数控加工的程序编制
数控机床加工程序的编制步骤
数控机床加工程序的编制步骤有哪些，今天小编带着大家一起了解一下吧。
1、分析零件图样和工艺要求分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法、制定加工计划，以及确认与生产组织有关的问题。
2、数值计算根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路线，计算刀具中心（或刀尖）运行轨迹数据。
数值计算的最终目的是为了获得编程所需要的所有相关位置坐标数据。
3、编写加工程序单在完成上述两个步骤之后，即可根据已确定的加工方案（或计划）及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等。
编程者除应了解所用数控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。
4、制作控制介质，输入程序信息程序单完成后，编程者或机床操作者可以通过CNC机床的操作面板，在EDIT方式下直接将程序信息键入CNC系统程序存储器中；也可以根据CNC系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。
控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入（输出）装置，可将控制介质上的程序信息输入到CNC系统程序存储器中。
5、程序检验编制好的程序，在正式用于生产加工前，必须进行程序运行检查。
在某些情况下，还需做零件试加工检查。
根据检查结果，对程序进行修改和调整，检查修改再检查再修改……这往往要经过多次反复，直到获得完全满足加工要求的程序为止。
扩展资料：技术应用：数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。
它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等，主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。
数控加工程序编制铣削编程4孔类零件的程序编制
二、相关知识
（四）孔加工循环指令
举例：如图所示，用此程序加 工xy平面上在z轴方向排列的螺 纹孔M12x1。在此，出发点定 为x30y20，第一个孔与此参考 点的距离为20mm，其他的钻 孔相互间的距离也是20mm。 首先执行循环LCYC83加工孔， 然后运行循环LCYC84进行螺 纹切削。钻孔深度为80mm， 攻70mm。
LCYC60循环指令应用
二、相关知识
（四）孔加工循环指令
N10 G0 G54 G71 G17 G90 Tl Dl ；确定工艺参数 N20 S500 M3 y30 x20 z110 ；回到出发点(任意的) N30 R10l=75 R102=2 R103=72 R104=22 ；定义钻孔循环参数 N40 R105=l R107=82 R108=20 R109=10 ；定义钻孔循环参数 N50 R110=30 R111=10 R127=1 ；定义钻孔循环参数 N60 Rl15=83 R116=30 R117=20 R118=20 Rl19=5 R120=90 R121=20 N70 LCYC60 ；调用线性孔循环 N71 M05;
刀具，从而保孔的尺寸精度和表面粗糙度值。
二、相关知识
（三）孔加工刀具的选用
3）钻削速度V、进给量F的选择 F(mm/min)＝S（r/min）×f（mm/r） S(r/min)＝1000×V／(π×D) (r/min)
钻削进给量F参考值
加工材料
深 径 切削用
刀具直径do(mm)
比
量
灰铸铁
可锻铁、锰铸 铁
l/do
8 10 12 16 20 25 30 35 40
163～229HB (HT100、
HT150)
可锻铸铁 （≤229HB）
数控加工程序编制数控车阶梯轴程序编制
数控加工程序编制——数控车阶梯轴程序编制一、数控加工的介绍数控机床是一种由计算机控制的机床，通过预先编制好的程序来实现加工工序的自动化和高精度。
与传统机床相比，数控机床具有以下优点：•高速：数控机床能够以很高的速度完成加工，加速了加工效率。
•高精度：数控机床的运动系统精度高，能够保证加工零件的高精度。
•自动化程度高：数控机床能够自动化地完成加工工序，减少了人为因素对生产过程的干扰。
因此，数控加工逐渐成为各种工业制造业中的重要一环，其中数控车加工是数控加工中的一种常见工艺。
二、数控车加工阶梯轴的设计方案为了加深对数控车加工工艺的理解，我们以阶梯轴的加工为例，介绍数控车加工的基本流程。
2.1 阶梯轴的设计参数•材料：圆钢棒材•直径：10mm•长度：100mm•阶梯高度：5mm•阶梯数量：4个2.2 阶梯轴的CAD图形2.3 阶梯轴的加工路线•①：直径加工（10mm）•②：端面面铣削•③：上小径面铣削•④：过渡面铣削1•⑤：上阶梯面铣削•⑥：过渡面铣削2•⑦：下阶梯面铣削•⑧：下小径面铣削•⑨：倒角三、数控车阶梯轴程序编制3.1 G-code编写规范G-code是数控编程语言的一种，它是一种基于ASCII码的简单且通用的编程语言。
在数控车加工阶梯轴的程序编制中，我们需要规范化地编写G-code，以确保程序能够正确执行。
以下是G-code编写的常用规范：•每行不超过80个字符，以大写字母开头。
•数值统一使用绝对值模式。
•插补方式使用G01、G02、G03等。
•转速、进给速度、工具槽号计划时要使用变量，不要使用常量。
•在程序的起始位置加入T、S、F等代码，分别表示刀具、主轴转速、进给速度。
•在程序开头应该有G90和G54，分别表示绝对模式、坐标系的选择。
3.2 程序编制过程3.2.1 直径加工（10mm）首先，我们需要使用G00命令进行快速定位，然后使用G01命令进行慢速切割加工。
这个步骤是阶梯轴的第一步，也是整个加工过程中最简单的一步。
数控加工程序的编制
第三章数控加工程序的编制本章教学重点及难点：数控车床、数控铣床编程的特点；固定循环指令的应用。
§3.1数控车床的程序编制说明：（1）数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件，使用四爪卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。
（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。
（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。
（4）前置刀架与后置刀架：是数控车床刀架布置的两种形式。
前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架；后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。
一、数控车床的编程特点（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。
在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z 轴的增量坐标系U、W。
如：N01 G91 G01 X-20 Z-18 (半径编程)相当于：N01 G01 U-20 W-18N01 G91 G01 X-40 Z-18 (直径编程)相当于：N01 G01 U-40 W-18有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z 来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。
如：N01 G01 X30 W-18 (直径编程)（2）直径编程和半径编程由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。
直径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值以实际增量的两倍表示。
半径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值即为实际增量值。
数控机床的加工程序编制
顺序号又称程序段号或程序段序号。位于程序 段之首，由地址符N和后续2～4数字组成。
顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作为 条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。有 顺序号的程序段可以进展复归操作，指加工可以从程 序的中间开场，或回到程序中断处开场。
顺序号的使用规那么：为正整数，编程时将第 一程序段冠以N10,以后以间隔10递增，以便于修改。
这种从零件图分析到制成控制介质的全部过程， 称为数控加工的程序编制。
数控加工的过程演示如下：加工动画
数控加工流程：
2〕数控程序样本：
O10 N10 G55 G90 G01 Z40 F2000 N20 M03 S500 N30 G01 X-50 Y0 N40 G01 Z-5 F100 N50 G01 G42 X-10 Y0 H01 N60 G01 X60 Y0 N70 G03 X80 Y20 R20 … N80 M05 N90 M30
3〕尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位
置。表示时间暂停的指令也包含在内。其中，用的 较多的尺寸地址符号有3组：
第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用 于指令到达点的直线坐标尺寸；
第二组 A，B，C，D，E 用于指令到达点的的 角度坐标尺寸；
第三组 I，J，K 用于指令零件圆弧轮廓的圆心 坐标尺寸。
对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长 度补偿和刀尖半径补偿用。T后面的数字分2位、4 位、6位。对于4位数字来说，如：
T XX
XX
当前刀具号 刀补地址号
7〕辅助功能字 辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3
位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控 机床辅助装置的开关动作，常用M00～M99见表1 －2。
数控程序编写
控 加 工 程 序 程序主体 程序结束指令 程序结束符 程序段
// 开始符 // 程序名
// 程序主体 //程序结束指令 // 结束符
代码字 地址符 数字
数控加工程序的一般格式：
（1）程序开始符、结束符 程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP， 书写时要单列一段。 （2）程序名 程序名有两种形式：一种是英文字母O和1～4位正整数组成；另一种是 由英文字母开头，字母数字混合组成的。一般要求单列一段。 （3）程序主体 程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。 （4）程序结束指令 程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段。
二、G02、G03指令编程格式（1）： G02（G03）X（U）——Z（W）—— R——
圆弧顺、逆 圆弧终点坐标
绝对值 X、Z
F——
进给速度
确定圆心位置
刀架后置
刀架前置
增量值 U、W 混合编程 X、W
α≤180° 用＋R 360°＞α＞180° 用－R
车床刀架前后置，圆弧顺逆不相同
刀架后置为标准，前置顺逆方向反
数控程序是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点 一般为理想状态下的假想刀尖点或刀尖圆弧圆心点。但实际加工中的车刀，由于工 艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当加工与坐标轴平行的圆 柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸和形状，但当加工锥面、圆弧等非坐 标方向轮廓时，由于刀具切削点在刀尖圆弧上变动，刀尖圆弧将引起尺寸和形状误 差，造成少切或多切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差， 可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。
数控编程的内容及步骤
（6）程序检验 常用的校验方法有人工法、加工仿
真法、空运行法等。
（7）首件试切 首件试切主要用于发现加工误差，并分
析加工误差产生的原因，加以修正。
数控实训
精度及毛胚形状和热处理的分析，确定 工件在数控机床上进行加工的可行性。
（2）确定工艺过程 工艺过程的内容包括确定工件的定
位基准、选用夹具、确定对刀方式和选 择对刀点、制定进给路线并确定加工余 量、切削参数等。
（3）数学处理 工艺方案确定后，就要根据零件的
几何尺寸和加工路线，计算数控加工所 需的编程数据，如计算零件轮廓中的关 键交点、切点等的坐标。
分析零件图纸，确定工艺方案，进 行数学处理，编写程序单，制备控制介 质及程序校验等。其具体步骤如图3.1所 示：
图3.1 数控机床程序编制的步骤
2）程序编制的步骤 ：
分析工件图样 确定工艺过程
数学处理 编写零件加工程序单
首件试切 程序检验 制备控制介质
（1） 分析工件图样 通过对工件的材料、形状、尺寸、
数控实训
数控编程的内Байду номын сангаас及步骤
数控编制：是指在数控机床上加工零件 时，根据零件图样的要求，将加工零件 的全部工艺过程及工艺参数、位移数据、 辅助运动，以规定的指令代码及程序格 式编写成加工程序，经过调试后记录在 控制介质上，并用控制介质的信息控制 机床的动作，以实现零件的全部加工过 程。
1）零件加工程序编制的内容：
（4）编写零件加工程序单 准备好编程数据后，下一步需编写
零件加工程序单。
编写程序单之前必须了解数控机床 的性能、编程指令以及数控加工过程， 才能编写出正确、合理的加工程序。
（5）制备控制介质 通常将编写好的程序单记录在控制
数控加工程序的管理方法
数控加工程序的管理方法
一、程序编制：
1.根据加工工艺和零件要求，选用适当的刀具、切削参数和加工路径等，编制数控加工程序。
2.遵循编程规范，保证程序的可读性和可维护性。
规范包括命名规则、注释说明、缩进对齐、程序结构等。
3.模块化编程，将加工过程分割为若干个子程序，便于后续程序的修
改和重用。
4.遵循安全操作规程，确保程序运行过程中不会对操作人员和设备造
成危害。
二、程序存储：
1.在数控机床的内部存储器中建立统一的程序库，并按照工艺流程和
零件类型进行分类存放，方便查找和管理。
2.对程序进行版本管理，确保每个程序都有唯一的版本号，可以追踪
和维护。
3.定期进行备份，将程序存储在外部媒介中，以防止因机床故障或误
操作导致程序丢失。
三、程序检查：
1.在程序编制完成后，应进行程序检查，包括语法检查和逻辑检查。
语法检查主要针对程序的格式和语法规则进行检查，确保程序的正确性；
逻辑检查主要对程序的加工路径、刀具轨迹等进行检查，确保程序能够正常运行。
2.运用模拟和仿真技术，通过虚拟的加工过程模拟程序的执行情况，检查程序中可能出现的错误和冲突。
3.进行样件加工试验，验证程序的正确性和优化空间。
四、程序优化：
1.通过监控加工过程中的各项指标，如加工时间、刀具寿命、表面质量等，分析和比较不同程序的性能，找出优化的空间。
2.采用自适应控制技术，实时调整加工参数和刀具路径，以提高加工效率和质量。
3.结合智能优化算法，对程序进行优化，例如遗传算法、模拟退火算法等，以求得最佳的加工路径和切削参数。
总结：。
机床数控技术第3章数控加工程序的编制
6. 程序校验和首件试切
程序送入数控系统后，通常需要经过试运行和首 件试切两步检查后，才能进行正式加工。通过试运行， 校对检查程序，也可利用数控机床的空运行功能进行 程序检验，检查机床的动作和运动轨迹的正确性。对 带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床可进行数 控模拟加工，以检查刀具轨迹是否正确；通过首件试 切可以检查其加工工艺及有关切削参数设定得是否合 理，加工精度能否满足零件图要求，加工工效如何， 以便进一步改进，直到加工出满意的零件为止。
1—脚踏开关 2—主轴卡盘 3—主轴箱 4—机床防护门 5—数控装置 6—对刀仪 7—刀具8—编程与操作面板 9—回转刀架 10—尾座 11—床身
3.2 数控车削加工程序编制
数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、 圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零 件可进行钻、扩、铰、镗孔等加工。数控车床还可以 完成车端面、切槽等加工。
3. 程序名
FANUC数控系统要求每个程序有一个程序名，
程序名由字母O开头和4位数字组成。如O0001、 O1000、O9999等
3.2.3 基本编程指令
1. 快速定位指令G00
格式：G00 X(U)＿ Z(W)＿；
说明：
(1) G00指令使刀具在点位控制方式下从当前点以快移速度 向目标点移动，G00可以简写成G0。绝对坐标X、Z和其增 量坐标U、W可以混编。不运动的坐标可以省略。
3.2.1 数控车床的编程特点
（1）在一个程序段中，可以用绝对坐标编程，也可用 增量坐标编程或二者混合编程。
（2）由于被加工零件的径向尺寸在图样上和在测量时 都以直径值表示，所以直径方向用绝对坐标(X)编程时 以直径值表示，用增量坐标(U)编程时以径向实际位移 量的2倍值表示，并附上方向符号。
数控加工程序编制-加工中心-孔类零件程序编制全解
G88循环
二、相关知识
（二）固定循环功能
（5）精镗循环（G76） 指令格式： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_
精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移 动，然后快速退刀。
这种带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证了 镗孔精度。
程序格式中，Q 表示刀尖的偏移量，一般为正数， 移动方向由机床参数设定。
1
钻中心孔
2
钻φ5mm通孔
3
攻丝
螺纹孔加工工序卡
刀具规格
类型
材料
A4中心钻
高速钢
Φ4.2mm麻花钻 高速钢
M5mm细牙丝锥 高速钢
主轴转速 （r/min）
1200 600 80
进给速度 （mm/min）
20 30 64
（6）编制零件螺纹孔钻中心孔加工程序
四、拓展知识
用西门子802D孔及螺纹加工循环指令加工图零件。
（二）固定循环功能
（2）带停顿的钻孔循环（G82） 指令格式：
G82 X_Y_Z_P_R_F_
G82循环
该指令除了要在孔底暂停外，其它动作与G81相同。暂 停时间由地址P给出。此指令主要用于加工盲孔，以提 高孔深精度。
二、相关知识
（二）固定循环功能
（3）断屑式深孔加工循环（G73）
指令格式： G73 X_Y_Z_Q_R_F_
三、工作任务的完成
（一）数控加工工艺的制订
4.刀具准备，填写刀具卡
序号
1 2 3
4
5 6 7
刀具号
T05 T06 T07
名称 麻花钻 麻花钻 镗刀
T08 镗刀
T09 中心钻 T10 机用铰刀 T11 麻花钻
刀具规格 直径
第3章：数控加工程序的编制
刀具中心的走刀路线为：
对刀点1→对刀点2 →b→c→c’→下刀点2→下刀点1
各基点及圆心坐标如下： A(0,0) B(0,40) C(14.96,70) D(43.54,70) E(102,64) F(150,40) G(170,40) H(170,0) O1(70,40) O2(150,100)
10 20 =10
60O
17.321
N18 G90 G00 Z100.;
10 20 =10
60O
17.321
N19 X0. Y0. M05; N20 M30;
10 20 =10
60O
孔加工注意事项：
孔加工循环指令是模态指令，孔加工数据 也是模态值；
撤消孔加工固定循环指令为G80，此外， G00、G01、G02、G03也可起撤消作用；
N016 G01 X45.0 W0 F100;
切槽
N017 G04 U5.0;
延迟
N018 G00 X51.0 W0;
退刀
退刀 N019 X200.0 Z350.0 T20 M05 M09;
N020 X52.0 Z296.0 S200 T33 M03 M08;
N021 G33 X47.2 Z231.5 F1.5;
（5）复杂轮廓一般要采用计算机辅 助计算和自动编程。
二、数控铣床编程中的特殊功能指令
（1）工件坐标系设定指令 G54~G59
G54~G59无需在程序段中给出工件 坐标系与机床坐标系的偏置值，而是安 装工件后测量出工件坐标系原点相对机 床坐标系原点在X、Y、Z向上的偏置值， 然后用手动方式输入到数控系统的工件 坐标系偏置值存储器中。系统在执行程 序时，从存储器中读取数值，并按照工 件坐标系中的坐标值运动。
数控加工工艺设计与数控加工程序的编制
数控加工工艺设计与数控加工程序的编制随着科技的发展，数控技术在制造领域得到广泛应用。
数控加工工艺设计与数控加工程序的编制是数控加工的关键环节，对产品质量以及加工效率有着重要影响。
本文主要介绍数控加工工艺设计与数控加工程序的编制的相关知识。
一、数控加工工艺设计数控加工工艺设计是指制定相关工艺方案，包括加工顺序、加工参数、夹具、刀具等，以确保数控加工能够以最佳状态完成。
数控加工工艺设计必须考虑以下因素：1. 工件的材料特性工件的材料特性包括硬度、韧性、热膨胀系数等，这些特性直接影响加工精度和加工难度。
在数控加工工艺设计中需要考虑工件的材料特性，以确定适宜的加工参数和切削工艺。
2. 切削条件切削条件包括切削速度、进给量、切削深度、切削角度等，它们会对加工质量和加工效率产生重要影响。
数控加工工艺设计需要根据切削条件确定适宜的刀具和切削工艺。
3. 刀具选择刀具是数控加工中不可或缺的部分，刀具材料和形状、刃口角度和尺寸等都会影响加工质量和效率。
在数控加工工艺设计中需要选择适宜的刀具、确定刀具寿命和更换策略。
4. 确定夹具夹具是数控加工中常用的加工辅助装置，不同夹具的稳定性和刚性会对加工精度产生重要影响。
在数控加工工艺设计中需要选择合适的夹具，在夹具设计中需要考虑工件形状和大小，夹紧方式，以及夹具与刀具的间隙等因素。
5. 确定加工顺序加工顺序是指数控加工中各加工操作的顺序和组合方式。
加工顺序需要充分考虑加工效率和加工质量，合理安排并严格执行加工顺序可以提高加工效率和质量。
二、数控加工程序的编制数控加工程序是数控加工过程中的控制指令，包括刀具路径、切削参数、坐标轴变化等，编制程序需要考虑以下因素：1. 数控加工设备数控加工设备是数控加工程序编制的重要影响因素之一。
不同的数控加工设备控制系统和编程语言不同，需要编写不同的程序。
同时，不同的数控加工设备具有不同的加工范围、精度、效率和自动化程度等，需要根据不同设备的特点编写不同的程序。
数控加工工艺分析与程序编制
围绕坐标轴X、Y、Z旋转的运 动，分别用A、B、C表示。它们 的正方向用右手螺旋法则判定。
图2.48 卧式铣床
附加轴 如果在X、Y、Z主要坐标以外，还有平行于它们的坐标，
可分别指定为P、Q和R。如立式车床坐标系图。
图2.53 机床坐标系（图中尺寸为MJ460×600机床规格）
机床坐标系
注意：在以下三种情况下，数控系统失去了对机床参考点的 记忆，因此必须使刀架重新返回机床参考点。
（1）机床关机后，又重新接通电源开关时。
（2）机床解除急停状态后。
（3）机床超程报警信号解除之后。
2）编程坐标系（或称工件坐标系）的设定 编程坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素
（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程 人员在编程时使用的，它与机床坐标系平行。编程坐标系 的原点就是编程原点。而编程原点是人为设定的。数控车 床工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的 交点处。
面。刀具远离工
图2.46 卧式车床
件旋转中心的方向为X轴正方向。对于刀
具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等）， 如果Z轴是垂直的，则面对主轴看立柱时， 右手所指的水平方向为X轴的正方向。
图2.47 立式铣床
如果Z轴是水平的，则面对 主轴看立柱时，左手所指的水 平方向为X轴的正方向 。
Y轴的确定 Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴。
代码由字符组成，数控机床功能代码的标准有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 RS—840两种标准。国际上大都采穿孔带程 序段格式中的准备功能G和辅助功能M代码》。
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第2章 数控加工的程序编制1．概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。
当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。
要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类，一类是手工编程；另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对。
据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1。
数控机床不能开动的原因中，有20～30％是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算工作量非常大，有些时候，甚至是不现实的。
如何利用计算机技术协助人们完成加工程序的编制，导致了自动编程技术的产生与发展。
自动编程按照编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，可以分为以自动编程语言为基础的自动编程方法和以计算机辅助设计为基础的图形交互式自动编程方法。
以语言为基础的自动编程编程方法是一种早期的自动编程方法，在编程时编程人员是依据所用数控语言的编程手册以及零件图样，以语言的形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可以直接用于数控机床的加工程序。
以计算机辅助设计为基础的图形交互式自动编程方法是现代CAD/CAM集成系统中常用的方法，在编程时编程人员首先要对零件图样进行工艺分析，确定构图方案，其后利用计算机辅助设计(CAD)或自动编程软件本身的零件造型功能，构建出零件几何形状，其后还需利用软件的计算机辅助制造 (CAM)功能，完成工艺方案的指定、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，自动计算并生成刀位轨迹文件，利用后置处理功能生成特定数控系统用加工程序。
因此我们把这种自动编程方式称为图形交互式自动编程。
这种自动编程系统是一种CAD与CAM相结合的自动编程系统2.2 数控编程的基础2.2.1 编程的几何基础1．机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，它用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。
数控机床采用ISO统一标准右手直角笛卡儿坐标系。
机床坐标轴的命名方法如图2-2所示，三个坐标轴互相垂直，其中三个手指所指的方向分别为Ｘ轴、Ｙ轴和Ｚ轴的正方向。
此外，当机床运动多于Ｘ、Ｙ、Ｚ三个坐标轴时，则用U、V、W表示平行于Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的第二组直线运动坐标轴，如果还有第三组直线运动，则应分别命名为Ｐ、Ｑ、Ｒ；用A、B、C 分别表示绕Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的旋转运动坐标轴，其转动的正方向用右手螺旋定则确定，第二组回转运动，可命名为Ｄ、Ｅ。
图2.1 右手直角坐标系在编程时，为了编程的方便和统一，不论在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，一般都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。
如果把刀具看作相对静止不动，工件移动，那么，坐标轴的符号上应加注标记（＇），如Ｘ＇、Ｙ＇、Ｚ＇等。
标准规定数控机床的主轴与机床坐标系的Z重合或平行。
各种数控机床的坐标系见相关的标准规定。
2．机床零点与参考点机床坐标系的原点称为机床零点。
机床零点是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定。
它是其它所有坐标系，如工件坐标系、编程坐标系，以及机床参考点的基准点。
数控车床的零点一般设在主轴前端面的中心，坐标系是从机床零点开始建立的X、Z轴二维坐标系。
Z轴与主轴平行，为纵向进刀方向；X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。
数控铣床的零点位置，各生产厂家不一致。
有的设在机床工作台中心，有的设在进给行程范围的终点。
数控机床的参考点是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的增量测量系统进行定标和控制的点。
参考点的位置是由每个运动轴上的挡铁和限位开关精确地预先确定好的。
因此，参考点对机床零点的坐标是一个固定的已知数。
在增量（或相对）测量系统中，数控机床加工零件的过程为：首先接通机床总开关和控制系统开关，然后机床从任一位置返回参考点，挡铁打开参考点开关，测量系统置零，即标定了测量系统。
之后，刀具在移动过程中，屏幕随时显示刀具的实际位置。
装有绝对测量系统的数控机床，由于具有坐标轴的精确坐标值，并能随时读出，故不需要参考点。
绝大多数数控机床采用增量式测量系统，需要返回参考点。
3. 工件坐标系与工件零点编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，工件坐标系的原点既是工件零点。
选择工件零点的原则是便于将工件图的尺寸方便地转化为编程的坐标值和提高加工精度，故一般选在工件图样的尺寸基准上，能使工件方便地装卡、测量和检验的位置，尺寸精度和光洁度比较高的工件表面上，对称几何图形的对称中心上。
车削工件零点一般放在工件的右端面或左端面，且与主轴中心线重合的地方。
铣削工件零点一般设在工件外轮廓的某一角上，进刀深度方向的工件零点大多取在工件表面。
4．编程零点编程零点是编程坐标系的零点，既是程序零点。
一般对于简单零件，工件零点就是编程零点。
即编程坐标系就是工件坐标系。
因此，编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。
而对于形状特别复杂的零件，需要几个程序或子程序。
为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。
5. 绝对尺寸与增量尺寸零件图上尺寸的标注，分为二类：绝对尺寸和增量尺寸。
绝对尺寸标注的零件尺寸，是从工件坐标系的原点进行标注的（即坐标值）；增量尺寸标注的某点零件尺寸，是相对它前一点的位置增量进行标注的，即零件上后一点的位置是以前一点为零点进行标注的。
当对零件的轮廓加工进行编程时，要将图纸上的尺寸换算成点的坐标值。
如果选用的工件零点、编程零点位置不同，采用的尺寸标注方式不同（绝对尺寸或增量尺寸），其点的坐标值也不同。
2.2.2 编程的工艺基础编制数控机床加工零件程序，需要处理工艺问题。
在普通机床上加工零件的工艺实际上只是一个工艺过程卡，机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，往往都是操作工人自行决定。
而数控机床是按照程序进行加工的。
因此，加工中的所有工序、工步，每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量和所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。
为此，要求一个合格的编程员首先应该是一个很好的工艺员，并对数控机床的性能、特点和应用、切削规范和标准刀具系统等要非常熟悉。
否则就无法做到全面、周到地考虑零件加工的全过程，无法正确、合理地确定零件加工程序。
1. 加工工件的选择不同类型的零件应在不同种类的数控机床上加工。
数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。
数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。
数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。
多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。
总之，不同类型的零件要选用不同的数控机床进行加工。
2. 加工工序的划分在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分复杂，许多零件只需在一次装卡 中就能完成全部工序。
但是零件的粗加工、特别是铸缎毛坯零件的基准面、定位面等部位的加工应在普通机床上加工完成后，再装卡到数控机床上进行加工。
这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。
经过粗加工或半精加工的零件装卡到数控机床上之后，数控机床按照规定的工序一步一步地进行半精加工和精加工。
在数控机床上加工零件的工序划分方法有：⑴刀具集中分序法 该法是按所用刀具划分工序，用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。
再用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的部位。
这样可以减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。
⑵粗、精加工分序法 对单个零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。
对于一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后再进行精加工。
粗、精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。
⑶按加工部位分序法 一般先加工平面，定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。
总之，在数控机床上加工零件，加工工序的划分要根据加工零件的具体情况具体分析。
许多工序的安排是按上述分序法综合安排的。
3. 工件的装卡方式在数控机床上加工零件，由于工序集中，往往是在一次装卡中完成全部工序。
因此，对零件的定位、夹紧方式要充分注意下面的问题。
⑴尽量采用组合夹具。
当工件批量较大，工件精度要求较高时，可以设计专用夹具。
⑵零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量。
尤其要注意不发生刀具与工件、刀具与夹具碰撞的现象。
⑶夹紧力应力求通过（或靠近）主要支承点或在支承点所组成的三角形内。
应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方。
尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。
⑷零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。
一般同一批零件采用同一定位基准，同一装卡方式。
4. 加工路线的确定加工路线是指数控机床加工过程中，刀具运动的轨迹和方向。
每道工序加工路线的确定是非常重要的，因为它影响零件的加工精度和表面粗糙度。