数控加工程序手工编制

数控机床程序编制的一般步骤和手工编程数控机床程序编制〔又称数控编程〕是指编程者〔程序员或数控机床操作者〕根据零件图样和工艺文件的要求，编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的过程。

具体来说，数控编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。

一般数控编程步骤如下〔见图19－22〕。

图19－22 一般数控编程顺序图1．分析零件图样和工艺要求分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法、制定加工方案，以及确认与生产组织有关的问题，此步骤的内容包括：1〕确定该零件应安排在哪类或哪台机床上进行加工。

2〕采用何种装夹具或何种装卡位方法。

3〕确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。

4〕确定加工路线，即选择对刀点、程序起点〔又称加工起点，加工起点常与对刀点重合〕、走刀路线、程序终点〔程序终点常与程序起点重合〕。

5〕确定切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数。

6〕确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等。

2．数值计算根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路线，计算刀具中心〔或刀尖〕运行轨迹数据。

数值计算的最终目的是为了获得编程所需要的所有相关位置坐标数据。

3．编写加工程序单在完成上述两个步骤之后，即可根据已确定的加工方案〔或方案〕及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等。

编程者除应了解所用数控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。

4．制作控制介质，输入程序信息程序单完成后，编程者或机床操作者可以通过CNC机床的操作面板，在EDIT方式下直接将程序信息键入CNC系统程序存储器中；也可以根据CNC系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。

控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入〔输出〕装置，可将控制介质上的程序信息输入到CNC系统程序存储器中。

数控手工编程的方法与步骤数控手工编程的方法及步骤数控编程的要紧内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值运算、编写加工程序、校对程序及首件试切。

编程的具体步骤说明如下：1．分析图样、确定工艺过程在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。

依照零件图，能够对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。

在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。

此外，还应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。

2．运算刀具轨迹的坐标值依照零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，运算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。

一样数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，关于形状比较简单的平面形零件〔如直线和圆弧组成的零件〕的轮廓加工，只需要运算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心〔或圆弧的半径〕、两几何元素的交点或切点的坐标值。

假如数控系统无刀具补偿功能，那么要运算刀具中心的运动轨迹坐标值。

关于形状复杂的零件〔如由非圆曲线、曲面组成的零件〕，需要用直线段〔或圆弧段〕靠近实际的曲线或曲面，依照所要求的加工精度运算出其节点的坐标值。

3．编写零件加工程序依照加工路线运算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员能够按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。

编写时应注意：第一，程序书写的规范性，应便于表达和交流；第二，在对所用数控机床的性能与指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。

4．将程序输入数控机床将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、储备卡、连接上级运算机的DNC接口及网络等。

目前常用的方法是通过键盘直截了当将加工程序输入〔MDI方式〕到数控机床程序储备器中或通过运算机与数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序储备器中，由机床操作者依照零件加工需要进行调用。

数控加工程序编制的步骤及标准
一、程序编制的内容与步骤
程序编制是指从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程。

它可分为手工编程和自动编程两类。

手工编程时，整个程序的编制过程是由人工完成的，其编程内容和步骤如下图所示。

二、程序编制的代码标准
数控机床的零件加工程序，可通过拨码盘、键盘、穿孔纸带、磁带及磁盘等介质输入到数控装置中。

常用的标准穿孔纸带有五单位（五列孔，宽17.5mm）和八单位（八列孔，宽25.4mm）两种。

目前广泛应用的八单位穿孔纸带的代码标准有两种：EIA（Electronic Industries Association，美国电子工业协会）标准和ISO（International Standard Organization，国际标准化组织）标准。

ISO标准又被称为ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准码）标准，如表下表所示：
ISO标准又被称为ASCII
八单位穿孔纸带。

第2章 数控加工的程序编制1．概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。

当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。

这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。

要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。

制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。

2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类，一类是手工编程；另一类是自动编程。

手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。

对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。

但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对。

据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1。

数控机床不能开动的原因中，有20～30％是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。

因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。

2. 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算工作量非常大，有些时候，甚至是不现实的。

南通科迅教育11年专注数控自动编程与手动编程培训随着机械加工方法的不断发展和完善，现代化的数控加工机床越来越多地应用于现实生产中。

数控机床有很多优点，例如：(1)能完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面的零件加工；(2)可以提高零件的加工精度，稳定产品的加工质量；(3)几乎不需要专用工装、量具，可以提高生产率；(4)可以实现一机多用，提高经济效益；(5)可以大大减轻工人的劳动强度。

所谓的“数控机床的程序编制”是指由分析零件图样到程序检验、加工样件的全部过程。

数控机床程序编制的方法有二种，即手工编程和自动编程。

(1)手工编程：是指编制零件加工程序的各个步骤，即从零件图样分析及工艺处理、数值计算、编写程序单直至程序检验，均由人工完成，称为“手工程序编制”。

(2)自动编程：使用计算机进行数控机床程序编制工作，也即由计算机自动进行数值计算编制零件加工程序单。

“自动程序编制”，在这里程序编制工作的大部分或全部由计算机来完成。

对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，程序编制计算比较简单，程序段不多。

可进行手工编程。

但对于轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间曲面零件以及程序量很大，计算相当繁琐易出错、难校对的零件，手工编制程序是难以完成的，甚至是无法实现的。

因此，为了缩短生产周期，提高生产效率，减少出错率，解决各种复杂零件的加工问题，必须采用“自动编程”方法。

随着微机技术的飞速发展以及大量的各种各样软件的开发和完善，自动编制程序已有了更进一步的发展。

利用CAM软件，由工艺人员进行图形输入即三维造型，或将设计人员用C AD设计的零件通过数据传输直接输入编程软件，再由工艺人员确定刀具、走刀路线、合理的切削用量等后，由计算机自动生成数控程序，并可在微机上进行模拟显示、三维仿真，以利用程序检验，最终通过接口将程序传输给数控机床。

手工编程工作量很大，通常只是对一些简单的零件进行手工编程。

但是对于几何形状复杂，或者虽不复杂但程序量很大的零件（如一个零件上有数千孔），编程的工作量是相当繁重的，这时手工编程便很难胜任，即使能够编制出，也是相当费时的，而且易出错。

数控机床的手工编程与自动编程的特点及应用范围1．手工编程(Manual Programming)从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。

对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，而且经济、及时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。

但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必须采用自动编程的方法编制程序。

2．自动编程（Automatic Programming）自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。

它包括数控语言编程和图形交互式编程。

数控语言编程，编程人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行编译、数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，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。

数控语言编程为解决多坐标数控机床加工曲面、曲线提供了有效方法。

但这种编程方法直观性差，编程过程比较复杂不易掌握，并且不便于进行阶段性检查。

随着计算机技术的发展，计算机图形处理功能已有了极大的增强，“图形交互式自动编程”也应运而生。

图形交互式自动编程是利用计算机辅助设计（CAD）软件的图形编程功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，或者直接调用由CAD系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再直接调用计算机内相应的数控编程模块，进行刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理，从而生成刀位文件。

之后，再经相应的后置处理（postprocessing），自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。

图形交互式自动编程极大地提高了数控编程效率，它使从设计到编程的信息流成为连续，可实现CAD/CAM集成，为实现计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）一体化建立了必要的桥梁作用。

数控加工的编程方法
数控加工的编程方法主要有以下几种：
1. 手工编程：即操作员手动输入G代码、M代码和其他相关指令来完成加工过程。

这种方法适用于简单的加工任务，但对于复杂的零件加工可能较为繁琐和容易出错。

2. CAM编程：通过计算机辅助制造（CAM）软件进行编程，将CAD绘制的零件模型转换为数控机床可以识别的机器指令。

CAM编程可以实现自动生成刀具路径、刀补、切削参数等功能，大大提高了编程的效率和准确性。

3. 数据编程：将加工零件的参数、尺寸、形状等数据输入数控机床中，机床可以根据这些数据自动生成加工程序。

这种方法通常适用于具有一定规律性的零件加工，可以减少编程的工作量。

4. 高级编程语言：利用专门的数控编程语言（如APT、ISO、G-code）进行编程。

这些语言使用一系列字符编码来描述加工过程中的各种操作，操作员需要熟悉这些语言的语法和指令，才能正确编写加工程序。

不同的编程方法在不同的场景下有各自的优劣势，操作员可以根据加工要求和自己的熟练程度选择合适的编程方法。

随着技术的发展，CAM编程已经成为数控
加工的主流方法，因为它可以大大提高编程的效率和准确性。

数控手工编程的方法及步骤数控手工编程是数控机床加工的一种基础方法，它可以帮助操作人员在数控系统的帮助下，将加工工件的图纸转换成数控程序。

由于数控手工编程的过程比较繁琐，因此需要操作人员针对每个步骤进行详细的了解和掌握。

本文将详细介绍数控手工编程的方法及步骤。

一、数控手工编程的方式在数控手工编程中，有两种编程方式，分别为绝对编程和增量编程。

绝对编程可以直接输入工件的坐标值，从而确定刀具到零点之间的逻辑距离，使刀具在所需位置进行工作。

增量编程是根据平面坐标系加上刀具的绝对位置进行编程的方式，通过输入刀具的位移距离和刀具的方向来确定刀具在不同位置进行工作的方式。

二、数控手工编程的步骤（一）确认工件及设备的物理尺寸在进行数控手工编程前，需要根据设计图纸中的工件尺寸，测量工件与设备的物理尺寸，确认工件与设备的匹配程度。

同时，还需要注意设备的行程限制，避免因行程限制导致加工失败问题。

（二）选择数控机床的坐标系统在进行数控编程前，需要根据机床控制系统选择相应的坐标系统。

常用的坐标系统有笛卡尔坐标系统、极坐标系统、直角坐标系统等。

同时还需要根据工件的形状和加工方式，确认工件的加工坐标轴，选择相应的坐标系。

（三）确定数控加工的加工流程在确定数控手工编程的过程时，需要根据加工方式和工件的几何图形，选择不同的加工策略。

常用的加工策略有螺旋线式加工、单行或多行加工、螺旋线优先加工等。

同时还需要根据工件的加工难度和精度要求，确定工件的加工次序和切削数据。

（四）制定刀具路径及切削参数在进行数控手工编程时，需要制定刀具路径和切削参数。

特别是在刀具半径、刀具进给速度、切削原理等方面，需要考虑到刀具的特性和机床的工作状态，确保切削效果稳定，同时保证加工精度和质量符合一定的要求。

（五）编写数控程序在确定数控机床的加工流程和切削参数后，需要根据加工策略和几何图形，编写数控程序。

编写数控程序需要导入一些预置的格式，如：变量定义，迭代循环，分支命令，数学函数等，从而编制出相应的加工程序。