1.4 數控加工程序

1.4.1 數控加工程序的結構

數控加工程序由為使機床運轉而給予數控裝置的一系列指令的有序集合構成。一個完整的程序由程序起始符、程序號、程序內容、程序結束和程序結束符五部分組成。例如：

根據系統本身的特點及編程的需要，每種數控系統都有一定的程序格式。對于不同的機床，其程序格式也不同，因此編程人員必須嚴格按照機床說明書規定的格式進行編程，靠這些指令使刀具按直線、圓弧或其他曲線運動，控制主軸的回轉和停止、切削液的開關、自動換刀裝置和工作臺自動交換裝置等的動作。

? 程序起始符。程序起始符位于程序的第一行，一般是“%”“$”等。不同的數控機床，起始符也有可能不同，應根據具體數控機床說明書使用。

? 程序號，也稱為程序名，是每個程序的開始部分。為了區別存儲器中的程序，每個程序都要有程序編號。程序號單列一行，一般有兩種形式：一種是以規定的英文字母（通常為O）為首，后面接若干位數字（通常為2位或4位），如O 0001；另一種是以英文字母、數字和符號“_”混合組成，比較靈活。程序名具體采用何種形式，由數控系統決定。

? 程序內容。程序內容是整個程序的核心，由多個程序段（Block）組成。程序段是數控加工程序中的一句，單列一行，用于指揮機床完成某一個動作。每個程序段又由若干個指令組成，每個指令表示數控機床要完成的動作。指令由字（word）和“；”組成。而字是由地址符和數值構成，如X（地址符）100.0（數值）、Y（地址符）50.0（數值）。字首是一個英文字母，稱為字的地址，它決定了字的功能類別。字的長度和順序一般不固定。

? 程序結束。在程序末尾一般有程序結束指令，如M30或M02，用于停止主軸、切削液和進給，并使控制系統復位。M30還可以使程序返回到開始狀態，一般在換工件時使用。

? 程序結束符。程序結束符是指程序結束的標記符，一般與程序起始符相同。

1.4.2 數控指令

數控加工程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（Address）和數值（Number）兩部分組成，地址通常是某個大寫字母。數控加工程序中地址代碼的意義如表1.4.1所示。

一般的數控機床可以選擇米制單位毫米（mm）或英制單位英寸（in）為數值單位。米制可以精確到 0.001mm，英制可以精確到 0.0001in，這也是一般數控機床的最小移動量。表1.4.2列出了一般數控機床能輸入的指令數值范圍，而數控機床實際使用范圍受到機床本身的限制，因此需要參考數控機床的操作手冊而定。例如，表 1.4.2 中的 X 軸可以移動±99999.999mm，但實際上數控機床的X軸行程可能只有650mm；進給速率F最大可輸入10000.0mm/min，但實際上數控機床的進給速率可能限制在3000mm/min以下。因此，在編制數控加工程序時，一定要參照數控機床的使用說明書。

下面簡要介紹各種數控指令的意義。

1.語句號指令

語句號指令也稱程序段號，用以識別程序段的編號。它位于程序段之首，以字母N開頭，其后為一個2～4位的數字。需要注意的是，數控加工程序是按程序段的排列次序執行的，與順序段號的大小次序無關，即程序段號實際上只是程序段的名稱，而不是程序段執行的先后次序。

2.準備功能指令

準備功能指令以字母G開頭，后接一個兩位數字，因此又稱為G代碼，它是控制機床運動的主要功能類別。G指令從G00～G99共100種，見表1.4.3。

3.輔助功能指令

輔助功能指令也稱作M功能或M代碼，一般由字符M及隨后的兩位數字組成。它是控制機床或系統輔助動作及狀態的功能。JB/T 3208—1999標準中規定的M代碼從M00～M99共100種。表1.4.4所示的是部分輔助功能的M代碼。

4.其他常用功能指令

? 尺寸指令——主要用來指令刀位點坐標位置。如X、Y、Z主要用于表示刀位點的坐標值，而I、J、K用于表示圓弧刀軌的圓心坐標值。

? F功能——進給功能。以字符F開頭，因此又稱為F指令，用于指定刀具插補運動（切削運動）的速度，稱為進給速度。在只有X、Y、Z三坐標運動的情況下，F代碼后面的數值表示刀具的運動速度，單位是mm/min（數控車床還可為mm/r）。如果運動坐標有轉角坐標A、B、C中的任何一個，則F代碼后的數值表示進給率，即F=1/Δt，Δt為走完一個程序段所需要的時間，F的單位為1/min。

? T功能——刀具功能。以字符T開頭，因此又稱為T指令，用于指定采用的刀具號，該指令在加工中心上使用。Tnn 代碼用于選擇刀具庫中的刀具，但并不執行換刀操作，M06用于啟動換刀操作。Tnn不一定要放在M06之前，只要放在同一程序段中即可。T指令只有在數控車床上，才具有換刀功能。

? S功能——主軸轉速功能。以字符S開頭，因此又稱為S指令。主軸的轉速，以其后的數字給出，要求為整數，單位是r/min。速度范圍從1r/min到最大的主軸轉速。對于數控車床，可以指定恒表面切削速度。