数控加工程序结构优化解析

1.程序的构成

数控加工程序就是一些数控指令的集合。一个完整的数控加工程序由程序号、若干个程序段、程序结束指令组成。

1）程序号

程序号是数控加工程序的名字，程序号必须放在数控加工程序的开头，不同的程序号对应着不同的数控加工程序。不同的数控系统，程序号地址符所用的字符不同，格式也有所不同。FANUC系统一般用地址符“O”和若干位数字组成程序号，如“O0001”；SIMENS（西门子）系统和武汉华中数控系统用地址符“%”和若干位数字组成程序号，如“%0001”。编程人员编程时一定要参考说明书，否则数控加工程序将无法执行。

2）程序段格式

程序段格式是指一个程序段中字的排列顺序和表达方式。通常一个程序段由程序段序号、一个或若干个指令字和程序段结束符组成。目前广泛采用字地址程序段格式，字地址程序段格式也称可变程序段格式。这种格式的程序段的长短、字数和字长（位数）都是可变的，对字的排列顺序没有严格要求，不需要的字以及与上一程序段相同的续效指令可以不写。这种格式的优点是程序简短、直观、可读性强、易于检验和修改。

虽然标准中未对程序段中指令字的排列顺序做出规定，但为了方便检查和阅读数控加工程序，习惯上按图2-2所示顺序书写指令字。

图2-2　程序段格式

程序段序号又称程序段名，由地址符“N”和若干位数字组成。程序段序号中数字大小的顺序不表示加工或控制顺序，只是程序段的识别标记，用于程序段检索、人工查找或宏程序中的无条件转移。一个数控加工程序是按照程序段输入数控装置的顺序执行的，而不是按程序段序号的顺序执行。因此，在编程时，程序段序号中数字大小顺序的排列可以不连续，也可以颠倒，甚至可以部分或全部省略。但在写数控加工程序时，如果要写程序段序号，建议按升序的方式写。一般程序段序号可以省略，但在有些固定循环指令中必须写程序段序号。

指令字由地址符和数字符组成，表示坐标值的数字符可以带符号（正号可以省略，负号必须写）。数控装置以指令字为单元处理程序，因此，指令字是组成数控加工程序最基本的单元。现在有两种数控编程标准，即ISO 840标准（国际标准化组织标准）和EIA RS-244A标准（美国电子工业协会标准），我国采用ISO标准。ISO标准中常用的地址符及其含义如表2-1所示。

表2-1　ISO标准中常用的地址符及其含义

程序段结束符位于每一个程序段结束之后，表示该段程序结束。FANUC系统用“；”表示程序段结束，武汉华中数控系统用“Enter”表示程序段结束。

3）程序结束指令

程序结束指令用于结束整个数控加工程序的运行。数控加工程序结束的指令为M02或M30。(www.xing528.com)

2.主程序和子程序

数控加工程序可以分为主程序和子程序。主程序是零件加工的主体部分，是一个完整的零件程序。在数控加工程序中，当一个零件上有相同的或重复的加工内容时，为了简化编程，可将这些重复的程序段编成一个单独的程序，事先存到程序存储器中，再通过调用该程序进行多次或不同位置的重复加工。被调用的程序称为子程序。

1）子程序的格式

FANUC系统子程序的格式为

子程序的程序名与普通程序完全相同，子程序的结束与主程序不同，用M99指令来实现，子程序执行到M99指令时，将自动返回到主程序继续执行主程序下面的程序段。

2）子程序的调用

（1）格式1：

地址“P”后面的四位数字为子程序号，地址“L”后面的四位数字表示调用的次数，子程序号及调用次数的四位数字最前面的0可以省略不写。例如，“M98 P0010 L0002”可简写为“M98 P10 L2”，表示调用子程序0010两次。

（2）格式2：

地址“P”后面有八位数字，前四位数字表示调用次数，后四位数字表示子程序号，表示调用次数的四位数字最前面的0可以省略不写。例如，“M98 P00020010”可简写为“M98 P20010”，表示调用子程序0010两次。

在使用子程序时，不但主程序可以调用子程序，而且子程序也可以调用另外的子程序，这称为子程序的嵌套。在FANUC系统中，子程序最多可以嵌套4级。主程序与子程序的关系如图2-3所示。主程序与子程序的内容不同，但二者的程序格式应相同。具体编程方法参照机床编程手册。

图2-3　子程序的调用