4.2 编程的基本原理

4.2.1 坐标系

（1）机床坐标系

机床坐标系的作用是为了确定机床的运动方向和运动距离，必须在机床上建立坐标系，以描述刀具和工件的相对位置及其变化关系。如图4-1所示为一个基本配置的典型卧式数控车床。在该机床上Z轴通过机床主轴中心线指向尾架，X轴径向离开工件为正。一般按刀架位置确定X轴的指向，按由中心指向刀架设定X正方向。机床坐标系原点一般设在卡盘端面上，以便于工件安装后位置的设定。机床开机后无法实现回原点运行，一般通过回参考点实现对原点的校验，从而建立起机床坐标系。

图4-1 数控车床机床坐标系

（2）工件坐标系

工件坐标系是编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序起点的，该坐标系的原点可由使用人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致并且与之有确定的尺寸关系。工件坐标系原点的选择，原则上应尽量使编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小。一般情况下，工件原点应尽可能选在尺寸标注基准或定位基准上；对称零件编程原点应尽可能选在对称面上；没有特殊情况则常选在工件右端面，如图4-2所示。

（3）工件坐标系的设置

加工工件时，工件必须定位夹紧在机床上，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在Z坐标上产生机床原点与工件原点的坐标偏移量，该值作为可设定零点偏移量输入到给定的数据区，即偏置寄存器中。当NC程序运行时，此值可以用一个对应的编程指令进行选择调用，从而确定工件在机床上的装夹位置。而系统中偏置寄存器使用的代码是G54～G59。

图4-2 工件坐标系

用G54～G59确定坐标系步骤：

首先用手动方式使刀架回机床参考点。在MDI方式，调用01号基准刀到加工位置。然后用外圆车刀先试车一外圆，把刀具沿Z轴正向退一段距离，测量外圆直径后，输入到对应的工件坐标系中测量刀具，即可设定X轴的坐标值。

切削工件端面到中心，记录当前Z轴坐标，输入到对应的工件坐标系中测量刀具，即可设定Z轴的坐标值。

4.2.2 程序结构

数控加工中，为使机床运行而送到CNC的一组指令称为程序。每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是由若干字组成，每个字又由字母和数字组成。即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。

（1）程序名

程序名为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。如在三菱系统中，采用英文字母“O”和接在后面的最多8位数值作为程序名。例如O12345678。

（2）程序内容

程序内容是整个程序的核心，由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令组成，它代表机床的一个位置或一个动作，每一程序段结束用“；”号表示。

（3）程序结束

以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号。

例如：

程序编号：O12345678

程序内容：N001 G92 X50.0 Y40.0；

N002 G90 G00 X28.0 T01 S1000 M03；

N003 G01 X-8.0 Y8.0 F200；

N004 X0 Y0；

N005 X28.0 Y30.0；

N006 G00 X50.0；

程序结束段：N007 M02；

（4）可被跳跃的程序段

有些程序不需要在每次运行中都执行的程序段可以被跳跃过去，为此需要在这些程序段的段号之前输入反斜线符“/”。通过操作机床控制面板上，当可选单节跳跃开关为ON时，单节开头带有“/”代码的单节被跳跃，可选单节跳跃开关为OFF时，执行可选单节跳跃。可选单节跳跃用的“/”代码务必附加在单节的开头。如果插入到单节的中间，则作为用户宏的除法运算命令加以使用。

例如：

N20 G1 X25./Z25.；……………错误（用户宏的除法运算命令，此时为程序错误）

/N20 G1 X25.Z25.；……………正确

（5）注释

利用加注释的方法可在程序中对程序段进行必要的说明，以便于操作者理解编程者的意图。注释仅作为对操作者的提示在屏幕上，需要“；”与程序段隔开。系统并不对其进行解释执行，因此不受编程语法限制，甚至可用于中文表达。