第1章　数控编程基础

1.1　数控编程概述

（1）数控加工工艺系统

用金属切削刀具从工件上切除多余（或预留）的金属， 从而获得在形状、尺寸精度及表面质量上都合乎预定要求的产品的加工过程称为金属切削加工。在切削加工过程中，刀具同工件之间必须有相对的切削运动，它由金属切削机床来完成。采用数控机床进行金属切削加工简称数控加工，数控机床、夹具、刀具和工件构成数控加工工艺系统，数控加工过程中的各种现象、规律及其本质，都要在这个工艺系统的运动状态中去考察研究。

（2）数控加工工艺过程和数控加工工艺

数控加工工艺过程是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。

数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的各种方法和技术手段的总和，并将其应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们进行的大量数控加工实践的经验总结。

（3）数控加工程序编制（简称数控编程）

数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床则要求由工人手工操作来加工零件。输入数控机床用以执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为数控程序或零件程序。

数控编程是指从零件图纸到数控程序编制并制成控制介质的全过程，即为根据零件的图形尺寸，把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按动作顺序和数控机床规定的指令、格式，编成加工程序，再记录于控制介质即程序载体（磁盘等），输入数控装置，从而指挥机床加工并根据加工结果加以修正的过程（图1-1）。具体来说是将加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数（F、S、T等指令）及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。

数控编程技术包含了数控加工与编程、金属加工工艺、CAD/CAM软件等多方面的知识与经验，其主要任务是计算加工走刀中的刀位点（简称CL点）。根据数控加工的类型，数控编程可分为数控车削加工编程、数控铣削加工编程、数控电加工编程等。

不同的数控机床和不同的数控系统需要编制的数控程序不尽相同，但不论编制任何数控机床和数控系统的数控程序均需要熟练掌握坐标系和常用代码指令等重要基础知识。

典型的数控编程过程与步骤如下：

①加工工艺分析。

②计算加工轨迹和加工尺寸。

③编制加工程序清单。

④程序输入。

⑤程序校验和试切削。

（4）数控编程方法

数控编程方法有手工编程和自动编程两种。

整个编程过程由人工完成的编程方法称为手动编程。手动编程对编程人员的要求高，要求熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力等。手动编程适用于几何形状不太复杂的零件和三坐标联动以下加工程序的编制。

编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统根据数控系统的类型输出数控加工程序的编程方法称为自动编程。自动编程适用于形状复杂的零件、虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）和虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算）的加工程序的编制。

据不完全统计，用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比平均约为30∶1。数控机床不能开动的故障案例中，有20%～30%是由于加工程序不能及时编制出造成的。因此自动编程是当今的趋势，但手工编程是学习自动编程的基础。