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第5章
5.1 概述
数控加工程序的编制
5.1.1 数控编程的基本概念
在数控机床上加工零件，首先要零件加工的数控编程，然后才能进行自动加工。所谓数 控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记 录在程序单上，并经校核的全过程。为了与数控系统的内部程序（系统软件）及自动编程用 的零件源程序相区别，把从外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控 程序。 数控机床所使用的程序是按照一定的格式并以 的形式编制的。数控系统的种类繁多， 它们使用的数控程序的语言规则和格式也不尽相同，编制程序时应该严格按照教材和机床编 程手册中的规定进行。理想的数控程序不仅应该保证能加工出符合图纸要求的合格工件，还 应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全、可靠、高效地 工作。
5.1.2 数控编程的步骤和方法
数控机床程序编制的内容主要包括：分析被加工零件的零件图，确定加工工艺过程，进 行刀具运动轨迹坐标计算，编写程序单，制备控制介质，程序校验和首件试切等。 1．数控编程的步骤 数控编程的步骤如图 5-1 所示。 （1）分析零件图纸 通过对
工件材料、形状、尺寸精度及毛坯 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）工艺处理 选择适合数 图 5-1 程序编制的步骤
控加工合理的加工工艺，是提高数 控加工技术经济效果的首要因素。
制定数控加工工艺除考虑通常的一般工艺原则外，还应考虑充分发挥所有数控机床的指令功 能，走刀路线要短，换刀次数尽可能少等。工艺处理涉及问题较多，详见第 1 章内容。 （3）刀具运动轨迹坐标计算 分析零件图，首先找出图样上的设计基准点，图样上各项
尺寸均是以此点为基准进行标注的，然后确定工件原点。工件原点是人为设定的，设定的依 据是既要符合零件图尺寸的标注习惯，又要便于编程。一般情况下，零件图的设计基准点就
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是工件原点。 根据零件图的几何尺寸、进给路线及设定的工件坐标系，计算工件粗、精加工各种运动 轨迹关键点的坐标值。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工， 需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。对于 形状比较复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件） ，需要用直线段或圆弧段逼近，计算出 逼近线段的交点坐标值，并限制在允许的误差范围以内。这种情况一般要用计算机来完成数 值计算的工作。 （4）编写程序单 在完成工艺处理和数值计算工作后，可以编写零件加工程序单，编程
人员根据所使用数控系统的指令、程序段格式，逐段编写零件加工程序。编程人员要了解数 控机床的性能、程序指令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出 '的加工程序。 （5）制备控制介质 程序单只是程序设 文字记录，还必须把编制好的程序单上的内
容记录在控制介质上作为数控装置的输入信息。常用的控制介质有软盘和 U 盘等。也可用 RS232 接口通过个人电脑输入。 （6）程序校验和首件试切 通常需要校对检查程序，也可利用数控机床的空运行功能进
行检验，检查机床的动作和运动轨迹的 '性。为了检查出由于编程 不准确或刀具调整 不当造成的加工误差的大小，还需经过试切进行实际检验。根据试切情况可对程序进行修改， 采取尺寸补偿措施，直到加工出满意的零件为止。 2．数控编程的方法 数控编程的方法有手工编程和自动编程。 （1）手工编程 手工编程是指从工件的图样分析、工艺过程的确定、数值计算到编写加
工程序单、制作控制介质等都是人手工完成的，对形状简单的工件，所需程序不多，也不需 经过复杂的计算，可以使用手工编程。采用手工编程既经济又及时，但对于几何形状复杂的 零件，特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件（如叶片、复杂模具） ，或者工步复杂的 零件，手工编程就难以胜任，因此必须采用自动编程的方法。 （2）自动编程 自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计
算机完成。自动编程知识详见 5.6 节。
5.2 数控编程基础知识
5.2.1 数控加工程序的结构
1．字符与 字符（Character）是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、 数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号，也是加工程序的最小组成单位。加工 程序用的字符分四类。一类是字母，它由 26 个英文字母组成；第二类是数字和小数点，它由 0～9 共 10 个阿拉伯数字及一个小数点组成；第三类是符号，由正（+）号和负（-）号组成；

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