第1章　數控編程基礎

1.1　數控編程概述

（1）數控加工工藝系統

用金屬切削刀具從工件上切除多余（或預留）的金屬， 從而獲得在形狀、尺寸精度及表面質量上都合乎預定要求的產品的加工過程稱為金屬切削加工。在切削加工過程中，刀具同工件之間必須有相對的切削運動，它由金屬切削機床來完成。采用數控機床進行金屬切削加工簡稱數控加工，數控機床、夾具、刀具和工件構成數控加工工藝系統，數控加工過程中的各種現象、規律及其本質，都要在這個工藝系統的運動狀態中去考察研究。

（2）數控加工工藝過程和數控加工工藝

數控加工工藝過程是利用切削工具在數控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態等，使其成為成品或半成品的過程。

數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用的各種方法和技術手段的總和，并將其應用于整個數控加工工藝過程。數控加工工藝是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們進行的大量數控加工實踐的經驗總結。

（3）數控加工程序編制（簡稱數控編程）

數控機床與普通機床加工零件的區別在于數控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床則要求由工人手工操作來加工零件。輸入數控機床用以執行一個確定的加工任務的一系列指令，稱為數控程序或零件程序。

數控編程是指從零件圖紙到數控程序編制并制成控制介質的全過程，即為根據零件的圖形尺寸，把零件的工藝過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移等內容，按動作順序和數控機床規定的指令、格式，編成加工程序，再記錄于控制介質即程序載體（磁盤等），輸入數控裝置，從而指揮機床加工并根據加工結果加以修正的過程（圖1-1）。具體來說是將加工的工藝分析、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數（F、S、T等指令）及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規定的文字、數字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質的整個過程。

數控編程技術包含了數控加工與編程、金屬加工工藝、CAD/CAM軟件等多方面的知識與經驗，其主要任務是計算加工走刀中的刀位點（簡稱CL點）。根據數控加工的類型，數控編程可分為數控車削加工編程、數控銑削加工編程、數控電加工編程等。

不同的數控機床和不同的數控系統需要編制的數控程序不盡相同，但不論編制任何數控機床和數控系統的數控程序均需要熟練掌握坐標系和常用代碼指令等重要基礎知識。

典型的數控編程過程與步驟如下：

①加工工藝分析。

②計算加工軌跡和加工尺寸。

③編制加工程序清單。

④程序輸入。

⑤程序校驗和試切削。

（4）數控編程方法

數控編程方法有手工編程和自動編程兩種。

整個編程過程由人工完成的編程方法稱為手動編程。手動編程對編程人員的要求高，要求熟悉數控代碼功能、編程規則，具備機械加工工藝知識和數值計算能力等。手動編程適用于幾何形狀不太復雜的零件和三坐標聯動以下加工程序的編制。

編程人員根據零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統的規定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，編程系統根據數控系統的類型輸出數控加工程序的編程方法稱為自動編程。自動編程適用于形狀復雜的零件、雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數千個孔的零件）和雖不復雜但計算工作量大的零件（如非圓曲線輪廓的計算）的加工程序的編制。

據不完全統計，用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比平均約為30∶1。數控機床不能開動的故障案例中，有20%～30%是由于加工程序不能及時編制出造成的。因此自動編程是當今的趨勢，但手工編程是學習自動編程的基礎。