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第2章数控编程基础

普通机床执行加工任务，是由操作人员手动控制的。而数控机床执行加工任务，是由数

控加工指令程序控制的。数控加工指令程序的编制通常有三种途径：（1）手工编程；（2）用

数控语言进行辅助编程；（3）用CAD/CAM软件进行计算机自动编程。要掌握数控加工指令

程序的编制技术，熟悉手工编程至关重要，因为不论是用数控语言进行辅助编程，或是利用

CAD/CAM软件进行自动编程，输出的源程序或刀位文件都必须经过后置处理系统转换成机

床控制系统规定的加工指令程序格式。所以，掌握手工编写加工指令程序的方法是数控编程

人员的基本功。

2.1概述

一、数控编程的基本概念

数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。在数控机床上加工零件时，

首先要根据零件图样，按规定的代码及程序格式将零件加工的全部工艺过程、工艺参数、位

移数据和方向以及操作步骤等以数字信息的形式记录在控制介质上（如磁带、U盘等），然后

输入给数控装置，从而指挥数控机床加工。

我们将从零件图样到制成控制介质的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。

使用数控机床加工零件时，程序编制是一项重要的工作。迅速、正确而经济地完成程序编制

工作，对于有效地利用数控机床是具有决定意义的一个环节。

二、数控编程的内容和步骤

数控编程的内容主要包括：分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加

工程序、制作控制介质、程序校验和试切削等。

数控编程的一般步骤如图2-1所示。

图2-1数控编程的步骤

1．确定工艺过程

在确定加工工艺过程时，编程人员要根据零件图样进行工艺分析，然后选择加工方案，

20数控编程技术

确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具、工装以及切削用量等工艺参数。这些工作与普

通机床加工零件时工艺规程的编制相似，但也有自身的一些特点。要考虑所用数控机床的指

令功能，充分发挥数控机床的效能。

2．数值计算

按已确定的加工路线和允许的零件加工误差，计算出所需的输入数控装置的数据，称为

数值计算。数值计算的主要内容是在规定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动的轨迹的坐标

值。数值计算的复杂程度取决于零件的复杂程度和数控装置功能的强弱。对于点位控制的数

控机床（如数控冲床等）加工的零件，一般不需要计算，只是当零件图样坐标系与编程坐标

系不一致时，才需要对坐标系进行换算。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零

件）的轮廓加工，需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切

点的坐标值，有的还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如非圆

曲线、曲面组成的零件）的轮廓加工，需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出

其节点坐标值。这种情况一般要用计算机来完成数值计算的工作。

3．编写零件加工程序单

加工路线、工艺参数及刀具运动轨迹的坐标值确定以后，编程人员可以根据数控系统规

定的功能指令代码及程序段格式，逐渐编写加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，

如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、数控刀具明细表等。

4．制备控制介质

制备控制介质就是把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上作为数控装置的输入信

息。控制介质的类型因数控装置而异，常用的有穿孔纸带、磁盘等，也可直接通过数控装置

上的键盘将程序输入存储器。

5．程序校验和试切削

程序单和制备好的控制介质必须经过校验和试切削才能用于正式加工。一般采用空走刀

校验、空运转画图校验以检查机床运动轨迹与动作的正确性。在具有图形显示功能和动态模

拟功能的数控机床上，用图形模拟刀具与工件切削的方法进行检验更为方便。但这些方法只

能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的加工精度。因此，还要进行零件的试切削。

当发现有加工误差时，应分析误差产生的原因，采取措施加以纠正。

从以上内容来看，作为一名编程人员，不但要熟悉数控机床的结构、数控系统的功能及

有关标准，而且还必须是一名好的工艺人员，要熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具、切

削用量的选择等方面的知识。

三、数控编程的方法

数控编程的方法主要有两种：手工编程和自动编程。

1．手工编程

用人工完成程序编制的全部