数控技术_ch4数控编程基础
数控编程基础知识入门
数控编程基础知识入门在现代制造业中，数控编程是一项至关重要的技能。
数控编程能够将设计图纸转化为机床上的加工指令，从而实现自动化的加工过程。
本文将介绍数控编程的基础知识，帮助读者初步了解和掌握数控编程的入门要点。
一、数控编程的概述数控编程是指通过预先设定的机器指令，来控制数控机床进行工件加工的过程。
通过编写数控程序，操作者可以将设计师的想法转化为机器能够识别和执行的指令，从而实现精确、高效的加工。
二、数控编程的基本原理1. 坐标系数控机床使用的是直角坐标系，常见的有绝对坐标和相对坐标两种表示方式。
绝对坐标是相对于工件原点的绝对位置，而相对坐标是相对于当前位置的相对位移。
2. 基本指令数控编程中常用的基本指令包括直线插补、圆弧插补、孔加工等。
直线插补是在两点之间按直线进行加工，圆弧插补则是按照中心点、半径和起始角度进行加工。
3. 编程格式数控编程使用一定的格式进行书写，以保证机床能够正确地执行指令。
常见的编程格式包括G代码、M代码和T代码等。
G代码用于定义加工方式和路径，M代码用于定义机床的辅助功能，T代码用于选择刀具。
三、数控编程语言1. G代码G代码是数控编程中最常用的一种指令。
通过G代码，操作者可以选择加工方式、切削速度、刀具半径补偿等参数。
常见的G代码包括G00、G01、G02、G03等。
2. M代码M代码用于控制机床的辅助功能，例如开启冷却液、换刀等操作。
常见的M代码包括M03、M04、M05等。
3. T代码T代码用于选择刀具。
在数控编程中，每一个刀具都有一个对应的T代码，通过指定T代码，机床会自动选择相应的刀具。
四、数控编程软件为了简化数控编程的过程，提高编程效率，市场上出现了许多数控编程软件。
这些软件提供了直观的用户界面，可以通过图形化的操作来生成数控程序。
常见的数控编程软件包括Mastercam、PowerMill等。
五、数控编程的应用领域数控编程广泛应用于各种制造行业，例如机械加工、汽车制造、航空航天等。
数控编程知识点总结
数控编程知识点总结数控编程是现代制造业中重要的一环，它通过编程指令来控制机床进行加工，大大提高了生产效率和产品质量。
数控编程涉及到许多知识点，从基础的数学知识到机床工艺的理解，都是编程师需要掌握的内容。
下面将对数控编程的各个知识点进行总结，希望对需要学习数控编程的人有所帮助。
一、数学基础知识1. 初等几何初等几何在数控编程中是非常重要的，它涉及到三维坐标系的理解、图形的绘制、切削轮廓的确定等内容。
编程师需要了解欧几里得几何的基本概念，掌握平行、垂直、相交等关系，从而能够绘制出需要加工的零件轮廓。
2. 数学分析数控编程中常用到的数学分析知识有函数的基本概念、导数、积分等内容。
在编程中，需要根据工件的轮廓确定切削轨迹，这就需要使用数学分析的知识来计算切削路径和切削速度。
3. 线性代数线性代数在数控编程中也是很重要的，它主要涉及到矩阵、向量、矩阵变换等内容。
在编程中，需要将三维坐标系的运动转化为矩阵的运算，这就需要编程师对线性代数有深入了解。
4. 概率统计概率统计在数控编程中的应用较少，但是在一些需要模拟加工过程的情况下，它也是很有用的。
通过概率统计的知识，可以模拟出不同切削条件下的加工效果，从而为实际加工提供参考。
5. 解析几何解析几何主要涉及到点、直线、平面等概念的使用，它在数控编程中用来确定工件的刀具路径、工艺路线等内容。
通过解析几何的知识，可以将工件的几何形状转化为数学模型，方便计算出切削路径。
二、机械加工知识1. 加工工艺加工工艺是数控编程师需要了解的基础知识，它主要包括切削原理、加工方法、刀具选择、切削参数等内容。
只有了解了加工工艺，才能确定适当的数控编程策略。
刀具是数控机床上用来切削工件的主要工具，编程师需要了解不同类型的刀具的特点和适用范围，以便在编程中选择合适的刀具。
3. 机床结构机床结构的了解对于数控编程师也是很重要的，它主要包括机床的种类、结构、工作原理等内容。
不同类型的机床有不同的加工特点，编程师需要结合机床的特点来确定编程策略。
数控编程基础方法
刀具参数设置
在数控编程中，需要设置刀具 的参数，如刀具长度、刀具直 径、刀具材料等。这些参数会 影响加工精度和表面质量。
刀具补偿
为了修正刀具的误差和磨损， 需要进行刀具补偿。刀具补偿 包括长度补偿和半径补偿，可 以根据需要进行设置。
HNC-21T编程语言支持多种加工方式和刀具路径的 生成，可以快速生成复杂的加工轨迹。
HNC-21T编程语言的学习曲线相对较平缓，适合初 学者使用。
FANUC-0i-Mate编程语言
FANUC-0i-Mate编程语言是 一种针对FANUC数控系统的编 程语言，具有高度的专业性和 针对性。
FANUC-0i-Mate编程语言支 持多种加工方式和刀具路径的 生成，可以满足各种不同的加 工需求。
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详细描述
在铣削加工编程中，需要确定工件的装夹方式、刀具的路径、切削参数等。编 程时需要考虑到工件的材质、刀具的类型和切削条件等因素，以确保加工质量 和效率。
钻孔加工编程实例
总结词
钻孔加工是数控编程中常见的一种加工方式，主要用于加工各种孔类零件。
详细描述
在钻孔加工编程中，需要确定钻头的直径、钻孔深度、切削参数等。编程时需要 考虑到工件的材质、钻头的类型和切削条件等因素，以确保加工质量和效率。
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数控编程实例
车削加工编程实例
总结词
车削加工是数控编程中常见的一种加工方式，主要用于加工轴类 和盘类零件。
详细描述
在车削加工编程中，需要确定工件的原点位置、刀具的路径、切 削参数等。编程时需要考虑到工件的材质、刀具的类型和切削条 件等因素，以确保加工质量和效率。
数控编程基础教程课件
数控编程语言分为G代码和M代码两种类型。G 代码用于控制机床的运动，M代码用于控制机床 的辅助动作。
G代码和M代码的区别
G代码控制的是机床的移动轨迹，而M代码控制 的是机床的开关状态。
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数控编程语言的特点
数控编程语言是一种高度专业化的语言，需要特 定的培训和学习才能掌握。
数控编程中的坐标系
该软件支持多种编程语 言，如NC代码、TNC代 码等，并提供了全面的 编程工具和调试功能。
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数控编程技巧与优化
数控编程中的参数优化
切削速度
合理选择切削速度能够提高加工效率，同时避免 工件烧伤和刀具过度磨损。
进给速度
适当调整进给速度可以改善表面粗糙度和加工精 度，避免刀具过度磨损。
背吃刀量
选择合适的背吃刀量能够减少加工时间和刀具磨 损，同时保证加工质量。
THANKS
感谢观看
数控编程的流程
数控编程通常包括以下步骤
1. 建立工件的三维模型：使用CAD软件创建工件的三维 模型。
2. 选择合适的加工策略：根据工件的材质、形状和尺寸 等参数，选择合适的加工策略，如粗加工、精加工等。
3. 生成刀具路径：使用CAM软件根据选择的加工策略， 将三维模型转换为刀具路径。
4. 生成数控程序：将刀具路径转换为数控机床可以理解 的程序代码。
产品质量。
02
数控编程基础知识
数控机床简介
数控机床的定义
数控机床是一种通过数字控制技 术来控制机床运动的自动化设备
。
数控机床的组成
数控机床通常由机床主体、数控装 置、伺服系统、测量装置等组成。
数控机床的特点
数控机床具有高精度、高效率、高 可靠性等优点，适用于复杂零件的 加工。
数控编程基础
指令代码及程序格式，编写零件加 修
改
工程序，并进行校核、检查上述两 个步骤的错误。
程序编制 制备控制介质
校验和试切
错误
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数控技术
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第二章 数控编程基础
第一节 数控编程概述
零件图纸
制备控制介质
图纸工艺分析
将程序单上的内容，经 转换记录在控制介质上，作 为数控系统的输入信息，若 程序较简单，也可直接通过 键盘输入。
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第二章 数控编程基础
第二节 数控机床的坐标系
五、绝对坐标编程和相对坐标编程.
绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机 床或工件） 零点计量的编程方式。 相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量 的编程方式（增量坐标编程）。 表达方式：G90/G91； X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方
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数控技术
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第二章 数控编程基础
工艺处理
工艺处理
手 工 编 数学处理 程
磁盘
直接传输
自
动
编
计算机 程
加工程序单 程序校验
穿孔
磁盘
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第二章 数控编程基础
第一节 数控编程概述
手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 自动编程适用于：
形状复杂的零件， 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的
数控技术
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第二章 数控编程基础
第二节 数控机床的坐标系
数控编程基础
第1章 数控机床加工程序编制基础
1.1.8加工中心的种类
（1）立式加工中心：立式加工中心装夹工件方便，便于操作，找正容易，宜于 观察切削情况，调试程序容易，占地面积小，应用广泛。但它受立柱高度及ATC 的限制，不能加工太高的零件，也不适于加工箱体。
（2）卧式加工中心：一般情况下卧式加工中心比立式加工中心复杂、占地面积大，
第1章 数控机床加工程序编制基础
附表：准备M功能字含义表
第1章 数控机床加工程序编制基础
1.2.3程序格式
1、程序段格式
一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中 的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08 N40 X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”， 但它们的功能仍然有效）
在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。 这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下， 就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。
第1章 数控机床加工程序编制基础
（2）机床坐标系的规定 标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛
卡尔直角坐标系决定。 在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为
有能精确分度的数控回转工作台，可实现对零件的一次装夹多工位加工，适合于加 工箱体类零件及小型模具型腔。但调试程序及试切时不宜观察，生产时不宜监视， 装夹不便，测量不便，加工深孔时切削液不易到位（若没有用内冷却钻孔装置）。 由于许多不便使卧式加工中心准备时间比立式更长，但加工件数越多，其多工位加 工、主轴转速高、机床精度高的优势就表现得越明显，所以卧式加工中心适合于批 量加工。
数控技术及编程基础
数控技术及编程基础数控技术及编程基础数控编程什么是数控编程？将编程人员的加工思路或者加工意图传递给机床来执行。
设计、翻译、执行数控编程的方式手工编程和数控编程数控编程的内容和步骤数控编程主要内容包括零件几何尺寸及加工要求分析、数学处理、编制程序、程序输入与试切。
数控编程可按以下步骤进行。
1.图纸工艺分析2.数学处理3.编写程序单及初步校验4.制备控制介质5.输入机床、检验试切数控程序的代码和格式编程的单词和语法：代码（语言）在数控编程中，使用G 指令、M指令及F、S、T指令代码来描述数控机床的运行方式、加工类别，主轴的启、停，冷却液的开、闭等辅助功能以及规定进给速度，主轴转速，选择刀具等。
数控程序的代码和格式常用的M代码及其用途数控程序的代码和格式编程的单词和语法：格式（语法）O6666；程序号M6T1；G90G0G54X_Y_S_M_；。
程序内容（各程序段组成）G0Z100；抬刀M30；程序结束例题(程序号为O1111)（绝对坐标编程调用G54坐标系Z轴快速移动到Z0）（换2号刀）(主轴正转转速400/分钟开冷却液）（直线下刀至Z-10处，速度100mm/mi n）（向Y正向铣到100MM处，主轴停止转动）（冷却液关闭）（Z轴快速移动到Z0）(M30程序结束）O1111G90G54G0Z0.0M06T2S400M3M8G1Z-10.F100Y100.M5M9G00Z0M30指令字1程序号字母数字符号程序指令字2程序段…指令字n数控程序的代码和格式程序的结构：数控程序的代码和格式O0600N0010G92X0 Y0;N0020G90G00X50Y60；N0040G01X10Y50F150S300T12M03；．．．．．．N0100G00X-50Y-60M02；这是一个完整加工程序,它有1个程序号和10个程序段组成。
O0600程序的编号（600号程序）程序地址码（英文字母）数控程序的代码和格式程序号的组成规则程序段的组成规则程序段以程序段号开始，以“;”结束;程序段号：N××××；程序段的一般格式为：N—G—X—Y—Z—F—S—T—M—；尺寸指令刀具功能字进给速度指令主轴转速指令辅助功能字程序段号程序段结束符G指令数控程序的代码和格式例如：N0020G01X25Y-36Z64F100S300T02M03；X-25数字与符号地址码数控程序的代码和格式程序段由若干个程序字组成，程序字由地址码和数字组成。
数控编程基础教程
➢ 自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成 数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部 分工作由计算机来实现。
码的程序段中有效； ● 模态M功能（续效代码）：一组可相互注销的 M功
能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直 有效。
第三章 数控系统编程指令体系
模态 M功能组中包含一个缺省功能，系统上电时 将被初始化为该功能。
M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。 ● 前作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之前执行； ● 后作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之后执行。
能使工件方便地装卡、测量和检验； 工件零点尽量选择尺寸精度较高、粗糙度比较低地工件表面上，以提高加
工精度和同一批零件的一致性； 对于有对称形状地几何零件，工件零点最好选择对称中心上。
第一节 数控编程的几何基础
8 程序原点
➢为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点， 也叫编程原点或程序零点。
(4) 编写程序单
根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具 补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定 代码及程序格式，编写零件加工程序。
(5) 制备控制介质
将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上， 若程序较简单，也可直接通过键盘输入。
第一章 数控机床编程基础
（6） 程序校验和首件试切
控制介质经过校验和试切削后，才能用于正式加工。 平面轮廓零件：用笔代刀、坐标纸代工件进行绘图。 空间曲面零件：可用蜡块、塑料或木料或价格低的 材料作工件，进行试切。
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数 控 技 术
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第一节
概述
在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床不动）或动态显示
第 四 章 数 控 编 程 基 础
（模拟工件的加工过程）的方法，则更为方便。 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首 上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工件的加工误差。首 件试切(在允许的条件下) 件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错 ，还可知道加工精度是否符合要求。
术 由上面的程序可知：
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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数 控 技 术
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数 控 技
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第二节 程序编制的代码及格式
加工程序——由程序名和若干程序段有序组成的指令集。 加工程序——由程序名和若干程序段有序组成的指令集。 程序是由若干程序段组成 程序是由若干程序段组成 程序段是由干指令字组成。 程序段是由干指令字组成。 指令字是由文字（地址符）或与其后所带的数字一起组 指令字是由文字（地址符）或与其后所带的数字一起组 成。 一个程序的最大长度取决于数控系统中零件存贮区的容量 或外存的容量。另外， 或外存的容量。另外，有些数控系统还规定了一个程序段的 字符数， 字符数 ， 如 7M 系统规定字符数 90个 。 因此， 这些在编程前 系统规定字符数90 个 因此 ， 必须了解清楚， 必须了解清楚，否则数控系统便会认为你的程序有语法错误
的修改。
错误 9
数 控 技 术
下午3时59分
第一节
概述
常用的校验和试切方法：
第 四 章 数 控 编 程 基 础
对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、 对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具 、 坐标纸代替工 件进行空运转空运行绘图。 件进行空运转空运行绘图。 对于空间曲面零件， 可用蜡块 、 对于空间曲面零件 ， 可用蜡块、 塑料或木料或价格低的材料 作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。 作工件，进行试切，以此检查程序的正确性。
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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第一节
概述
程序编制分为：手工编程和自动编程两种。 程序编制分为：手工编程和自动编程两种。
手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅 手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅 要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺 知识和数值计算能力） 自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程 自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程 系统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机， 由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序 单和制备控制介质。
）
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数 控 技 术
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第一节
概述
据国外统计：
第 四 章 数 控 编 程 基 础
用手工编程时， 用手工编程时，一个零件的编程时间与机 床实际加工时间之比， 床实际加工时间之比，平均约为 30：1。 30： 数控机床不能开动的原因中， 20~30% 数控机床不能开动的原因中 ， 有 20~30% 是由于加工程序不能及时编制出造成的
编程自动化是当今的趋势！ 编程自动化是当今的趋势！
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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第一节
概述
零件图纸
二、手工编程的内容和步骤
图纸工艺分析
这一步与普通机床加工零件时 的工艺分析相同，即在对图纸 进行工艺分析的基础上，选定 机床、刀具与夹具；确定零件 加工的工艺线路、工步顺序及 切削用量等工艺参数等。
修 改
计算运动轨迹 程序编制 制备控制介质 校验和试切
错误 6
数 控 技 术
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第一节
概述
零件图纸 图纸工艺分析
编制程序及初步校验
第 四 章 数 控 编 程 基 础
根据制定的加工路线、切削用量、 刀具号码、刀具补偿、辅助动 作及刀具运动轨迹，按照数控 系统规定指令代码及程序格式 ，编写零件加工程序，并进行 校核、检查上述两个步骤的错 误。
当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀 具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
下午3时59分
第二节 程序编制的代码及格式
经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在有ISO（ 经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在有ISO（ International Standardization Organization）和EIA(Electronic Organization）和EIA(Electronic Industries Association)两种。 Association)两种。 ●.代码 代码：是文字、数字、符号以及它们组合的总称，又称指 令。它是程序的最小单元。 . 编程指令——系统操作代码的总称 编程指令——系统操作代码的总称 . G指令——准备功能 G指令——准备功能 作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、 作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、刀 偏、暂停等多种操作。 暂停等多种操作。 组成：G后带二位数字组成。100种模态（续效）指令与非 组成：G后带二位数字组成。100种模态（续效）指令与非 模态指令见P26 模态指令见P26 表2-4
Y 75 R25
O2 O3
O 1
X
Z
φ10
rr rr rr rr r rr rr
5 5
rr ` rr r
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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第二节 程序编制的代码及格式
上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程 序段组成。 程序名是该加工程序的标识； 程序名是该加工程序的标识； 程序段是一个完整的加工工步单元，它以N 程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指 令开头，或LF指令结尾； 令开头，或LF指令结尾； M02(M30)作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规 M02(M30)作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规 定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% EM等。 定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% 、EM等。
N01 G91 G17 G00 G42 D01 X85 Y-25* N02 Z-15 S400 M03 M08 * N03 G01 X85 F300 * N04 G03 Y50 I25 * N05 G01 X-75 * N06 Y-60 * N07 G00 Z15 M05 M09 * N08 G40 X75 Y35 M02 *
修 改
计算运动轨迹 程序编制 制备控制介质 校验和试切
错误 7
数 控 技 术
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第一节
概述
制备控制介质
零件图纸 图纸工艺分析
第 四 章 数 控 编 程 基 础
将程序单上的内容，经转换记 录在控制介质上，作为数 控系统的输入信息，若程 序较简单，也可直接通过
修 改
计算运动轨迹 程序编制 制备控制介质
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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第二节 程序编制的代码及格式
2) 子程序标号和调用指令 作用：用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令。 组成： 子程序名字符Q后带两位数字，如Q01,Q21，因此子程序在 子程序名字符Q后带两位数字，如Q01,Q21，因此子程序在 一 个程序最多只100个。 个程序最多只100个。 子程序调用字符< 子程序调用字符<后带四位数字。其中，前两 位数字被调 用和子程序名后两位数字为调用次数。
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
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第一节
概述
手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 自动编程适用于：
形状复杂的零件， 形状复杂的零件， 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件） 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时， 虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算
键盘输入。
校验和试切
错误 8
数 控 技 术
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第一节
概述
零件图纸
程序的校验和试切
第 四 章 数 控 编 程 基 础
所制备的控制介质，必须经过 进一步的校验和试切削，证 明是正确无误，才能用于正 式加工。如有错误，应分析 错误产生的原因，进行相应
修 改
图纸工艺分析
计算运动轨迹 程序编制 制备控制介质 校验和试切
修 改
图纸工艺分析
计算运动轨迹 程序编制 制备控制介质 校验和试切
错误 5
数 控 技 术
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第一节
概述
计算运动轨迹
零件图纸 图纸工艺分析
第 四 章 数 控 编 程 基 础
根据零件图纸上尺寸及工艺线 路的要求，在选定的坐标系内 计算零件轮廓和刀具运动轨迹 的坐标值，并且按NC机床的规 的坐标值，并且按NC机床的规 定编程单位（脉冲当量）换算 为相应的数字量，以这些坐标 值作为编程尺寸。
L 01 08 调用8次 调用01号程 序 调用子程序地址符
3) 程序段标号，程序段结束字符以及变量等。 N *(LF), R0~R9等 。 R0~R9等
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数 控 技 术
第 四 章 数 控 编 程 基 础
段 序 程
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第二节 程序编制的代码及格式
●. 数控加工程序的结构 程序的组成： 程序名：O2000 程序名：O2000