数控加工程序编制指南：工艺信息转化与机床坐标系设定详解

数控加工程序编制指南：工艺信息转化与机床坐标系设定详解

就单单来说数控加工程序编制，它其实就是这么个过程，把加工零件所需要的各种各样工艺信息，还有辅助动作，依照特定的运动顺序，以及编程格式，去转化成指令代码，进而生成加工程序单。而这些程序单是数控加工的核心所在，它们对机床的每一个动作都起着指导作用，以此来保证零件能够被精确并且高效地加工完成。

机床的坐标系与运动方向设定

在数控加工当中，机床的直线运动遵从右手笛卡儿直角坐标系，该坐标系含有X、Y、Z三个轴，其定义顺序是先确定Z轴，接着是X轴，最后才是Y轴，对于那些让工件旋转的机床，像车床，其X轴的正方向规定为刀具远离工件的方向，而对于刀具旋转的机床，比如立式铣床，当刀具作为Z轴时，面对刀具主轴和立柱，右方向就是X轴的正方向，另外，三个旋转轴的坐标系分别跟X、Y、Z轴平行，并且右手螺纹的前进方向被界定为正向。

数控车床的基本指令

1）程序格式

加工程序通常由三部分组成：程序开头、程序内容和程序结尾。

程序开头是从程序号起始的，程序号一般是由字符“%”并且后面跟着四位数字来表示的，它的作用是用来标识加工程序开始的 。

程序内容由多个程序段构成，每个程序段含有一个再者多个信息字，信息字由地址符以及数据符字母组成，它是指令的最小单元 。

辅助功能M02程序内容末端可用于表示程序结束，辅助功能M30表示程序执行完成后会返回起点，程序结尾可借助这二者来表示 。

2）程序段格式

目前常用的是字地址程序段格式，其应用标准为-85。

一个典型的字地址程序段格式如下：

无法按照要求改写，因为句子中包含英文单词，题目明确禁止使用英文单词。

这里面，N001是拿来代表第一个程序段的，G01是用来表示直线插补的，X0以及Z - 0分别是指X和Z坐标方向的移动量，F、S、T分别象征着进给速度、主轴转速还有刀具号，M03意味着主轴依照顺时针方向进行旋转，LF表示程序段结束 。

3）数控系统中的基本功能代码

（1）程序段序号：如NN20等，用于标识不同的程序段。

准备功能中，G00至G99是一系列可让数控装置执行特定操作的功能代码，它们被分成模态代码，还有非模态代码两种，模态代码如G01，指定后会持续有效，一直到被同组其他G代码如G03替代，而非模态代码仅在指定程序段有效，下一程序段需用时必须重新书写，比如G04 。

（3）快速点定位指令G00，它属于一种模态代码，该代码命令刀具，刀具要以点定位方式，从当前所在位置，快速移动到指定的目标位置，不过它不要求运动轨迹 。

它的指令书写格式是这样的，为：那么G00它是X＿Z＿ 。需要留意注意的是，刀具实际的运动路线并非那种直线，而是折线，所以因此在去使用G00指令的时候，必须得一定要仔细认真地去确认，刀具与工件以及夹具之间是不是是否存在具有干涉的可能性，以免防止发生碰撞事故，尤其是特别是在处于快速移动状态的情况下时，碰撞的风险更是显著突出 。

而后，我们着手去知晓直线插补指令G01。这是一种直线运动指令，它同样归属于模态代码范畴。它准许刀具在两坐标或者三坐标之间，以插补联动的形式，依照指定的F进给速度（单位乃mm/min）开展任意斜率的直线运动。其指令书写格式是：G01 X＿Z＿F＿。需要留意的是，F指令也是模态指令，能够借助G00指令进行取消。要是在G01程序段之前的程序段未曾涵盖F指令，那么机床将会维持静止状态。因此，在编写G01程序时，确保包含F指令是必不可少的。

在此之外存在圆弧插补指令G02以及G03，其采用笛卡尔坐标判断，此指令用于命令刀具，在指定平面之内，以给定的F进给速度开展圆弧运动，进而切削出所需的，如弧状而非直线状等的轮廓，在车床上开展圆弧加工之时，必须同时运用G02以及G03来指定圆弧的顺逆时针方向，并且运用XZ来指定圆弧的终点坐标以及半径。

其指令书写格式呈现这般模样：G02/G03 X＿Z＿R＿ 。除此之外，存在着一系列辅助功能，像是机床的启动与停止、转向情况，切削液的开启与关闭态势，主轴的转向状态等，这些功能借助M代码（像M0M01等）予以指定。与此同时，具备进给功能F，它的作用是用于指定刀具的进给速度；存在主轴功能S，其用于设定主轴的转速；另外还有刀具功能T，它是用于换刀操作的。在编写数控程序之际，还得留意程序编号的结构以及程序段顺序号的用法 。

工件坐标系的设定是极其关键重要的，这是由于工件跟机床坐标系一般情况下并不相互重合，为了将编程予以简化，我们是需要去建立一个工件坐标系的，这样能够让刀具在此坐标系当中进行精准的加工，G50指令是用来设定刀具起刀点或者换刀点到工件原点的距离的，其中X坐标以及Z坐标分别是代表着刀尖在工件坐标系里的起始位置，需要值得注意留意的是，对于拥有具备刀具补偿功能的数控机床而言，对刀误差是可以通过经由刀具偏移来进行补偿的，借此从而降低了对于机床调整的精确度的要求。

数控车床基本对刀方法有试切对刀法，有机械检测对刀仪对刀，还有光学检测对刀仪对刀。采用G50 U W指令能够实现坐标系平移，就是用新坐标值替换旧坐标值，以此相互转换机床坐标系与工件坐标系。要特别留意的是，在机床坐标系中，坐标值反映的是刀架中心点与机床原点的距离。而在工件坐标系中，这些坐标值代表的是刀尖与工件原点的距离。