1.4 数控程序的组成与结构
1.4.1 数控程序编制的标准
数控加工程序中所用的各种代码，如坐标值、准备功能指令、辅助功能指令、刀具功能指令等以及程序段格式都有一系列的国际标准，我国也参照相关国际标准制定了相应的国家标准。统一的标准极大地方便了数控系统的研制、数控机床的设计、使用和推广。但是在编程的许多细节方面，由于各国厂家生产的数控机床并不完全相同，因此编程时必须参考具体机床编程手册进行，这样所编制的程序才能被机床的数控系统所接受。
数控程序编制标准有EIA（美国电子工业协会）制定的EIARS-244和ISO（国际标准化协会）制定的ISO-RS840两种。由于ISO代码具有信息量大、可靠性高等优点，因此国际上大都采用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。
1.4.2 数控程序的组成结构
一个完整数控加工程序由程序号、程序内容和程序结束语句三部分组成。如：
09999； 程序号
程序内容
N0130M02；程序结束
（1）程序号
程序号位于程序主体之前，是程序的开始部分，一般独占一行。为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序号。程序号一般由规定的字母“O”、“P”或符号“%”开头，后面紧跟若干位数字组成。例如FANUC系统规定程序号由字母“O”加上四位数字组成，数字范围为0001～9999，例如O1234；需要说明的是数字前面的零可以省略，例如O0016可以写成O16。
（2）程序内容
程序内容部分是整个程序的核心部分，是由若干程序段组成。程序段是其中的一条语句，由程序段号、地址、数字、符号等组成。一个程序段表示零件的一段加工信息，若干个程序段的集合，则完整地描述了一个零件加工的所有信息。
（3）程序结束
程序以指令M02或M30来结尾，用以停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。M02和M30允许与其他程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段。M02和M30的区别在于，用M02结束程序时，自动运行结束后光标停在程序结束处，即光标不能复位；用M30结束程序时，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动钮就可以再次运行程序，即光标能够复位。
1.4.3 程序段格式
所谓程序段，就是为了完成某一动作要求所需的程序字组合，程序段中的每个“字”都表示一定功能，它是由地址符（英文字母）和数字组成。例如程序段“G01X60Y60F30”由四个字组成，其中G01表示直线插补，X60表示X轴的坐标，Y60表示Y轴的坐标，F30表示进给速度。
程序段格式是指“字”在程序段中的顺序及书写方式的规定。不同的数控系统，程序段格式一般不同。程序段格式有多种，如固定程序段格式、使用分隔符的程序段格式、使用地址符的程序段格式等，现在最常用的是使用地址符的程序段格式，见表1-4。
表1-4 程序段格式
使用地址符的程序段格式中，由于字的数目是可变的，因此程序段的长度也是可变的，所以这种形式的程序段又称为地址符可变程序段格式。地址符可变程序段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，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。
1.4.4 常用的程序字
程序字简称字，字首为一个英文字母，它称为字的地址，随后为若干位十进制数字。字的功能类别由字地址决定。根据功能的不同，程序字可分为顺序号字、准备功能字、辅助功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速和刀具功能字。常用程序字的含义如表1-5所示。
表1-5 常用的程序字
（1）顺序号字
顺序号字也称程序段序号，用来识别不同的程序段。顺序号字位于程序段之首，它由地址符N和随后的2～4位数字组成（如N20）。
程序段在存储器内是以输入的先后顺序排列的，数控系统严格按存储器内程序段的排列顺序一段一段地执行。因此，顺序号只是程序段的名称，与程序的执行顺序无关。
顺序号的使用规则有：一般不用N0作顺序号；数字部分应用整数；N与数字之间、数字与数字之间不能有空格；顺序号的数字不一定要从小到大使用。
顺序号不是程序段的必用字，对于整个程序，可以每个程序段都设顺序号，也可在部分程序段设顺序号，也可不设顺序号；建议以N10开始，以间隔10递增，以便调试时插入新的程序段。
（2）准备功能字
准备功能字的地址符是G，它的作用是建立数控机床工作方式，为数控系统的插补运算、刀补运算、固定循环等做好准备。G指令中的数字一般是两位正整数（包括00），但是随着数控系统功能的增加，G00～G99已不够使用，所以有些数控系统的G功能字中的后续数字已采用3位数。FANUC系统数控车床常见G代码见表1-1，数控铣床常见G代码见表1-2。
需要说明的是不同组的G指令，在同一程序段中可指定多个，例如G54G90G94G17G21；如果在同一程序段中指定了两个或两个以上同组的模态指令，则只有最后指定的G指令有效；如果在程序中指定了G指令表中没有列出的G指令，则系统显示报警。
（3）辅助功能字
辅助功能字的地址符是M，它的作用是控制机床在加工时做一些辅助动作，如主轴的正反转、切削液的开关等。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成，常见的辅助功能指令见表1-3。
需要说明的是有的数控系统规定一个程序段中只能指定一个M指令，如果指定一个以上M指令，则最后一个有效。
（4）尺寸字
尺寸字常用来指定机床的刀具运动到达的坐标位置。常用的地址符有如下3组。
第1组：X，Y，Z和U，V，W（用来指定到达点的直线绝对坐标和增量坐标）。
第2组：A，B，C（用来指定到达点的角度坐标）。
第3组：I，J，K和R（用来指定零件圆弧的圆心点坐标和圆弧半径）。
（5）其他功能字
进给功能字F、主轴转速功能字S、刀具功能字T在前面已经介绍。H功能字由地址符H和其后的两位数字组成，用于数控铣加工中调用刀具长度补偿值。D功能字由地址符D和其后的两位数字组成，用于数控加工中调用刀具半径补偿值。L功能字由地址符L和其后的数字组成，用于指定子程序的执行次数。R，Q，P，X功能字将在后面的具体指令中分别介绍。