数控编程基础知识入门
在现代制造业中，数控编程是一项至关重要的技能。数控编程能够将设计图纸转化为机床上的加工指令，从而实现自动化的加工过程。本文将介绍数控编程的基础知识，帮助读者初步了解和掌握数控编程的入门要点。
一、数控编程的概述
数控编程是指通过预先设定的机器指令，来控制数控机床进行工件加工的过程。通过编写数控程序，操作者可以将设计师的想法转化为机器能够识别和执行的指令，从而实现精确、高效的加工。
二、数控编程的基本原理
1. 坐标系
数控机床使用的是直角坐标系，常见的有绝对坐标和相对坐标两种表示方式。绝对坐标是相对于工件原点的绝对位置，而相对坐标是相对于当前位置的相对位移。
2. 基本指令
数控编程中常用的基本指令包括直线插补、圆弧插补、孔加工等。直线插补是在两点之间按直线进行加工，圆弧插补则是按照中心点、半径和起始角度进行加工。
3. 编程格式 数控编程使用一定的格式进行书写，以保证机床能够正确地执行指令。常见的编程格式包括G代码、M代码和T代码等。G代码用于定义加工方式和路径，M代码用于定义机床的辅助功能，T代码用于选择刀具。
三、数控编程语言
1. G代码
G代码是数控编程中最常用的一种指令。通过G代码，操作者可以选择加工方式、切削速度、刀具半径补偿等参数。常见的G代码包括G00、G01、G02、G03等。
2. M代码
M代码用于控制机床的辅助功能，例如开启冷却液、换刀等操作。常见的M代码包括M03、M04、M05等。
3. T代码
T代码用于选择刀具。在数控编程中，每一个刀具都有一个对应的T代码，通过指定T代码，机床会自动选择相应的刀具。
四、数控编程软件
为了简化数控编程的过程，提高编程效率，市场上出现了许多数控编程软件。这些软件提供了直观的用户界面，可以通过图形化的操作来生成数控程序。常见的数控编程软件包括Mastercam、PowerMill等。
五、数控编程的应用领域 数控编程广泛应用于各种制造行业，例如机械加工、汽车制造、航空航天等。通过数控编程，可以实现复杂零件的高精度加工，提高生产效率和产品质量。
数控编程概述
3.1 一般加工程序的编制过程
在数控机床上加工零件,首先要编制零件的加工程序,然后才能加工。程序编制的一般步骤如图3-1 所示：
图3-1加工程序的编制过程
z 确定工艺过程：
根据图纸对零件的形状、技术条件、毛坯及工艺方案等进行详细分析，从而确定出需要
的刀具，走刀路线，加工余量等。 z 计算运动轨迹的坐标：
根据零件的几何尺寸，走刀路线及设定的坐标系，计算各个运动轨迹的坐标值，诸如运动轨迹的起点与终点，圆弧的圆心等坐标尺寸。 z 编写加工程序代码：
根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的运动顺序、刀号、切削参数以及辅助动作，按照本系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序代码。 z 程序输入：
将加工程序代码输入到 CNC 系统中。 z 首件试加工：
编写的加工程序代码通过试加工来验证，并根据试加工的结果来修改程序代码，正确无
误后正式加工。
3.1.2 程序构成
程序是由 F 代码、G 代码、M 代码、N 代码、S 代码等组成的程序段构成。这些程序段使刀具沿着直线或圆弧运动，或使主轴运动、停转。在程序中根据刀具的实际运动顺序
书写这些程序段。程序的构成如图3-2程序的构成所示。
图3-2程序的构成 3.1.3 程序段
程序指令由字组成。字是带有数字的地址，该地址定义了伴随地址数字的含义。这些字被组合在一起形成了程序段。
一个程序段是由一个或多个组合在一行中的字构成。典型程序段由程序段号开始，程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法，如图3-3 所示。
图3-3程序段的构成
3.1.4 地址说明
地址规定了地址后数字的含义。一个地址可有多种含义。
地址 说明
A A轴（第四轴）绝对或相对坐标值
D 刀具半径补偿号
F 进给率
G 准备功能
I 圆弧圆心相对于圆弧起点之差在X轴上的投影值
J 圆弧圆心相对于圆弧起点之差在Y轴上的投影值
1、圆弧圆心相对于圆弧起点之差在Z轴上的投影值 K
模块二 数控车床编程入门知识
数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。
一、数控车床的坐标系与运动方向的规定
（一）建立坐标系的基本原则
1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。
2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。
图1-28 右手笛卡尔直角坐标系
3、规定Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴，X轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z轴垂直。
4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。
依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。
学习目标
知识目标：●掌握数控车床坐标系的定义。
●掌握数控加工程序的格式与组成。
●熟悉数控车床编程常用符号及指令代码。
能力目标：●掌握数控车床编程的入门知识，并能灵活运用。
图1-29 水平床身前置刀架式数控车床的坐标系
图1-30 倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系
（二）机床坐标系
机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。
1．机床原点
机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。
图1-31 机床原点
2．机床参考点
机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定成（0，0），这就会造成基准的不统一。
数控机床与编程
1 数控机床与编程
第一章 数控机床概述
1、数字控制简称数控（NC）
2、计算机数控（CNC又称MNC）
3、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。
4、驱动装置是数控机床执行机构的驱动部分，包括主轴电动机、进给伺服电动机等。
5、辅助装置指数控机床的一些配套部件，包括刀库、液压装置、气动装置、冷却系统、排屑装置、夹具、换刀机械手等。
6、
7、插补功能：在加工零件的实际轮廓或轨迹的已知点之间确定一些中间点的方法。
8、插补方法主要有两种：①脉冲增量法 ② 数字增量法
9、可编程逻辑控制器（PLC）是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。（可编程逻辑控制器处于计算机控制装置与机床之间，对计算机控制装置和机床的输入/输出信号进行处理，实现辅助功能M、主轴转速S及刀具功能T的控制和译码。即按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的启动、停止、转向、转速、刀具的更换、零件的夹紧松开、液压、冷却、润滑、气动等进行控制。）（归纳）
10、数控机床加工的基本工作原理：数控机床加工时，是根据零件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式编制成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译、运算和逻辑处理，输入各种信号指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形状的零件。（归纳）
11、数控机床加工特点：①适应性强 ②精度高 ③效率高 ④减轻劳动强度、改善劳动条件
12、数控机床的应用范围：⑴多品种小批量的零件； ⑵结构较复杂，精度要求加工程序 计算机数字控制装置（CNC） 可编程逻辑控制器（PLC） 主轴控制单
元 主轴电动机
机床主体
速度控制单元 步进电动机
