數控機床的有關功能規定

前已敘述，數控機床的核心是數控裝置，這實際上是一臺控制計算機，它是執行運算功能、指揮數控機床進行自動加工的主要組成部分。這些年來，隨著技術的發展，數控系統的功能不斷擴大，人們使用起來日益方便。因此，學習數控系統的功能，弄清它的概念，是數控入門的重要一環。限于篇幅，這里只能把一些常用的基本功能作以介紹。

數控機床程序編制的有關規定

眾所周知，使用數控機床的目的是要有效地高質量地加工出合格的零件來，所謂合格的零件必須是符合圖紙要求的產品。而機床怎么會知道圖紙的要求呢？這必須由人來告訴它。人又是以何種方式、以什么規則和約定告訴給機床的呢？這就必須制定出數控機床程序編制的規則來。換言之，我們必須把零件的圖紙尺寸、工藝路線、切削參數等內容，用數控機床能夠接受的數字及文字代碼來表示，再根據代碼的規定形式制成輸入介質（如穿孔帶、磁帶、卡片等），然后將輸入介質所記載的信息輸入到數控裝置中去，從而才能自動控制機床進行加工。

這種從零件圖到制成輸入介質的過程叫做數控機床的程序編制。數控機床的程序編制分為手工編程和自動編程兩種。手工編程的一般步驟包括工藝處理、運動軌跡的坐標計算、填寫程序單、制備輸入介質和程序校核等。自動編程過程也是按上述步驟進行的，只不過其中的大部分工作是由計算機或自動編程器來完成的。根據輸入方式的不同，自動編程分為語言輸入、圖形輸入和語音輸入三種方式。自動編程語言常見的有APT，SKC—1，ZCX—1等。為了使機床能夠接收所編制的程序，必須有相應的規定。下面分別敘述這些概念。

1、穿孔帶和代碼

數控機床的信息讀入方式有兩種：一是手動輸入方式；二是自動輸入方式。因此作為數控機床信息載體的控制介質也有兩類：一類是自動輸入時的穿孔帶、穿孔卡片、磁帶、磁盤等；另一類是控制臺手動輸入時的鍵盤、波段開關、手動數據輸入（MDI）等等。穿孔帶由于有機械的固定代碼孔，不易受環境（如磁場）的影響，便于長期保存和重復使用，且程序的存儲量大，故至今仍是許多數控機床主要的常用的信息輸入方式。

2、程序段格式

在編制數控機床程序時，首先要根據機床的脈沖當量確定坐標值，然后根據其程序段格式編制數控程序。所謂程序段，就是指為了完成某一動作要求所需的功能“字”的組合。“字”是表示某一功能的一組代碼符號，如X2500為一個字，表示X向尺寸為2500；F20為一個字，表示進給速度為20。程序段格式是指一個程序段中各字的排列順序及其表達形式。常用的程序段格式有三種，即固定順序程序段格式、帶有分隔符的固定順序程序段格式和字地址程序段格式。由于程序段是由功能“字”組成的，因此，以下先介紹常用功能字，然后再介紹程序段格式。

1） 常用功能字

一個程序段中，除了由地址符N為首的三位數組成的序號字（N×××）外，常用的功能字有：準備功能字G；坐標功能字X，Y，Z；輔助功能字M；進給功能字F；主軸轉速功能字S和刀具功能字T等。

（1） 準備功能字。 準備功能字以地址符G為首，后跟二位數字(G00-G99)。 ISO1056 標準對準備功能G的規定見表1—3。我國的標準為JB3208—83，其規定ISO1056—1975(E)等效。 這些準備功能包括：坐標移動或定位方法的指定；插補方式的指定；平面的選擇；螺紋、攻絲、固定循環等加工的指定；對主軸或進給速度的說明；刀具補償或刀具偏置的指定等。 當設計一個機床數控系統時，要在標準規定的G功能中選擇一部分與本系統相適應的準備功能，作為硬件設計及程序編制的依據。標準中那些“不指定”的準備功能，必要時可用來規定為本系統特殊的準備功能。

表 1 — 3 ISO 標準對準備功能 G 的規定

（2） 坐標功能字。坐標功能字(又稱為尺寸字)用來設定機床各坐標之位移量。它一般使用 X，Y，Z ，U ，V ，W ，P ，Q ，R ，A ，B ，C ，D ，E 等地址符為首，在地址符后緊跟著“+”(正)或“—”(負)及一串數字， 該數字一般以系統脈沖當量為單位，不使用小數點。一個程序段中有多個尺寸字時，一般按上述地址符順序排列。

（3） 進給功能字。進給功能字用來指定刀具相對工件運動的速度。其單位一般為 mm/min。當進給速度與主軸轉速有關時，如車螺紋、攻絲等，使用的單位為mm/r。進給功能字以地址符“ F”為首，其后跟一串數字代碼。具體有以下幾種指定方法 ：

① 三位數代碼法：F后跟三位數字，第一位為進給速度的整數位加上“3”，后二位是進給速度的前二位有效數字。如 1728mm/min的進給速度用F717指定；15.25mm/min的進給速度用F515指定；0.1537mm/min 的進給速度用 F315 指定等。

② 二位數代碼法：對于F后跟的二位數字代碼，規定了與00-99相對應的速度表，除00與99外，數字代碼由01向98遞增時，速度是按等比關系上升的。比例系數為10的20次方根( ≈1.12)，即相鄰的后一速度比前一速度增加約12%。如 F20為10mm/min，F21為11.2 mm/min，F54為50 mm/min，F55為560mm/min等。 F00-F99的進給速度對照關系見表1—4。

表 1 — 4 二位數碼法進給速度對照表 mm/min