1.程序编制的内容

数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人对它进行操作，而由程序来进行控制。所以在数控机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据，然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质（或称程序载体）上，最后输入到数控机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。

数控机床的程序编制主要包括：分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验与首件试切，如图5-9所示。

图5-9 程序编制的内容

（1）分析零件图样、确定工艺过程 分析零件图样，明确加工内容和要求，从而确定加工方法、定位夹紧以及加工工步顺序、使用刀具和切削用量等，即制定加工工艺。在确定工艺的过程中，要做到加工路线短，进给、换刀次数少，充分发挥数控机床的功能，加工安全、可靠。

（2）数值计算 根据零件的尺寸要求、加工路线及设定的坐标系，进行运动轨迹坐标值的计算。对于由圆弧和直线组成的简单零件，需要计算零件轮廓上各几何元素的交点或切点的坐标，得出各几何元素的起点、终点、圆弧圆心的坐标值。如果数控系统无刀具补偿功能，还应该计算刀具中心的运动轨迹。对于由非圆曲线组成的复杂零件，由于数控机床通常只具有直线和平面圆弧插补功能，因而只能采用直线段或圆弧段逼近的方法进行加工，这时就要计算逼近线段和被加工曲线交点（即节点）的坐标值。

如果运动轨迹是平面的，各几何元素坐标值的计算常由人工完成。如果运动轨迹是三维立体的，则坐标值的计算常借助于计算机来完成。

（3）编写程序单 根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的运动顺序、刀具号、切削参数以及辅助动作等，按照规定的指令代码及程序格式，逐段编写加工程序单。

（4）制作控制介质 将程序单的内容记录在控制介质上，再输入至数控装置。简单程序可以直接用键盘输入至数控装置。但在保存和使用之前，必须经过检验、调试和试切。

（5）程序检验与首件试切 在加工之前，要对程序进行检验。检验的方法有：(www.daowen.com)

1）空运行。机床上不装夹工件，空运行程序，通过检查工件和刀具的运动轨迹、坐标显示值的变化来检验程序。也可把机床锁住，只观察坐标显示值的变化来检验。在数控铣床上加工平面零件时，还可用笔代替刀具，用坐标纸代替工件，进行空运行画图来检验。

2）图形模拟。在具有图形模拟功能的数控机床上，可通过显示刀具路径或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。

3）首件试切。上述的方法只能检查程序是否正确，而不能保证零件的加工精度。因此，有必要进行首件试切，分析影响加工精度的原因，加以解决。

从以上的内容看，作为一名编程人员，不但要熟悉数控机床的功能与结构，有一定的机床操作经验，还要熟悉零件的加工工艺，掌握数值计算的方法，最好还掌握一定的计算机知识。

2.程序编制的方法

数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。

（1）手工编程 手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。

对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错机会较少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是，工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程既繁琐、又费时，而且容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机床的开动率。此时，必须用自动编程的方法编制程序。

（2）自动编程 自动编程有两种：计算机语言编程（APT）和计算机绘图编程（CAM）。计算机语言编程是利用计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外（有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编程人员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，输入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。

计算机绘图编程是利用CAM软件将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算繁琐、手工编程困难或手工无法编出的程序能够实现。