数控编程基础知识
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2023年3月17日发(作者：关于中国梦的手抄报)数控编程的基本内容与一般步骤
2008年02月22日星期五19:32
在普通机床上加工零件时，首先应由工艺人员对零件进行工艺分析，制定零件加工的工艺规程，包括机床、刀
具、定位夹紧方法及切削用量等工艺参数。同样，在数控机床上加工零件时，也必需对零件进行工艺分析，制
定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的
信息输入到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全部加工。我们将从零件图样到制作数控机
床的控制介质并校核的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。数控编程是数控加工的重要步骤。
理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样要求的合格零件，同时应能使数控机床的功能得到合理的利用与充
分的发挥，以使数控机床能安全可靠及高效地工作。一般来讲，数控编程过程的主要内容包括：分析零件图样、
工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工。数控编程的具体步骤与要求
如下：1．分析零件图首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定
该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工。同时要明确加工的内容和要求。2．工艺处
理在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工路
线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。数控加
工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，而数控编程就是将数控加工工艺内容程序化。制定数控加工工艺
时，要合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数
控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；尽量缩短加工路线，正确地选择对刀点、换刀点，减少换刀次数，
并使数值计算方便；合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳；避免刀具与非加工面的干涉，
保证加工过程安全可靠等。有关数控加工工艺方面的内容，我们将在第2章2.3节及2.4节中作详细介绍。3．数
值计算根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位
数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、
圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀具中心的运动轨
迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加
工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算一般要用计算机来完成。有关数值计算的内容，我们将在第3
章中详细介绍。
4．编写加工程序单根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数
控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。
5．制作控制介质把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输
入或通信传输送入数控系统。6．程序校验与首件试切编写的程序单和制备好的控制介质，必须经过校验和试切
才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中，让机床空运转，以检查机床的运动
轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这
些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，要进行零件的首件试切。当发现有加
工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。二数控编程的方法数
控编程一般分为手工编程和自动编程两种。1．手工编程手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数
值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令
及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多
的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编
程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一
定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。2．自动编程自动编程是
利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动
地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床
工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。小结：本章主要讲述了
数控设备的产生和发展、数控机床的加工原理、数控加工特点及应用以及数控编程的基础知识。要求读者了解
数控设备产生及发展的过程，数控机床的组成以及各部分的基本功能，数控机床的加工特点。掌握数控编程的
主要内容及步骤，并能根据零件形状及生产周期选择合适的加工方法。
数控编程技巧：数控加工必备的基础知识
2008年02月07日星期四17:06
1》什么是顺铣？什么是逆铣？数控机床的顺铣和逆铣各有什么特点？顺铣:切削力F的水平分力Fx的方向与
进给方向的f相同,这种铣削方式.逆铣:切削力F的水平分力Fx的方向与进给方向的f相反,这种铣削方式顺
铣特点:①易产生窜动,需要加顺铣机构.（因为丝杠镙母之间的间隙）②加工表面质量比逆铣高.（适用于精
加工）逆铣特点:①工作稳定性高,不需逆铣机构②加工表面质量比顺铣低（刀具磨损很快）2》数控铣削加
工时进刀﹑退刀方式有那些？答：退刀的方式主要有以下这些：1?沿坐标轴的Z轴方向直接进行进刀、退
刀2?沿给定的矢量方向进行进刀或退刀3?沿曲面的切矢方向以直线进刀或退刀4?沿曲面的法矢方向进刀
或退刀5?沿圆弧段方向进刀或退刀6?沿螺旋线或斜线进刀方式对于加工精度要求很高的型面加工来说，应
选择沿曲面的切矢方向或沿圆弧方向进刀、退刀方式，这样不会在工件进刀或退刀处留下驻刀痕迹而影响工件
的表面加工质量。3》确定铣刀进给路线时，应考虑哪些因素？答：进给路线包括平面内进给和深度进给两部
分路线。对平面内进给，对外轮廓从切线方向切入，对凹轮廓从圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削
平面槽行凸轮，深度进给有两种方法：一种方法是在xy或(yz)平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方
法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀既定深度。3》数控铣削加工时程序起始点﹑返回点和切入点﹑切出点
的确定原则是什么？答：①起始点﹑返回点确定原则在同一程序中起始点和返回点最好要相同，如果一零件
的加工需要几个程序来完成，那么这几个程序的起始点和返回点也最好完全相同，以免引起加工操作上的麻烦。
起始点和返回点的坐标值也最好设X和Y值均为零，这样能使操作方便。②切入点选择的原则既在进刀或
切削曲面的过程中，要使刀具不受损坏。一般来说，对粗加工而言，选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点。
因为该点的切削余量较小，进刀时不易损坏刀具。对精加工而言，选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲
面的切入点。因为在该点处，刀具所受的弯矩较小，不易折断刀具。③切出点选择的原则主要考虑曲面能连
续完整地加工及曲面与曲面加工间的非切削加工时间尽可能短，换刀方便，以提高机床的有效工作时间。对被
加工曲面为开放型曲面，有曲面的两个角点可作为切出点，按上述原则其一：若被加工曲面为封闭型曲面，则
只有曲面的一个角点为切出点，自动编程时系统一般自动确定。（mastercam中有提示下刀点。能很方便的解决
这些问题）4)数控车床夹具选择：三爪卡盘、四爪单动卡盘夹具要根据加工工件的类行来选择，轴类工件的
夹具有三爪卡盘、四爪单动卡盘、自动夹紧拨动卡盘、拨齿、顶尖、三爪拨动卡盘等。盘类工件的夹具有可调
式卡爪和速度可调卡盘。（现多采用液压卡盘，装软爪加工物料）5)什么是工序﹑工步？构成工序和工步的
要素各有哪些？答：1.一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺
过程，称为工序。划分工序的依据是工作地是否变化和工作是否连续。2。在加工表面和加工工具不变的情况
下，所连续完成的那一部分工序内容，称为工步。6)什么是工艺信息？工艺信息包括哪些内容？答：工艺信
息是指通过工艺处理后所获得的各种信息。这些信息有：工艺准备刀具选择；加工方案(包括走刀路线、切削
用量等)及补偿方案等各方面信息。加工实践经验的积累，是获得工艺信息的有效途径。划分工步的依据是加
工表面和工具是否变化。7)、数控加工工艺的主要内容包括哪些？答：（1）选择并确定数控加工的内容；（2）
对零件图进行数控加工的工艺分析；（3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定；（4）数控加工工
艺方案的制定；（5）工步、进给路线的确定；（6）选择数控机床的类型；（7）刀具、夹具、量具的选择
和设计；（8）切削参数的确定；（9）加工程序的编写、校验与修改；（10）首件试加工与现场问题的处理；
（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档。数控编程技巧：学数控必须掌握的几个要点（初学必读本）
2008年02月07日星期四17:11
一、数控机床坐标系规定
数控坐标系是以刀具相对静止工件运动为原则
数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，如下图所示，规定
了X、Y、Z三个直角坐标轴的方向，这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。根据右手螺旋法则，
我们可以确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。
z轴坐标的确定：
(1)与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标.
(2)若无主轴则Z坐标垂直于工件装夹面。
(3)若有几个主轴，可选一个垂直于装夹面的轴作为主轴并确定为Z坐标。
Z轴的正方向-----增加刀具和工件之间距离的方向。
X轴坐标的确定：
(1)没有回转刀具或工件的机床上，X轴平行于主要切削方向且以该方向为正方向。
(2)在回转工件的机床上，X方向是径向的且平行于横向滑座，正方向为刀具离开工件回转中心的方向。
(3)在回转刀具的机床上：若Z坐标水平，由刀具主轴向工件看，X坐标正方向指向右方；若Z坐标垂直，由刀
具主轴向立柱看，X坐标正向指向右方。
Y轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定。
二、机床坐标系原点：
机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点或机床零位。是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置，
其作用是使机床与系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。并用M表示。该点是确定机床参考点的基准。
三、机床参考点：
用R表示，它是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床
出厂前由机床厂精密测量确定的。
机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的，机床参考点是机床上的一个固定点，其与机床零
点间有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的X、Z正向最大极限位置。在机床每次通电之后，工作之前，
必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床回零操作，确
定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐
标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意
变动。
四、浮动原点:
当机床参考点不能或不便满足编程要求时，可根据工件位置而自行设定的一个相对固定的而又不需永久存储
其位置的原点。具有浮动原点指令功能的机床，允许将其测量系统的基准点或程序原点设在相对于机床参考点
的任何位置上。
五、刀架相关点:
从机械意义上说，所谓寻找机床参考点，就使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点
在机床坐标系中的坐标位置。所谓刀具的长度补偿即刀尖相对于该点的长度尺寸即刀长。实际上数控机床往往
使用刀库中的某把刀作为基准刀具，其他刀具的长度补偿均是刀尖相对该刀具刀尖的长度尺寸，对刀则由基准
刀具完成。
六、工件坐标系：
工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由
编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。
数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面与Z轴的交点上。是以工件右
端面与Z轴的交点作为工件原点的工件坐标系。同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也随
之改变。因此，数控编程时，应该首先确定编程原点，确定工件坐标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后，
通过对刀确定。
七、对刀
在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数
控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。
在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数
控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。
数控车床对刀方法基本相同，首先将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如
下：1）回参考点操作采用ZERO或HOME（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此
时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。2）试切对刀先
用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持X向尺寸不变，Z向退刀，然后，停止主轴，测量工件外圆直径
D,根据不同的数控系统输入刀具的X向刀具长度补偿。如图1-22所示。再将工件端面车一刀，z向尺寸不变，
X向退刀，根据不同的数控系统输入刀具的z向刀具长度补偿。3）建立工件坐标系程序运行时刀具添加
相应对刀时的补偿值,刀具即处于编程的坐标系,工件坐标系即建立。
初学数控车床操作常见安全故障及解决办法
数控车床加工中，特别是对于刚刚接触或初学者，经常会出现异常情况，这些突发异常情况出现时，轻者损
坏刀具，工件报废，重者损伤机床的卡盘及电动刀架，严重影响机床精度，甚至伤及操作人员人身安全。以下
针对操作中问题加以分析其产生原因和预防、解决方法，请初学数控读者在以后的操作中注意。一、编程（1）
走刀路线：所谓走刀路线即按图纸、工艺单要求，确定加工路线，为保证零件的尺寸和位置的精度，选择适当
的加工顺序和装夹方法。在其确定过程中，要注意遵循先粗后精、先近后远、内外交*等一般性原则，编程中应
将工件的余量考虑进去，避免事故发生。（2）工件中遇槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向
垂直，进刀速度不能以“G0”速度快进，避免刀具和工件相撞。（3）普通螺纹加工时刀具起点位置要相同，“X”
轴起点终点坐标要相同，避免乱扣和锥螺纹产生。（4）进退刀点选择时要注意，进刀不能撞工件、退刀应先
离开工件。G0指令在进退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用，如：G0X100Z100；应改为：G0
X100；Z100；两句完成。（5）G01指令中F值过大可能会出现两种情况，一是机床不动，伺服系统报
警，二是刀具移动速度非常快（大于G0）,出现撞车事故。产生原因是程序开始按每转进给而下面程序中按每
分进给，编制出现“F00、F200”等情况,程序一旦执行将出现以上事故。（6）编程时换刀要注意应给刀具足够
空间，尤其是镗孔刀，要到机床上实际测量确定换刀点。如遇工件较长需顶尖支撑，更应特别注意。二、机
床数控系统本身原因由于加工时进行各种操作，如输入刀补、插入程序，执行后进行删除等操作过多，使随
机存储器PMA芯片中执行程序混乱，系统执行时出现错误，X或Z向出现丢步，造成撞车。EPROM芯片、系
统主板或驱动板中元件有损坏，造成执行程序出错。为避免这种情况出现，要经常检查机床系统，发现异常及
时找专业人员解决。三、误操作操作人员对键盘功能键具体含义不熟悉，操作不熟练，对机床功能参数误
修改,易造成撞车等事故。（1）在输入刀补值时，有时“＋”号输成“－”号，“2.25”输成“225”，经常会出现机
床启动后刀具直接冲向工件及卡盘，造成工件报废，刀具损坏，机床卡盘撞毁等事故。（2）回零或回参考点
时顺序应为先X轴后Z轴方向，如果顺序不对，机床小拖板会和机床尾架相撞。注意：初学者在没有完全弄懂
机床功能前尽量不要修改机床功能参数，一定要弄清基本原理。应严格按照操作规程进行操作，输入程序或刀
补数值后应反复检查后方可操作。四、机床本身机械故障步进电机出现机械故障，或者由于步进电机下
的接线在操作中被拉断，步进电机与滚珠丝杠之间连接销钉脱落，使电机与拖板之间移动不同步，或丝杠中有
异物（如切屑等），造成机床两轴中其中一个方向不动或移动缓慢，使机床出现撞车事故。操作时应做到观其色，
听其声，发现异常及时处理，机床导轨及丝杠使用完毕应清理干净。五、机床坐标系理解不清数控车床通
常有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定
坐标系原点，也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械
坐标系是由参考点来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建立了。坐标系一经建立，
只要不切断电源，坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系，我们把Z轴与工件轴线重合，X
轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系，它应该与编程坐标系一致，能否让编程坐标
系与工坐标系一致是数控车床操作的关键。往往初学者有一错误认识，数控车床操作十分简单，会编程序，
程序模拟后没问题，基本机床机构弄明白，就可以进行机床操作。实际上在没有把机械坐标系（参考点）、编程
坐标系、工件坐标系完全理解的情况下就进行编程操作是十分容易出现机床事故的。数控车床事故，尤其是
撞车现象应以预防为主。首先操作人员应熟悉系统的各种操作，系统功能键应掌握，达到能熟练操作；这样在
操作中，减少失误，将误操作的概率降至最低点；特别是对开始使用系统的初学者来说，应对照操作步骤，一
步一步的进行，避免失误；操作人员编程时，应根据工件特点进行；退刀和回零的顺序是先退X向，还是先退
Z向，应按工件的形状及加工位置确定；对刀完成后应依次验证各刀具补偿是否正确；操作者应注意机床的保
养；在平时加工后，导轨应擦拭干净，避免切解屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内，造成加工出现误差，损伤导
轨，影响加工。
项目一数控铣床基本操作
[学习目标]
通过本项目学习，掌握数控铣床的基本结构及其各轴移动方向对应的坐标轴；理解坐标系的确立原则以及机床
上几种坐标系的联系与区别；掌握M、S、T指令在程序中的用法；增量与绝对坐标系的使用与铣床的对刀过
程。
[知识点]
本课题主要讲解以下知识点：
1、弄清楚机床结构及其移动方向对应坐标轴；
2、坐标系的确立原则；
3、机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的联系与区别；
4、绝对坐标与增量坐标；
5、M、S、T指令。
6、对刀过程；
[学习内容]
一、坐标系的确立
1、坐标系及运动方向
(1)坐标系的确定原则
①刀具相对于静止工件而运动的原则
这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样，确定机床的
加工过程。
②标准坐标（机床坐标）系的规定
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床
上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。
标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，如图1-1中规定了X、Y、Z三个直角坐标轴的方向，这个坐
标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行，它与安装在机床上并且按机床的主要直线导轨找正的工件相关。
根据右手螺旋方法，我们可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。
图1-1右手笛卡儿直角坐标系
③运动的方向
数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。
（2）坐标轴方向的确定
①先确定Z坐标
Z坐标的运动是由传递切削动力的主轴所规定的。即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀
具离开工件的方向。
如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果机床有几个主轴，则选
垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。
②再确定X坐标
X坐标一般是水平的，它平行于工件的装夹平面。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
a)如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
b)如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向
右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
③再确定Y坐标根据X和Z坐标的运动方向，按照右手直角笛卡尔坐标系来确定。
(3)数控机床的坐标简图
图1-2数控立式升降台铣床图1-3数控转盘式冲床
二、坐标系的原点
在确定了机床各坐标轴及方向后，还应进一步确定坐标系原点的位置。
1、机床原点
数控铣床的原点：
在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见图1-4所示。
图1-4铣床的机床原点
2、工件坐标系原点（编程原点）
编程原点是编程人员根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件
的设计基准或工艺基准上，并考虑到编程的方便性，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用数控机床相应的坐
标轴方向一致，铣床的编程原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件对称中心处，进刀深度方向上的零
点，大多取在工件上表面。
3、加工原点
加工原点也称程序原点。是指零件被装卡好后，相应的编程原点在机床原点坐标系中的位置。在加工过程中，
数控机床是按照工件装卡好后的加工原点及程序要求进行自动加工的。加工原点如图1-4中的O3所示。加工
坐标系原点在机床坐标系下的坐标值X3、Y3、Z3，即为系统需要设定的加工原点设置值。
因此，编程人员在编制程序时，只要根据零件图样确定编程原点，建立编程坐标系，计算坐标数值，而不必考
虑工件毛坯装卡的实际位置。对加工人员来说，则应在装卡工件、调试程序时，确定加工原点的位置，并在数
控系统中给予设定（即给出原点设定值），这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。
三、绝对坐标与增量坐标
刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出，即称为绝对坐标。如下图1-5（a）所示：A、
B点的坐标值为：XA=10，YA=12，XB=30，YB=37。
图1-5绝对坐标与增量坐标
刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于前一位置，而不是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量坐
标。常使用尺寸字中的第二组坐标U、V、W（分别与X、Y、Z平行且同向）表示。图1-5（b）中，B点的坐
标是相对于前面的A点给出的，其增量坐标为：UB=20，VB=25。
四、M、S、T功能
1、辅助功能M代码
辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开
关动作。常用的M代码如下表1-1所示。
表1-1
2、主轴功能字S代码
主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，常见单位为转/每分钟(r/min)，例如：S600表示主轴以
600r/min的速度旋转。S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。S所编程的主轴转速可以借助机
床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。
3、刀具功能字T代码
T代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号，如T0101表示选用1号刀及选用1号
刀具补偿存储器中的补偿值。
五、对刀
对刀的方法很多，这里我们介绍常用的试切法。
试切三步法：
1、机床回零，确定机床坐标系；
2、计算编程原点在机床坐标系中的坐标值；
1）X、Y方向对刀：用刀具靠近毛坯的一端，移动X轴试切如图1-6所示：CRT界面中的X坐标值为刀具中
心的X坐标，记为X1，数据记录后，抬起Z轴，将机床反向移开，移动到工件另一侧，用同样的方法得到
X2；则工件上表面中心X的坐标为（X1+X2）/2的值。
图1-6X、Y方向对刀
Y方向对刀采用与X对刀同样的方法。得到工件中心的Y坐标，记为Y。
2）Z方向对刀完成X，Y方向对刀后，移动Z轴，用刀具靠近毛坯的表面，当有较多切屑飞出则刀具完全接
触毛坯表面，这时记下显示屏上的Z值，即“Z”，通过对刀得到的坐标值（X，Y，Z）即为工件坐标系原点在
机床坐标系中的坐标值。
3、在G54坐标中设置X、Y；在刀具补偿——长度补偿（H）中1号补偿输入Za的值。
[思考与练习]
1.任意给定两个坐标轴的方向，练习根据右手笛卡儿原则判定第三个坐标轴方向。
2.如图1-7所示零件的编程原点可如何选择，其坐标轴位置又如何？
图1-7平面轮廓零件
3.M、S、T代码在程序中有何作用？
4.对刀的目的是什么？
1）程序结构
程序段是可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段程序。零件加工程序的主体由
若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段
结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。
（2）程序格式
常规加工程序由开始符(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)组成。程序的
最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。
程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。现在的数控机床一般都使用存储式的程序运行，此时
M02与M30的共同点是:在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主轴、冷却液和进给，并使控制系
统复位。M02与M30在有些机床(系统)上使用时是完全等效的，而在另一些机床(系统)上使用有如下不同：用
M02结束程序场合，自动运行结束后光标停在程序结束处；而用M3O结束程序运行场合，自动运行结束后光
标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动钮就可以再次运行程序。虽然M02与M30允许与其它程序
字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段。
程序名位于程序主体之前、程序开始符之后，它一般独占一行。程序名有两种形式:一种是以规定的英文字(多
用O)打头、后面紧跟若干位数字组成。数字的最多允许位数由说明书规定，常见的是两位和四位两种。这种形
式的程序名也可称作程序号。另一种形式是，程序名由英文字、数字或英文、数字混合组成，中间还可以加入“—”
号。这种形式使用户命名程序比较灵活，例如在LC30型数控车床上加工零件图号为215的法兰第三道工序的
程序，可命名为LC30-FIANGE-215-3，这就给使用、存储和检索等带来很大方便。程序名用哪种形式是由数控
系统决定的。
%
O1001
N0G92X0Y0Z0
N5G91G00X50Y35S500MO3
N10G43Z-25T01.01
N15G01G007Z-12
N20G00Z12
N25X40
N30G01Z-17
N35G00G44Z42M05
N40G90X0Y0
N45M30
%
（3）程序段格式
程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式(blockformat)。数控历史上曾经用过固定顺序格式
和分隔符(HT或TAB)程序段格式。这两种程序段格式己经过时，目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，
又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许
程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的
方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。
数控机床的编程说明书中用详细格式来分类规定程序编制的细节：程序编制所用字符、程序段中程序字的顺序
及字长等。例如:
/NO3G02X+053Y+053I0J+053F031S04T04M03LF
上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X+053、Y+053表示所
加工圆弧的终点坐标；I0、J+053表示所加工圆弧的圆心坐标；F031为加工进给速度；S04为主轴转速；T04
为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；LF程序段结束指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:
在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，
通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。
（4）主程序与子程序
编制加工程序有时会遇到这种情况：一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序要使用它。我们可以
把这组程序段摘出来，命名后单独储存，这组程序段就是子程序。子程序是可由适当的机床控制指令调用的一
段加工程序，它在加工中一般具有独立意义。调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调子程序
的指令也是一个程序段，它一般由子程序调用指令、子程序名称和调用次数等组成，具体规则和格式随系统而
别，例如同样是“调用55号子程序一次”，FANUC系统用“M98P55。”，而美国A-B公司系统用“P55x”。
子程序可以嵌套，即一层套一层。上一层与下一层的关系，跟主程序与第一层子程序的关系相同。最多可以套
多少层，由具体的数控系统决定。子程序的形式和组成与主程序大体相同：第一行是子程序号(名)，最后一行
则是“子程序结束”指令，它们之间是子程序主体。不过，主程序结束指令作用是结束主程序、让数控系统复位，
其指令已经标准化，各系统都用M02或M30；而子程序结束指令作用是结束子程序、返回主程序或上一层子
程序，其指令各系统不统一，如FANUC系统用M99、西门子系统用M17，美国A—B公司的系统用M02等。
在数控加工程序中可以使用用户宏(程序)。所谓宏程序就是含有变量的子程序，在程序中调用宏程序的指令
称为用户宏指令，系统可以使用用户宏程序的功能叫做用户宏功能。执行时只需写出用户宏命令，就可以执行
其用户宏功能。
用户宏的最大特征是：
●可以在用户宏中使用变量；
●可以使用演算式、转向语句及多种函数
●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的加工，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，对这一类零件编制加工程序，而不需要对每一个零件都编一个程序。在加工同一类零件只是尺寸不同
时，使用用户宏的主要方便之处是可以用变量代替具体数值，到实际加工时，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。