在零件加工過程中引入數字控制技術后,刀具的運動軌跡完全按照數控系統的指令移動,這些不同指令的組合稱為數控程序。在數控加工過程中,刀具切削的基本原理同常規的機械加工沒有本質上的區別,但數控程序的引入使得數控加工與常規的機械加工過程有著顯著的區別。由于數控程序的使用,使得數控加工過程同機械加工技術、計算機應用技術以及數字計算緊密地結合在一起,從而能夠完成各種復雜形狀零件的機械加工。
數控加工指令中,刀具運動位置是以運動功能(G指令)、坐標點的方式給出的。刀具的運動軌跡是以一系列與零件輪廓相關的坐標數據點給出的,這些數據點控制著加工過程中刀具移動的位置,依據機床運動的組合形成不同形式的加工輪廓。
數據點是通過直角坐標系表述的。根據工件形狀和定位裝夾方式設定加工坐標系,編程數值計算包括工件輪廓的基點和節點坐標的計算。
所謂基點是指組成工件輪廓的各幾何元素之間的連接點,如二維平面輪廓中的兩直線交點、直線與圓弧的交點或切點、圓弧與圓弧之間的交點或切點等。對于平面輪廓是直線和圓以外的非圓曲線,如漸開線、樣條曲線等,在數控程序設計時要采用直線或圓弧逼近它們,即將這些曲線按等間距或等弧長分割成許多小段,用直線或圓弧逼近這些小段,從而取代非圓曲線。逼近直線或圓弧小段與曲線的交點或切點稱為節點。節點的計算很復雜,手工計算繁瑣、效率低,通常借助計算機進行節點計算。
1.程序代碼與編程格式
1)程序代碼
目前,數控程序代碼已經標準化,有ISO、EIA兩種格式,其中,絕大多數數控系統采用ISO代碼格式。兩種代碼格式遵循的標準是:
(1)ISO碼:標準NFZ68-010、68-030、68-032。
(2)EIA碼:標準RS244和273A。
2)編程格式
按照標準中規定(ISO/DIS 6983/1附錄C),數控程序中的尺寸數值與數學表達方式一致,例如帶有小數部分的尺寸編程:
X+36相當于X=36mm
X-0.3相當于X=-0.3mm
3)ISO、EIA兩種代碼格式及數控系統數控程度格式的差異
(1)程序開始:
%(ISO標準)
EOR(EIA標準)
一般情況下數控系統閱讀時按該字條識別ISO或EIA碼。
(2)程序結束:
X 0FF(ISO標準)
BS(EIA標準)
4)程序段格式
變量地址格式
小數點:若所有單位為毫米,.01表示1/100mm。
可省略+號、有效數字前的0、空格、制表符及RUBOUT。
數控程序段是完成某一動作的一組指令,由不同的功能、數據按地址格式組合表達。程序段的格式為:
Nxxxx Gxx Xxx Zxx Fxx Mxx Sxx
其中,N、G、X、Y、X等為地址代碼,xxx為數值代碼,數值代碼有不同的規定格式。表達坐標的地址代碼(如X、Y、Z等)稱為坐標功能字,F稱為進給功能字,G稱為準備功能字,M稱為輔助功能字,S稱為主軸速度功能字,T成為刀具功能字。