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前言 1
第1章 编程基础 1
1.1 数控机床的组成及工作原理 1
1.1.1 数控机床的组成 1
1.1.2 数控机床的工作原理 2
1.2 零件加工程序的编制方法 2
1.2.1 概述 2
1.2.2 直接编程 2
1.2.3 CAM辅助编程 3
1.3 坐标系及坐标方向 3
1.3.1 标准坐标系 4
1.3.2 坐标轴及方向的确定 4
1.3.5 工件坐标系 5
1.3.4 机床坐标系 5
1.3.3 电气坐标系 5
1.4 程序编制的工艺处理 6
1.4.1 确定机床和数控系统 6
1.4.2 工件的安装与夹具的确定 6
1.4.3 编程原点的设定 7
1.4.4 刀具的确定 7
1.4.5 确定走刀路线和工步顺序 8
1.4.6 换刀点及对刀点的确定 9
1.5 编写数控加工技术文件 9
1.6 编写零件加工程序 10
第2章 基本编程指令 12
2.1 概述 12
2.2 准备功能（G功能） 13
2.3.1 插补原理 14
2.3 插补功能 14
2.3.2 定位（G00） 15
2.3.3 单方向定位（G60） 16
2.3.4 直线插补（G01）（含直线插补算法） 16
2.3.5 圆弧插补（G02、G03）（含圆弧插补算法） 18
2.3.6 螺旋线插补（G02、G03） 25
2.3.7 等螺距螺纹切削（G33） 26
2.4 进给功能 26
2.4.1 快速进给速度 26
2.4.2 切削进给速度（G94、G95、G93） 26
2.4.3 自动加减速 27
2.4.4 程序段拐角处的速度控制指令（G09、G61、G64、G63、G62、G04） 29
2.5 自动返回参考点 31
2.5.1 自动返回参考点（G28） 31
2.5.3 自动返回参考点校验（G27） 32
2.5.2 从参考点自动返回（G29） 32
2.5.4 自动返回第二、三、四参考点（G30） 33
2.6 坐标系 33
2.6.1 机床坐标系（G53） 33
2.6.2 工件坐标系设定（G92、G54～G59） 34
2.6.3 局部坐标系（G52） 37
2.6.4 坐标平面选择（G17、G18、G19） 38
2.7 坐标尺寸指令 39
2.7.1 绝对值指令（G90）和增量值指令（G91） 39
2.7.2 极坐标系指令（G15、G16） 39
2.7.3 英制／米制转换（G20、G21） 40
2.7.4 常用式小数点输入／计算器式小数点输入 41
2.8 主轴速度功能（S功能） 42
2.9.1 刀具选择指令 43
2.9 刀具功能（T功能） 43
2.9.2 刀具的选择方式 44
2.9.3 刀具寿命管理 44
2.10 辅助功能（M功能、B功能） 47
2.10.1 辅助功能（M功能） 47
2.10.2 第二辅助功能（B功能） 50
2.11 程序的构成 50
2.11.1 程序纸带的构成 50
2.11.2 程序的构成 54
第3章 简化编程和补偿功能 60
3.1 固定循环 60
3.1.1 概述 60
3.1.3 钻孔加工循环（G81、G82、G73、G83） 63
3.1.2 取消固定循环（G80） 63
3.1.4 攻螺纹循环（G74、G84） 64
3.1.5 镗孔循环（G85、G89、G86、G88、G76、G87） 65
3.1.6 指定固定循环时的注意事项 67
3.1.7 固定循环功能应用举例 68
3.2 任意角度倒角与倒圆 70
3.3 ECS的GAP几何轮廓自动编程 72
3.3.1 几何元素的定义 72
3.3.2 目标点的判别 73
3.3.3 程序段数据 74
3.3.4 GAP编程举例 76
3.4 NUM的PGP几何轮廓自动编程 78
3.4.1 几何元素的描述 78
3.4.2 特征点的判别 78
3.4.4 程序段数据 79
3.4.3 程序段格式 79
3.4.5 倒棱与过渡圆弧编程举例 81
3.4.6 PGP编程举例 81
3.5 A_B的GTL几何轮廓自动编程 82
3.5.1 一般规定 82
3.5.2 几何元素定义 83
3.5.3 GTL编程举例 84
3.6 刀具补偿功能 85
3.6.1 刀具长度补偿（G43、G44、G49） 85
3.6.2 刀具长度自动测量（G37） 87
3.6.3 刀具偏置补偿（G45～G48） 89
3.6.4 刀具半径补偿B（G39～G42） 92
3.6.5 刀具半径补偿C（G40～G42）（含刀具半径补偿偏置矢量的计算） 98
3.6.6 补偿量的编程输入（G10） 126
3.7.1 比例缩放功能 127
3.7 比例缩放功能（G50、G51） 127
3.7.2 镜像加工 129
3.8 坐标系旋转功能（G68、G69） 130
3.8.1 坐标系旋转功能 130
3.8.2 坐标系旋转功能与其他功能的关系 131
第4章 ISO代码指令编程应用 134
4.1 零件加工程序的编写 134
4.2 孔加工程序的编程 138
4.2.1 用孔加工刀具加工孔 138
4.2.2 用铣刀铣孔 145
4.2.3 螺纹的切削（铣削）加工 146
4.2.4 孔加工中典型孔位的编程 148
4.3 轮廓加工编程 148
4.3.1 轮廓加工的编程 148
4.3.3 旋转重复图形轮廓的编程 151
4.3.2 环形封闭轮廓的编程 151
4.3.4 平移图形轮廓的编程 154
4.3.5 镜像加工编程 157
4.3.6 多件加工程序的编制 158
4.3.7 带回转轴轮廓的编程 159
4.3.8 非圆曲线轮廓的编程 159
4.3.9 列表曲线轮廓的编程 160
4.4 平面加工程序的编制 160
4.4.1 无界平面加工程序的编制 161
4.4.2 挖腔程序的编制 161
4.4.3 不规则形状挖腔程序的编制 162
4.4.4 带弧岛的挖腔程序的编制 162
4.5 曲面加工程序的编制 163
4.6 零件加工程序的评价和优化 164
4.6.1 零件加工程序的评价 164
4.6.2 用CAM编制的零件加工程序的优化 165
4.7 零件加工程序运行中的安全问题 170
4.7.1 程序数据的设置方法 171
4.7.2 安全换刀子程序 172
第5章 用户宏程序功能 174
5.1 概述 174
5.2 用户宏程序功能A 174
5.2.1 用户宏指令 174
5.2.1.1 子程序调用（M98） 174
5.2.1.2 用M代码进行子程序调用 174
5.2.2 自变量指定 175
5.2.2.1 自变量指定的地址和变量的对应关系 175
5.2.1.4 宏程序模态调用（G66、G67） 175
5.2.1.3 用T代码进行子程序调用 175
5.2.2.2 G代码组号和自变量号的对应关系 176
5.2.3 用户宏程序本体 177
5.2.3.1 用户宏程序本体的结构 177
5.2.3.2 变量的表示与引用 177
5.2.3.3 变量的种类 177
5.2.3.4 宏程序的运算与控制指令（G65） 180
5.2.3.5 关于用户宏程序本体的注意事项 184
5.2.4 宏程序举例 185
5.2.4.1 螺栓孔循环 185
5.2.4.2 方孔内腔加工 186
5.2.4.3 接口信号 188
5.2.4.4 从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ） 189
5.2.5 模式数据输入功能 189
5.2.5.1 模式名称显示 191
5.2.5.2 模式数据显示 193
5.3 用户宏程序功能B 195
5.3.1 用户宏程序调用指令（用户宏程序命令） 195
5.3.1.1 非模态调用（单一调用）（G65） 195
5.3.1.2 模态调用（G66、G67） 196
5.3.1.3 使用G代码的宏程序调用 197
5.3.1.4 使用M代码的宏程序调用 198
5.3.1.5 用M代码调用子程序 198
5.3.1.6 用T代码调用子程序 199
5.3.1.7 M98（子程序调用）和G65（用户宏程序调用）之间的区别 199
5.3.1.8 多重调用 199
5.3.1.9 用户宏程序的嵌套和局部变量的级 200
5.3.2 用户宏程序本体 201
5.3.2.1 用户宏程序本体的格式 201
5.3.2.2 变量的表示与引用 202
5.3.2.3 变量类型 203
5.3.2.4 运算指令 215
5.3.2.5 控制指令 218
5.3.2.6 用户宏程序语句和NC语句 222
5.3.3 用户宏程序使用限制 224
5.3.4 宏程序举例 225
5.3.4.1 螺栓孔循环 225
5.3.4.2 方孔内腔加工 226
5.3.4.3 接口信号 227
5.3.4.4 从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ） 227
5.3.5 外部输出指令 228
5.3.5.1 开始命令POPEN 228
5.3.5.2 数据输出命令BPRNT、DPRNT 228
5.3.5.6 编程举例 229
5.3.5.5 注意事项 229
5.3.5.4 使用该功能时要求的设定 229
5.3.5.3 结束命令PCLOS 229
5.3.6 中断型用户宏程序 232
5.3.6.1 中断指令（M96、M97） 232
5.3.6.2 中断类型 233
5.3.6.3 从宏程序中断返回 233
5.3.6.4 用户宏程序中断和模态信息 234
5.3.6.5 用户宏程序中断和位置信息 235
5.3.6.6 宏程序中断和宏程序模态调用 235
5.3.6.7 宏程序中断和程序起动 235
5.3.6.8 宏程序中断应用举例 235
5.4 跳跃功能（G31） 236
第6章 用户宏程序功能的编程应用 238
6.1 可变切深深孔加工固定循环功能的编程 238
6.2.1 圆弧均布孔位计算宏程序的编程 240
6.2 典型孔位计算宏程序的编程 240
6.2.2 矩阵均布孔位计算宏程序的编程 242
6.3 铣孔宏程序的编程 243
6.4 规则形状挖腔宏程序的编程 245
6.4.1 圆孔挖腔宏程序的编制 245
6.4.2 矩形腔挖腔宏程序的编制 247
6.5 几何轮廓直接编程（GDP）功能的编程 253
6.5.1 几何轮廓的分析 253
6.5.2 指令中使用的符号和含义 256
6.5.3 直线—直线（含等边倒角、过渡圆弧）的宏功能编程 256
6.5.4 直线—圆弧（含过渡圆弧）的宏功能编程 259
6.5.5 圆弧—直线（含过渡圆弧）的宏功能编程 264
6.5.6 圆弧—圆弧（含过渡圆弧和切线）的宏功能编程 269
6.5.7 应用举例 273
6.5.8.1 直线数据的输入 275
6.5.8 数据输入方式的改进 275
6.5.8.2 圆弧数据的输入 276
6.5.8.3 数据的还原、处理与整理 277
6.5.8.4 编程举例 279
6.6 非圆曲线轮廓的宏程序编程 280
6.6.1 平面非圆曲线轮廓的宏程序编程 280
6.6.2 柱面曲线轮廓的宏程序编程 282
6.6.3 空间曲线轮廓的宏程序编程 288
6.7 组合解析曲面加工的宏程序编程 289
6.8 车削数控系统改造成单轴外圆磨削数控系统的宏程序编程 298
6.9 用宏程序功能编制零件测量数据的处理程序 303
6.10 PC在数控编程中的应用 307
后记 308
数控系统编程能力的现状与展望 308