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目录1

前言1

第1章　编程基础1

1.1　数控机床的组成及工作原理1

1.1.1　数控机床的组成1

1.1.2　数控机床的工作原理2

1.2　零件加工程序的编制方法2

1.2.1 概述2

1.2.2　直接编程2

1.2.3 CAM辅助编程3

1.3　坐标系及坐标方向3

1.3.1　标准坐标系4

1.3.2　坐标轴及方向的确定4

1.3.5　工件坐标系5

1.3.4　机床坐标系5

1.3.3　电气坐标系5

1.4　程序编制的工艺处理6

1.4.1　确定机床和数控系统6

1.4.2　工件的安装与夹具的确定6

1.4.3　编程原点的设定7

1.4.4　刀具的确定7

1.4.5　确定走刀路线和工步顺序8

1.4.6　换刀点及对刀点的确定9

1.5　编写数控加工技术文件9

1.6　编写零件加工程序10

第2章　基本编程指令12

2.1　概述12

2.2　准备功能（G功能）13

2.3.1　插补原理14

2.3　插补功能14

2.3.2　定位（G00）15

2.3.3　单方向定位（G60）16

2.3.4　直线插补（G01）（含直线插补算法）16

2.3.5　圆弧插补（G02、G03）（含圆弧插补算法）18

2.3.6　螺旋线插补（G02、G03）25

2.3.7　等螺距螺纹切削（G33）26

2.4　进给功能26

2.4.1　快速进给速度26

2.4.2　切削进给速度（G94、G95、G93）26

2.4.3 自动加减速27

2.4.4　程序段拐角处的速度控制指令（G09、G61、G64、G63、G62、G04）29

2.5　自动返回参考点31

2.5.1 自动返回参考点（G28）31

2.5.3 自动返回参考点校验（G27）32

2.5.2　从参考点自动返回（G29）32

2.5.4 自动返回第二、三、四参考点（G30）33

2.6　坐标系33

2.6.1　机床坐标系（G53）33

2.6.2　工件坐标系设定（G92、G54～G59）34

2.6.3　局部坐标系（G52）37

2.6.4　坐标平面选择（G17、G18、G19）38

2.7　坐标尺寸指令39

2.7.1　绝对值指令（G90）和增量值指令（G91）39

2.7.2　极坐标系指令（G15、G16）39

2.7.3　英制／米制转换（G20、G21）40

2.7.4　常用式小数点输入／计算器式小数点输入41

2.8　主轴速度功能（S功能）42

2.9.1　刀具选择指令43

2.9　刀具功能（T功能）43

2.9.2　刀具的选择方式44

2.9.3　刀具寿命管理44

2.10　辅助功能（M功能、B功能）47

2.10.1　辅助功能（M功能）47

2.10.2　第二辅助功能（B功能）50

2.11　程序的构成50

2.11.1　程序纸带的构成50

2.11.2　程序的构成54

第3章　简化编程和补偿功能60

3.1 固定循环60

3.1.1　概述60

3.1.3　钻孔加工循环（G81、G82、G73、G83）63

3.1.2　取消固定循环（G80）63

3.1.4　攻螺纹循环（G74、G84）64

3.1.5　镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87）65

3.1.6　指定固定循环时的注意事项67

3.1.7　固定循环功能应用举例68

3.2　任意角度倒角与倒圆70

3.3　ECS的GAP几何轮廓自动编程72

3.3.1　几何元素的定义72

3.3.2 目标点的判别73

3.3.3　程序段数据74

3.3.4　GAP编程举例76

3.4　NUM的PGP几何轮廓自动编程78

3.4.1　几何元素的描述78

3.4.2　特征点的判别78

3.4.4　程序段数据79

3.4.3　程序段格式79

3.4.5　倒棱与过渡圆弧编程举例81

3.4.6　PGP编程举例81

3.5　A_B的GTL几何轮廓自动编程82

3.5.1　一般规定82

3.5.2　几何元素定义83

3.5.3　GTL编程举例84

3.6　刀具补偿功能85

3.6.1　刀具长度补偿（G43、G44、G49）85

3.6.2　刀具长度自动测量（G37）87

3.6.3　刀具偏置补偿（G45～G48）89

3.6.4　刀具半径补偿B（G39～G42）92

3.6.5　刀具半径补偿C（G40～G42）（含刀具半径补偿偏置矢量的计算）98

3.6.6　补偿量的编程输入（G10）126

3.7.1 比例缩放功能127

3.7　比例缩放功能（G50、G51）127

3.7.2　镜像加工129

3.8　坐标系旋转功能（G68、G69）130

3.8.1　坐标系旋转功能130

3.8.2　坐标系旋转功能与其他功能的关系131

第4章　ISO代码指令编程应用134

4.1　零件加工程序的编写134

4.2　孔加工程序的编程138

4.2.1　用孔加工刀具加工孔138

4.2.2　用铣刀铣孔145

4.2.3　螺纹的切削（铣削）加工146

4.2.4　孔加工中典型孔位的编程148

4.3　轮廓加工编程148

4.3.1　轮廓加工的编程148

4.3.3　旋转重复图形轮廓的编程151

4.3.2　环形封闭轮廓的编程151

4.3.4　平移图形轮廓的编程154

4.3.5　镜像加工编程157

4.3.6　多件加工程序的编制158

4.3.7　带回转轴轮廓的编程159

4.3.8　非圆曲线轮廓的编程159

4.3.9　列表曲线轮廓的编程160

4.4　平面加工程序的编制160

4.4.1　无界平面加工程序的编制161

4.4.2　挖腔程序的编制161

4.4.3　不规则形状挖腔程序的编制162

4.4.4　带弧岛的挖腔程序的编制162

4.5　曲面加工程序的编制163

4.6　零件加工程序的评价和优化164

4.6.1　零件加工程序的评价164

4.6.2　用CAM编制的零件加工程序的优化165

4.7　零件加工程序运行中的安全问题170

4.7.1　程序数据的设置方法171

4.7.2　安全换刀子程序172

第5章　用户宏程序功能174

5.1　概述174

5.2　用户宏程序功能A174

5.2.1　用户宏指令174

5.2.1.1　子程序调用（M98）174

5.2.1.2　用M代码进行子程序调用174

5.2.2 自变量指定175

5.2.2.1 自变量指定的地址和变量的对应关系175

5.2.1.4　宏程序模态调用（G66、G67）175

5.2.1.3　用T代码进行子程序调用175

5.2.2.2　G代码组号和自变量号的对应关系176

5.2.3　用户宏程序本体177

5.2.3.1　用户宏程序本体的结构177

5.2.3.2　变量的表示与引用177

5.2.3.3　变量的种类177

5.2.3.4　宏程序的运算与控制指令（G65）180

5.2.3.5　关于用户宏程序本体的注意事项184

5.2.4　宏程序举例185

5.2.4.1　螺栓孔循环185

5.2.4.2　方孔内腔加工186

5.2.4.3　接口信号188

5.2.4.4　从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ）189

5.2.5　模式数据输入功能189

5.2.5.1　模式名称显示191

5.2.5.2　模式数据显示193

5.3　用户宏程序功能B195

5.3.1 用户宏程序调用指令（用户宏程序命令）195

5.3.1.1　非模态调用（单一调用）（G65）195

5.3.1.2　模态调用（G66、G67）196

5.3.1.3　使用G代码的宏程序调用197

5.3.1.4　使用M代码的宏程序调用198

5.3.1.5　用M代码调用子程序198

5.3.1.6　用T代码调用子程序199

5.3.1.7　M98（子程序调用）和G65（用户宏程序调用）之间的区别199

5.3.1.8　多重调用199

5.3.1.9　用户宏程序的嵌套和局部变量的级200

5.3.2　用户宏程序本体201

5.3.2.1　用户宏程序本体的格式201

5.3.2.2　变量的表示与引用202

5.3.2.3　变量类型203

5.3.2.4　运算指令215

5.3.2.5　控制指令218

5.3.2.6　用户宏程序语句和NC语句222

5.3.3　用户宏程序使用限制224

5.3.4　宏程序举例225

5.3.4.1　螺栓孔循环225

5.3.4.2　方孔内腔加工226

5.3.4.3　接口信号227

5.3.4.4　从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ）227

5.3.5　外部输出指令228

5.3.5.1　开始命令POPEN228

5.3.5.2　数据输出命令BPRNT、DPRNT228

5.3.5.6　编程举例229

5.3.5.5　注意事项229

5.3.5.4　使用该功能时要求的设定229

5.3.5.3　结束命令PCLOS229

5.3.6　中断型用户宏程序232

5.3.6.1　中断指令（M96、M97）232

5.3.6.2　中断类型233

5.3.6.3　从宏程序中断返回233

5.3.6.4　用户宏程序中断和模态信息234

5.3.6.5　用户宏程序中断和位置信息235

5.3.6.6　宏程序中断和宏程序模态调用235

5.3.6.7　宏程序中断和程序起动235

5.3.6.8　宏程序中断应用举例235

5.4　跳跃功能（G31）236

第6章　用户宏程序功能的编程应用238

6.1　可变切深深孔加工固定循环功能的编程238

6.2.1 圆弧均布孔位计算宏程序的编程240

6.2　典型孔位计算宏程序的编程240

6.2.2　矩阵均布孔位计算宏程序的编程242

6.3　铣孔宏程序的编程243

6.4　规则形状挖腔宏程序的编程245

6.4.1 圆孔挖腔宏程序的编制245

6.4.2　矩形腔挖腔宏程序的编制247

6.5　几何轮廓直接编程（GDP）功能的编程253

6.5.1　几何轮廓的分析253

6.5.2　指令中使用的符号和含义256

6.5.3　直线—直线（含等边倒角、过渡圆弧）的宏功能编程256

6.5.4　直线—圆弧（含过渡圆弧）的宏功能编程259

6.5.5 圆弧—直线（含过渡圆弧）的宏功能编程264

6.5.6　圆弧—圆弧（含过渡圆弧和切线）的宏功能编程269

6.5.7　应用举例273

6.5.8.1　直线数据的输入275

6.5.8　数据输入方式的改进275

6.5.8.2　圆弧数据的输入276

6.5.8.3　数据的还原、处理与整理277

6.5.8.4　编程举例279

6.6　非圆曲线轮廓的宏程序编程280

6.6.1 平面非圆曲线轮廓的宏程序编程280

6.6.2　柱面曲线轮廓的宏程序编程282

6.6.3　空间曲线轮廓的宏程序编程288

6.7　组合解析曲面加工的宏程序编程289

6.8　车削数控系统改造成单轴外圆磨削数控系统的宏程序编程298

6.9　用宏程序功能编制零件测量数据的处理程序303

6.10　PC在数控编程中的应用307

后记308

数控系统编程能力的现状与展望308