数控编程步骤详解

在编制数控加工程序之前，编程人员应该了解所用数控机床的种类、规格和性能，以及数控机床所用的数控系统的功能、编程代码和程序格式等，同时还应该清楚零件加工的类型。编制数控加工程序时，编程人员应该首先对零件图中所规定的技术要求、几何尺寸精度和工艺要求进行分析，确定合理的加工方法和加工路线，进行相应的数值计算，获得刀尖或刀具中心运动轨迹的位置数据；然后按照数控机床规定的功能代码和程序格式，将工件的尺寸、刀尖或刀具中心运动轨迹、进给量、主轴转速、切削深度、背吃刀量以及辅助功能和刀具等，按照先后顺序编制成数控加工程序；最后将数控加工程序记录在程序载体上制成控制介质，再由控制介质输入数控系统中，由数控系统控制数控机床实现工件的自动加工，完成首件试切，验证数控加工程序的正确性。

数控编程主要包括零件图样分析、加工工艺分析、数值计算、编写程序单、制作控制介质和程序校验。因此，数控编程的过程也就是指从零件图样分析到程序校验的全部过程，如图2-1所示。

图2-1　数控编程的步骤

1.零件图样分析

编程人员通过对零件的材料、形状、尺寸、精度及技术要求进行分析，确定毛坯材料、形状、尺寸和热处理的方法，根据数控机床的加工精度、适应性等特点，分析零件在数控机床上进行加工的可行性，确定加工机床的种类和相关参数。批量小、形状复杂、精度要求高的零件，尤其适合在数控机床上进行加工。

2.加工工艺分析

加工工艺分析的目的是制定工艺方案，内容包括：确定零件的定位基准，选用夹具及装夹方法，确定加工所用的刀具，选择正确的对刀点，确定合理的走刀路线，选用合理的切削用量、进给速度和主轴转速等切削参数，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。在安排工序时，要根据数控加工的特点按照工序集中的原则，尽可能在一次装夹中完成所有的加工内容。(www.xing528.com)

3.数值计算

数值计算又称为数据处理，在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等计算零件轮廓数据及刀具中心运动轨迹，以获得刀具中心（或刀尖）运动轨迹的数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补的功能，当用数控机床加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件时，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点和终点、圆弧圆心的坐标值等，就能满足数控编程要求。当零件的几何形状与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成数值计算。数值计算的最终目的是获得数控编程所需要的所有相关位置的坐标数据。

4.编写程序单

在完成上述几个步骤后，编程人员可根据已确定的工艺方案及经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相应的程序单。这就要求编程人员除应了解所用数控机床及数控系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，以编制出正确、实用的数控加工程序。

5.制作控制介质

程序单是制作控制介质的依据，控制介质是程序单的载体。程序单编写完成后，编程人员或操作人员可以通过键盘或数控机床的操作面板，在编辑（EDIT）方式下直接将程序信息键入数控系统程序存储器中；也可以根据数控系统输入、输出装置的不同，先将程序单中的数控加工程序制作成控制介质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，将控制介质上的数控加工程序信息输入数控系统程序存储器中。

6.程序校验

将编写好的数控加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。在正式加工之前，必须对数控加工程序进行校验；在某些情况下，需要对工件做首件试切。在一般情况下，可采用数控机床空运行的方式来检查数控机床动作和运动轨迹的正确性，以检验数控加工程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对数控加工程序进行检查。现在也可以用计算机数控加工仿真软件来模拟数控机床的加工过程，以检验数控加工程序的正确与否。以上校验方法只能确认刀具运动轨迹的正确与否，无法查出被加工工件的精度。对于形状复杂和精度要求高的零件，通过首件试切和检查试件，不仅可确认数控加工程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工的效果。当发现加工的零件不符合加工技术要求，产生了误差时，应分析误差产生的原因，可采用修改数控加工程序或尺寸补偿等措施加以修正，然后检验、分析、修正，进行多次反复校验，直到获得完全满足加工要求的数控加工程序为止。