字符编码标准与加工程序指令标准化
以前广泛采用数控穿孔纸带作为加工程序信息输入介质，常用的标准纸带有五单位和八单位两种，数控机床多用八单位纸带。纸带上表示代码的字符及其穿孔编码标准有EIA（美国电子工业协会）制定的EIA RS－244和 ISO（国际标准化协会）制定的ISO－RS840两种标准。国际上大都采用ISO代码，由于EIA代码发展较早，已有的数控机床中，有一些是应用EIA代码的，现在我国规定新产品一律采用ISO代码。也有一些机床，具有两套译码功能，既可采用ISO代码也可采用EIA代码。目前绝大多数数控系统采用通用计算机编码，并提供与通用微型计算机完全相同的文件格式，保存、传送数控加工程序，因此，纸带已逐步被现代化的信息介质所取代。除了字符编码标准外，更重要的是加工程序指令的标准化，主要包括准备功能码（G代码）、辅助功能码（M代码）及其它指令代码。我国机械工业部制定了有关G代码和M代码的JB3202-1983标准，它与国际上使用的ISO1056－1975E标准基本一致。
数控机床的坐标系定义
数控机床通过各个移动件的运动产生刀具与工件之间的相对运动来实现切削加工。为表示各移动件的移动方位和方向（机床坐标轴），在ISO标准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐标系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义刀具位置及其运动的轨迹。
机床坐标的命名方法如图所示：
通常在坐标轴命名或编程时，不论在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，都一律假定工件相对静止不动而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向。在坐标轴命名时，如果把刀具看作相对静止不动，工件移动，那么，在坐标轴的符号上应加注标记（＇），如Ｘ＇、Ｙ＇、Ｚ＇等。确定机床坐标轴，一般是先确定Ｚ轴，再确定Ｘ轴和Ｙ轴。 1.确定Ｚ轴对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作为Z轴方向。对于没有主轴的机床，如刨床，则以与装卡工件的工作台相垂直的直线作为Z轴方向。如果机床有几个主轴，则选择其中一个与机床工作台面相垂直的主轴作为主要主轴，并以它来确定Ｚ轴方向。 2.确定Ｘ轴Ｘ轴一般位于与工件安装面相平行的水平面内。对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴轴线方向为Ｘ轴的正方向。对于机床主轴带动刀具旋转的机床，当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向；当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。对于无主轴的机床，如刨床，则选定切削方向为Ｘ轴正方向。 3.确定Ｙ轴Ｙ轴方向可以根据已选定的Ｚ、Ｘ轴方向，按右手直角坐标系来确定。
坐标运动命名
如果机床除有Ｘ、Ｙ、Ｚ主要直线运动之外，还有平行于它们的坐标运动，则应分别命名为Ｕ、Ｖ、Ｗ。如果还有第三组运动，则应分别命名为Ｐ、Ｑ、Ｒ。如在第一组回转运动Ａ、Ｂ和Ｃ的同时，还有第二组回转运动，可命名为Ｄ或Ｅ等。
数控加工程序的程序段格式
字地址格式，一个零件的加工程序是由许多按规定格式书写的程序段组成。每个程序段包含着各种指令和数据，它对应着零件的一段加工过程。常见的程序段格式有固定顺序格式、分隔符顺序格式及字地址格式三种。而目前常用的是字地址格式。典型的字地址格式如图。
数控加工程序的程序段格式，每个程序段的开头是程序段的序号，以字母N和四位数字表示；接着一般是准备功能指令，由字母G和两位数字组成，这是基本的数控指令；而后是机床运动的目标坐标值，如用Ｘ、Ｙ、Ｚ等指定运动坐标值；在工艺性指令中，F代码为进给速度指令，S代码为主轴转速指令，T为刀具号指令，M代码为辅助机能指令。LF为ISO标准中的程序段结束符号（在EIA标准中为CR，在某些数控系统中，程序段结束符用符号“*”或“；”表示）。
程序字，程序段由若干个部分组成，各部分称为程序字。
地址码和数据，每一个程序字均由一个英文字母和后面的数字串组成。英文字母称为地址码，其后的数字串称为数据，这种形式称为字地址格式。
字地址格式特点，字地址格式用地址码来指明指令数据的意义，因此程序段中的程序字数目是可变的，程序段的长度也就是可变的，因此，字地址格式也称为可变程序段格式。字地址格式的优点是程序段中所包含的信息可读性高，便于人工编辑修改，是目前使用最广泛的一种格式。字地址格式为数控系统解释执行数控加工程序提供了一种便捷的方式。
主程序与子程序结构，主程序程序号程序段一般用O来设置程序号；设定工件坐标系程序段应用G92指令建立工作坐标系；加工前准备程序段将完成刀具快速定位到切入点附近、冷却液泵启动、主轴转速设定与启动等设置工作；切削程序段是加工程序的核心，一般包括刀具半径补偿设置、插补、进给速度设置等指令；系统复位包括加工程序中所有设置的状态复位、机械系统复位等工作；程序结束一般由M02或M30来实现。一般加工程序典型结构如左下图所示。
子程序，在程序中，某一固定的程序部分反复出现时，则可以把它们作为子程序，事先储存在存储器中，这样可以简化加工程序。右上图反映了子程序调用的执行过程。首先，子程序可以由主程序调用，也可由其它子程序调用。子程序结构与一般加工程序非常相似，只是程序结束指令用M99代替，如： 0（或：）×××××*………… M99*利用M98指令调用子程序，其程序段格式为：M98 P□□□□*，其中□□□□是子程序号。
数控程序指令
数控程序指令包括准备功能G指令、辅助功能M指令和工艺指令（F、S、T）。准备功能G指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿等多种加工操作；辅助功能M指令的作用是实现机床各种辅助动作的控制，包括主轴起停、润滑油泵起停、冷却液泵起停、加工程序结束等功能控制； F指令用来设定进给速度； S指令用来指定主轴的转速； T指令用来设定加工所用的刀具。
切触点与切触点曲线
切触点在曲面加工过程中，切削过程中刀具与工件曲面的理论接触点称为切触点。切触点是变化的。从几何学的角度来看，刀具与工件曲面之间的接触关系均为点接触。不同的刀具形状与工件的接触点位置是不一样的，如图。
切触点曲线切触点曲线指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。切触点曲线是生成刀具轨迹的基本要素，既可以显式地定义在加工曲面上，如曲面的等参数线、两曲面的交线等，也可以隐式定义，使其满足一些约束条件，如约束刀具沿导动线运动，而导动线的投影可以定义刀具在加工曲面上的切触点，还可以定义刀具中心轨迹，切触点曲线由刀具中心轨迹隐式定义。这就是说，切触点曲线可以是曲面上实在的曲线，也可以是对切触点的约束条件所隐含的“虚拟”曲线。
刀位点数据与刀具运动轨迹
刀位点数据是指准确确定刀具在加工过程中每一位置所需的坐标值。一般来说，刀具在工件坐标系中的准确位置可以用刀具中心点和刀轴矢量来进行描述，其中刀具中心点可以是刀心点（如球心），也可以是刀尖点。刀具运动轨迹是指在加工过程中由刀位点运动所构成的曲线，曲线上的每一点还包含着一个刀轴矢量。对于二、三坐标数控加工，刀具运动轨迹一般由切触点曲线经过刀具偏置计算得到，计算结果一般存放于刀位文件之中。
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