数控加工程序的结构

数控加工程序的结构
1 .字与字的七种功能类型
字(Word )是程序字的简称，在这里它是机床数字控制的专用术语。

它的含义是：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，如X2500 就是“字”。

一个字所含的字符个数叫字长。

常规加工程序中的字都是由一个英文字与随后的若干位十进制数字组成。

这个英文字称为地址符。

地址符与后续数字间可加正、负号。

程序字按其功能的不同可分为七种类型，分别称为顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字、刀具功能字和辅助功能字。

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1 一4 位。

数字部分应为正整数，最小顺序号是Nl 。

在整个程序中，数字的使用不一定要从小到大顺序使用。

顺序号可以用在主程序、子程序和用户宏程序中。

顺序号不是程序段的必用字，用于程序段的复归操作，在主程序或子程序中用于无条件转向的目标，在用户宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标。

一般我们把顺序号和工步号结合起来使用，以便于对程序作校对和检索修改，并直观地体现在加工工艺卡上。

准备功能(Preparatory function )字的地址符是G ，所以又称为G 功能或G 指令。

它的含义是：建立机床或控制系统工作方式的一种指令。

准备功能字中的后续数字大多为两位正整数(包括00 )。

不少机床对前置“O ”允许省略，所以见到数字是一位时，实际是两位的简写，如Gl 实际上是G01 。

随着数控机床功能的增加，Goo ? Ggg 已不够使用，所以有些数控系统的G 功能字的后续数字已经使用三位数。

目前G 功能字的标准化程度较低，各生产厂家以便依据1501 056 一1 975 ( E )国际标准制订自己的数控系统。

国内制订了JB / T3208 一1999 部颁标准。

所以，编程人员在编程时必须遵照机床系统说明书的规定，不可凭经验行事。

尺寸字也叫尺寸指令。

尺寸字在程序段中主要用来指令机床的刀具运动到达的坐标位置。

表示暂停时间等指令也列人其中。

地址符用得较多的有三组，第一组是X 、Y 、Z 、U 、V 、W 、P 、Q 、R ，主要用于指令到达点的直线坐标尺寸，有些地址如X 、P 还可以用于在G04 后指定暂停时间;第二组是A 、B 、C 、D 、E ，主要是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，但是各系统往往还有一些差别。

如FAUNC 用R 指令圆弧的半径，而在大限铁工所的系统中则用L 指令圆弧的半径。

尺寸字中的数值的具体单位。

编程时数值的单位一定要和机床的单位一致，特别是在数值中使用小数点时，一定要十分小心，一旦漏写，就会导致刀具轨迹错误，使工件报废.
进给功能字的地址符用F ，所以又称为F 功能或F 指令。

它的功能是指令切削的进给速度。

现在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。

对于车床，可分为每分钟进给和主轴每转进给两种;对于车削之外的控制，一般只用每分钟进给。

F 地址符在螺纹切削程序段中还常用来指令导程。

主轴转速功能字用来指定主轴的转速，单位为r / min ，地址符使用S ，所以又称S 功能或S 指令。

中档以上的数控机床的主轴驱动已采用主轴控制单元，它们的转速可以直接指令，即用S 的后续数字直接表示每分钟主轴转速(RPM )。

不过现在用得较多的主轴单元的允许调幅还不够宽，为增加无级变速的调速范围，需加人几档齿轮变速，那么S 指令要与相应的辅助功能指令配合使用。

刀具功能字用地址符T 及随后的代码化效字来表示，所以也称为T 功能或T 指令。

T 指令的功能含义主要是用来找定即附月的刀具号。

对于车床，其后的数字还兼作指定刀具长度(含X 、
Z 两个宁向)补偿和刀具半径补偿用，即T 后的代码化数字可达6 位，两两分别代表刀具号、刀尖圆弧半径补偿号、刀具长度补偿号。

而大多数铣削中心T 后为数车只表示刃其号，刀具长度补偿号和刀具半径补偿号则另外用H 或D 地址杆及随后的效宇来表示。

辅助功能字由地址粉挽及随后有代仍化效字1 ? 3 位组成(大多数两位)，所以也称为M 功能或M 指令。

它用来指令数控机床的辅助装置的接通和断开(即开关动作)，表示机床各种辅助动作及其状态。

与G 指令一样，M 指令在实际使用中的标准化程度也不高。

2 .程序段格式
程序段是可作为一个单位来处理的连续字组，它实际是数控加工程序中的一句。

多数程序段是用来指令机床执行某一个动作。

每个程序段一般占一行，各程序段之间用程序段结束符分开。

同一程序段中各个指令字的位置可以任意排列，而且有些指令字所功能可以延续，前面已有的而后面的语句中又不必变化的可不再重写。

所以在这种格式中，程序段的字长是不固定的。

3 .程序格式
常规加工程序由开始符、程序名、程序主体、程序结束指令和程序结束符组成。

程序的开始符和结束符是同一个字符，在150 代码中是%，在EIA 代码中是ER 。

程序名多以英文字O 打头，后跟l 一4 位数字，也有的可由若干个英文字、数字混合组成。

程序主体一般包括整个程序的初始化、每个工步的初始化和每个工步加工数据等。

我们常在工步之间增加一条暂停指令，这样便于加工前的试切削运作。

同时，在暂停指令程序段中写人跳步指令(也称单节删除指令)，全称叫程序段跳步(越)选择指令，书面符号是一条斜杠“/ "。

跳步指令的作用是在程序不变的前提一i ，操作人员可以对程., y 中的指令作出执行或不执行的选择。

这种选择一般是通过将操作面板上的跳步选择开关扳向ON 或OFF 来实现的。

该开关ON 时，跳步指令起作用，本程序段的指令不执行;反之，跳步开关不起作用，本程序段的指令执行。

这样，试切削时，跳步开关扳向OFF ，暂停指令起作用;正式切削时，跳步开关扳向ON ，暂停指令不执行，程序即可自动往下运行。

下面介绍的是在加工中心上运行的NC 程序格式.
加工中心是一种功能较全的数控机床。

它把铣削、镬削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。

加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工中心中由程序自动选用和更换。

这是它与数控铣床、数控毽床的主要区别。

就其自身的结构和配备的功能而言，加工中心能实现三轴联动或多轴联动，还能实现一些辅助功能，如各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、过载超程自动保护、故障自动诊断、丝杠螺距误差补偿、丝杠间隙补偿等。

因此，加工中心具有性能稳定、综合加工能力强、自动化程度高、可实现无人化操作等特点，能够延长开机时间，提高设备利用率。

加工中心一般用来加工精度要求较高、形状较为复杂、加工内容较多的工件。

为了能够充分发挥加工中心的优点，实现加工过程的自动化、无人化操作，关键之处在于编制出高质金的NC 程序。

编制NC 程序时应考虑的内容，一是数控加工工艺问题，包括加工内容、加工顺序、加工工步划分、选择合理的刀具、确定合理的刀具路径及其参数等，这是对编程人员工艺能力的检验;二是怎样充分发挥数控机床的功能，就加工中心而言，即如何将机床的自动换刀(ATC )功能、刀具补偿功能、固定循环功能、呼叫副程序功能等应用到编制的NC 程序中，发挥加工中心的综合切削能力，这是对编程人员机床知识和数控加工经验的检验。

实现加工中心完全自动化操作，即
完成工件装夹、原点找正、获取刀具长度补偿值和半径补偿值等准备工作以后，加工中心就可以按照编好的NC 程序自动执行，直到工件加工完毕，无需操作人员另作干预。

这个环节在编程时可利用循环嵌套的思路得以实现。

加工中心开机后必须执行的动作，首先是机床自身的初始化，即执行机床原点复归，设置机床的机械坐标系统;然后建立待加工工件的工件坐标系统(NC 程序所确定的坐标系统)与机械坐标系统之间的联系。

如果已充分做好准备工作，即可执行加工动作。

NC 程序中每个工步的头尾都包含一些相同的内容，即开头的初始化程序段如调用加工刀具、获取刀具参数信息等，结尾的恢复初始状态程序段如取消刀具补偿、取消固定循环、回到换刀位置等，使得每个工步做到、从哪里来回那里去。

同时保证整个NC 程序都能做到这一点，其框架如图5 一3cl 所示，并以FANUC 系统为例，具体说明每个程序段所起的作用如下：
需要说明的是程序中设定工件坐标系采用G92 而不是G54 ~G59 系列的设置法，其原因在于采用G92 把工件坐标系原点偏置值直接保留在程序中，而G54 ~G59 则把工件坐标系原点偏置值设定为机床参数，G92 更具灵活性和安全性，对使用FANUC 系统的同行，这点是值得细加体会的。

这种程序格式条理清晰，编程时不易出错，便于检查和校对，有效地实现自动化过程的连续性和完整性，如果机床具有多轴联动功能，也很容易按这种思路进行延拓，相对来说是比较合理的。

4 .常用指令集
作者：汽车模具 /。