续的字，称为程序段。程序段是组成加工程序的主体，一条程序段就是一个完整的机床控制信息。程序段的格式是指对程序段中各字，字符和数据的安排所规定的一种形式。 ISO 标准 的格式，也是我们现有数控车床所采用的格式是使用地址符格式。例如： N 0080 G 01X12Z 20F 200 就是一条完整的程序段，它是由顺序字 N0080 ，功能字 G01 ，尺寸字 X12 和 Z20 以及功能字 F200 所组成，顺序字是由字母 N 后跟一到四位数字所组成。

四、起始点、参考点、机械原点的定义

起始点（刀具起始点）是程序启动时刀具的开始位置，为使刀尖正确地定位，需进行刀具偏置补偿。刀具在起始点经过刀补后的刀尖位置为参考点（不考虑刀尖半径）。坐标原点即工件坐标系原点。机械原点为机床上的刀尖固定基准点。

五、直径编程

为了编程的方便，坐标系原点通常设定在工件的对称轴上，并且 X 、 U 值为直径量。例如： U – 100 ，是指刀具沿 X 轴负方向进给 50mm ； X100 是指刀具进给至工件直径 100mm 处。