数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。
一、数控车床的坐标系与运动方向的规定
（一）建立坐标系的基本原则
1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。
2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。
图1-28 右手笛卡尔直角坐标系
3、规定Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴，X轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z轴垂直。
4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。
依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。
图1-29 水平床身前置刀架式数控车床的坐标系
图1-30 倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系
（二）机床坐标系
机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。
1．机床原点
机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。
图1-31 机床原点
2．机床参考点
机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定成（0，0），这就会造成基准的不统一。
数控车床在开机后首先要进行回参考点（也称回零点）操作。机床在通电之后，返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT上显示的Z与X的坐标值均为0。只有完成了返回参考点操作后，刀架运动到机床参考点，此时CRT上显示出刀架基准点在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。
（三）工件坐标系
数控车床加工时，工件可以通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。这样一来在机床坐标系下编程就很不方便。所以编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系，也称编程坐标系，程序中的坐标值均以工件坐标系为依据。
工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定，一般设在图样的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点，工件坐标系原点通常设在工件左、右端面的中心或卡盘前端面的中心。
二、数控车床加工程序结构与格式
（一）程序段结构
一个完整的程序，一般由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。
1． 程序名
FANUC系统程序名是O××××。××××是四位正整数，可以从0000-9999。如O2255。程序名一般要求单列一段且不需要段号。
2．程序主体。
程序主体是由若干个程序段组成的，表示数控机床要完成的全部动作。每个程序段由一个或多个指令构成，每个程序段一般占一行，用“；”作为每个程序段的结束代码。
3． 程序结束指令。
程序结束指令可用M02或M30。一般要求单列一段。
（二）程序段格式
现在最常用的是可变程序段格式。每个程序段由若干个地址字构成，而地址字又由表示地址字的英文字母、特殊文字和数字构成，见表1-2。
表1-2 可变程序段格式
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N |
G |
X U |
Y V |
Z W |
IJK R |
F |
S |
T |
M |
|
程序段号 |
准备功能 |
坐标尺寸字 |
进给功能 |
主轴功能 |
刀具功能 |
辅助功能 |
|||
例如：N50 G01 X30.0 Z40.0 F100
说明：
1、N××为程序段号，由地址符N和后面的若干位数字表示。在大部分系统
中，程序段号仅作为“跳转”或“程序检索”的目标位置指示。因此，它的大小及次序可以颠倒，也可以省略。程序段在存储器内以输入的先后顺序排列，而程序的执行是严格按信息在存储器内的先后顺序逐段执行，也就是说，执行的先后次序与程序段号无关。但是，当程序段号省略时，该程序段将不能作为“跳转”或“程序检索”的目标程序段。
2．程序段的中间部分是程序段的内容，主要包括准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等。但并不是所有程序段都必须包含这些功能字，有时一个程序段内可仅含有其中一个或几个功能字，如下列程序段都是正确的程序段。
N10 G01 X100.0 F100；
N80 M05；
3．程序段号也可以由数控系统自动生成，程序段号的递增量可以通过“机床参数”进行设置，一般可设定增量值为10，以便在修改程序时方便进行“插入”操作。
三、数控车床的编程指令体系
FANUC0i系统为目前我国数控机床上采用较多的数控系统，其常用的功能指令分为准备功能指令、辅助功能指令及其它功能指令三类。
1． 准备功能指令
常用的准备功能指令见表1-3
表1-3 FANUC系统常用准备功能一览表
|
G指令 |
组别 |
功能 |
程序格式及说明 |
|
▲G00 |
01 |
快速点定位 |
G00 X(U)Z(W)； |
|
G01 |
直线插补 |
G01 X(U)Z(W)F； |
|
|
G02 |
顺时针方向圆弧插补 |
G02 X(U)Z(W)RF； G02 X(U)Z(W)IKF； |
|
|
G03 |
逆时针方向圆弧插补 |
||
|
G04 |
00 |
暂停 |
G04 X； 或G04 U；或G04 P； |
|
G20 |
06 |
英制输入 |
G20； |
|
G21 |
米制输入 |
G21； |
|
|
G27 |
00 |
返回参考点检查 |
G27 XZ； |
|
G28 |
返回参考点 |
G28 XZ； |
|
|
G30 |
返回第2、3、4参考点 |
G30 P3 XZ； 或 G30 P4 XZ； |
|
|
G32 |
01 |
螺纹切削 |
G32 XZF；(F为导程) |
|
G34 |
变螺距螺纹切削 |
G34 XZFK； |
|
|
▲G40 |
07 |
刀尖半径补偿取消 |
G40 G00 X(U)Z(W)； |
|
G41 |
刀尖半径作补偿 |
G41 G01 X(U)Z(W)F； |
|
|
G42 |
刀尖半径有补偿 |
G42 G01 X(U)Z(W)F； |
|
|
G50 |
00 14 |
坐标系设定或主轴最大速度设定 |
G50 XZ；或 G50 S； |
|
G52 |
局部坐标系设定 |
G52 X__Z__； |
|
|
G53 |
选择机床坐标系 |
G53 X__Z__； |
|
|
▲G54 |
选择工件坐标系1 |
G54； |
|
|
G55 |
选择工件坐标系2 |
G55； |
|
|
G56 |
选择工件坐标系3 |
G56； |
|
|
G57 |
选择工件坐标系4 |
G57； |
|
|
G58 |
选择工件坐标系5 |
G58； |
|
|
G59 |
选择工件坐标系6 |
G59； |
|
|
G65 |
00 |
宏程序调用 |
G65 PL<自变量指定>； |
|
G66 |
12 |
宏程序模态调用 |
G66 PL<自变量指定>； |
|
▲G67 |
宏程序模态调用取消 |
G67； |
|
|
G70 |
00 |
精车循环 |
G70 PQ； |
|
G71 |
粗车循环 |
G71 UR； G71 PQUWF； |
|
|
G72 |
端面粗车复合循环 |
G72 WR； G72 PQUWF； |
|
|
G73 |
多重车削循环 |
G73 UWR； G73 PQUWF； |
|
|
G74 |
端面深孔钻削循环 |
G74 R； G74 X(U)Z(W)PQRF； |
|
|
G75 |
00 |
外径/内径钻孔循环 |
G75 R； G75 X(U)Z(W)PQRF； |
|
G76 |
螺纹切削复合循环 |
G76 PQR； G76 X(U)Z(W)RPQF； |
|
|
G90 |
01 |
外径/内径切削循环 |
G90 X(U)Z(W)F； G90 X(U)Z(W)RF； |
|
G92 |
螺纹切削复合循环 |
G92 X(U)Z(W)F； G92 X(U)Z(W)RF； |
|
|
G94 |
端面切削循环 |
G94 X(U)Z(W)F； G94 X(U)Z(W)RF； |
|
|
G96 |
02 |
恒线速度控制 |
G96 S； |
|
▲G97 |
取消恒线速度控制 |
G97 S； |
|
|
G98 |
05 |
每分钟进给 |
G98 F； |
|
▲G99 |
每转进给 |
G99 F； |
说明：①答▲的为开机默认指令。
②00组G代码都是非模态指令。
③不同组的G代码能够在同一程序段中指定。如果同一程序段中指定了同组G代码，则最后指定的G代码有效。
④G代码按组号显示，对于表中没有列出的功能指令，请参阅有关厂家的编程说明书。
2．辅助功能指令
FANUC系统常用的辅助功能指令见表1-4
表1-4 常用M指令一览表
|
序号 |
指令 |
功能 |
序号 |
指令 |
功能 |
|
1 |
M00 |
程序暂停 |
7 |
M30 |
程序结束并返回程序头 |
|
2 |
M01 |
程序选择停止 |
8 |
M08 |
冷却液开 |
|
3 |
M02 |
程序结束 |
9 |
M09 |
冷却液关 |
|
4 |
M03 |
主轴顺时针方向旋转 |
10 |
M98 |
调用子程序 |
|
5 |
M04 |
主轴逆时针方向旋转 |
11 |
M99 |
返回主程序 |
|
6 |
M05 |
主轴停止 |
3．其他功能指令
常用的其他功能指令有刀具功能指令、主轴转速功能指令、进给功能指令，这些功能指令的应用，对简化编程十分有利，将在后面的内容中详细介绍。
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