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第四单元数控机床编程基础第一节数控机床编程的基本概念一、何谓数控编程普通机床加工，一般在加工前先由工艺人员制订零件加工工艺规程（工艺卡）。
在工艺规程中规定了工艺顺序、切削参数以及机床、刀具、夹具等内容，操作工人按工艺规程进行加工。
在用凸轮控制的自动机床上加工时，则必须根据零件图及工艺要求设计和制造凸轮的运动曲线，并调整各凸轮的相对位置，然后进行加工。
这可称为自动、半自动机床的程序编制。
在数控机床上加工零件时，要把零件的全部工艺过程，工艺参数及其它辅助动作，按动作顺序，根据数控机床规定的指令格式编写加工程序，记录于控制介质，然后输入数控装置，从而指挥机床。
这种将从零件图纸到获得数控机床所需的控制介质的全过程，称为程序编制即编程。
如图4-1所示为数控机床加工零件过程的示意图。
图4-1 数控机床加工零件的过程二、编程的一般步骤1．分析零件图纸和制定工艺过程及工艺路线该步骤主要包括：对零件图纸要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯形状和热处理进行分析，明确加工内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；确定工件的定位基准；选用刀具及夹具；确定对刀方式和选择对刀点；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。
在安排工序时，要根据数控加工的特点按照换刀次数少、空行程路线短及工序集中的原则，尽可能在一次装夹中就能完成所有工序。
2．数值处理该步骤是根据零件的几何尺寸、加工路线，计算出零件轮廓线上的几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标。
如果数控系统无刀具补偿功能，还应该计算刀具运动的中心轨迹。
当用直线、圆弧来逼近非圆曲线（如渐开线、阿基米德螺旋线等）时，应计算曲线上各节点的坐标值。
对于列表曲线、空间曲面的程序编制，其数学处理更为复杂，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。
3．编写加工程序该步骤是在完成上述工艺处理及数值计算工作后，按照数控系统规定使用的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。
程序编制人员应对数控机床的性能、程序指令及代码非常熟悉，才能编写出正确的加工程序。
数控程序编制的定义————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数控程序编制的定义普通机床加工零件前，一般先由工艺人员制订零件加工工艺规程，在工艺规程中规定了工艺顺序、切削参数以及使用的机床、刀具、夹具等内容，操作工人按工艺规程和零件图纸进行加工。
在数控机床上加工零件有一个程序编制问题。
它是将零件加工的工艺顺序、运动轨迹与方向、位移量、工艺参数（主轴转速、进给量、切深）以及辅助动作（换刀、变速、冷却液开停等）按动作顺序，用数控机床的数控系统所规定的代码和程序格式，编制成加工程序单（相当于普通机床加工的工艺规程）再将程序单中的内容记录在磁盘（或纸带）等控制介质上，输送给数控系统，从而控制数控机床自动加工。
这种从零件图纸到制成控制介质的过程，称为数控机床的程序编制。
数控机床是一种高效的自动化加工设备。
理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格工件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。
1．数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
编程工作主要包括:图1 数控程序编制的内容及步骤2．数控程序编制的方法（1）手工编程手工编程指由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。
如图2所示。
一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。
手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。
图2 手工编程（2）计算机自动编程计算机自动编程指在编程过程中，除了分析零件图和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。
自动编程的特点：编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。
图3 计算机编程交互式图形自动编程已成为国内外流行的数控编程方法。
交互式图形自动编程系统实现了“造型——刀具轨迹生成——加工程序自动生成”一体化，它的主要处理过程是：图4 自动编程加工的基本工作原理。
第1章程序设计基础知识随着科学技术的迅猛发展，计算机技术日新月异，计算机程序设计语言也层出不穷。
那么，什么是程序语言？什么是程序设计？应该学哪一种程序语言？如何进行程序设计？这些都是程序设计初学者首先遇到的问题，也是程序设计的基本问题、共性问题。
不论是什么样的计算机语言，其程序设计的基本方法是相同的。
本书作为程序设计的入门教材，将以C语言程序设计为主线，介绍程序设计的基本概念和基本方法，讲述C语言的语法规则和实用的C程序设计技术。
作为全书的开篇，本章就程序设计的基本知识作概括性讨论，首先介绍计算机的工作原理，然后重点介绍算法的概念及特征、设计算法的方法和策略、流程图的表示和结构化程序设计方法等内容。
需要说明的是，有些概念和方法要随着后续各章的深入学习才会有深刻的理解。
1.1 计算机的工作原理1.1.1 计算机的指令系统大家知道，计算机中的存储器是由千千万万个的电子线路单元组成，每个单元有两个稳定的工作状态（例如二极管或三极管的截止和导通，磁性元件的消磁和充磁等），分别以0和1表示，因此计算机存储的信息是以二进制形式存储的。
人们要计算机处理信息，就要给计算机规定一些最基本的操作，并用0和1表示这些操作，这就构成一条一条的指令。
在设计的时候，就给它规定了一套指令，称之为指令系统（instruction set）。
不同型号的计算机，指令系统也不相同。
一条指令由操作码（opcode）和操作数（oprand）两部分构成，例如在Z80中有这样一条指令：11000110 00000110操作码操作数操作码11000110表示加法操作，操作数是00000110。
这条指令的功能是把操作数00000110与计算机累加器中的数相加，相加的和仍放在累加器中，例如先在累加器中放一个数00000101，执行这条指令的过程如图1.1所示。
这条指令用十六进制表示为：C6 06。
1.1.2 计算机的解题过程计算机解题要由人事先告诉它解题的方法和步骤，一步一步地去执行。
