數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備，是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術的產物。隨著數控機床的發展與普及，現代化企業對于懂得數控加工技術、能進行數控加工編程的技術人才的需求量必將不斷增加。數控車床是目前使用最廣泛的數控機床之一。本文就數控車床零件加工中的程序編制問題進行探討。

一、編程方法
數控編程方法有手工編程和自動編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數據計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工，以及計算較簡單，程序段不多，編程易于實現的場合等。但對于幾何形狀復雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時計算數值的工作相當繁瑣，工作量大，容易出錯，程序校驗也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動編程。所謂自動編程即程序編制工作的大部分或全部有計算機完成，可以有效解決復雜零件的加工問題，也是數控編程未來的發展趨勢。同時，也要看到手工編程是自動編程的基礎，自動編程中許多核心經驗都來源于手工編程，二者相輔相成。

二、編程步驟
拿到一張零件圖紙后，首先應對零件圖紙分析，確定加工工藝過程，也即確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等），加工路線（如進給路線、對刀點、換刀點等）及工藝參數（如進給速度、主軸轉速、切削速度和切削深度等）。其次應進行數值計算。絕大部分數控系統都帶有刀補功能，只需計算輪廓相鄰幾何元素的交點（或切點）的坐標值，得出各幾何元素的起點終點和圓弧的圓心坐標值即可。最后，根據計算出的刀具運動軌跡坐標值和已確定的加工參數及輔助動作，結合數控系統規定使用的坐標指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲器中。

三、典型實例分析
數控車床主要是加工回轉體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如，要加工形狀如圖所示的零件，采用手工編程方法比較合適。由于不同的數控系統其編程指令代碼有所不同，因此應根據設備類型進行編程。以廣州數控系統為例，應進行如下操作。

(1)確定加工路線
按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環指令對外輪廓進行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，最后加工螺紋。

(2)裝夾方法和對刀點的選擇
采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對刀點選在工件的右端面與回轉軸線的交點。

(3)選擇刀具
根據加工要求，選用四把刀，1號為粗加工外圓車刀， 2號為切槽刀，3號為車螺紋刀。采用試切法對刀，對刀的同時把端面加工出來。

(4)確定切削用量
車外圓，粗車主軸轉速為500r/min，進給速度為0.3mm/r，精車主軸轉速為800r/min，進給速度為0.08mm/r，切槽和車螺紋時，主軸轉速為300r/min，進給速度為0.1mm/r。

(5)程序編制
確定軸心線與球頭中心的交點為編程原點，零件的加工程序如下：

四、結束語
要實現數控加工，編程是關鍵。本文雖然只對一例數控車床加工零件的進行了編程分析，但它具有一定的代表性。由于數控車床可以加工普通車床無法加工的復雜曲面，加工精度高，質量容易保證，發展前景十分廣闊，因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要。

數控機床程序編制（又稱數控編程）是指編程者（程序員或數控機床操作者）根據零件圖樣和工藝文件的要求，編制出可在數控機床上運行以完成規定加工任務的一系列指令的過程。具體來說，數控編程是由分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗合格為止的全部過程。

1．分析零件圖樣和工藝要求

分析零件圖樣和工藝要求的目的，是為了確定加工方法、制定加工計劃，以及確認與生產組織有關的問題，此步驟的內容包括：

1）確定該零件應安排在哪類或哪臺機床上進行加工。

2）采用何種裝夾具或何種裝卡位方法。

3）確定采用何種刀具或采用多少把刀進行加工。

4）確定加工路線，即選擇對刀點、程序起點（又稱加工起點，加工起點常與對刀點重合）、走刀路線、程序終點（程序終點常與程序起點重合）。

5）確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉速等切削參數。

6）確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等。

2．數值計算

根據零件圖樣幾何尺寸，計算零件輪廓數據，或根據零件圖樣和走刀路線，計算刀具中心（或刀尖）運行軌跡數據。數值計算的最終目的是為了獲得編程所需要的所有相關位置坐標數據。

3．編寫加工程序單

在完成上述兩個步驟之后，即可根據已確定的加工方案（或計劃）及數值計算獲得的數據，按照數控系統要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應了解所用數控機床及系統的功能、熟悉程序指令外，還應具備與機械加工有關的工藝知識，才能編制出正確、實用的加工程序。

4．制作控制介質，輸入程序信息

程序單完成后，編程者或機床操作者可以通過CNC機床的操作面板，在EDIT方式下直接將程序信息鍵入CNC系統程序存儲器中；也可以根據CNC系統輸入、輸出裝置的不同，先將程序單的程序制作成或轉移至某種控制介質上。控制介質大多采用穿孔帶，也可以是磁帶、磁盤等信息載體，利用穿孔帶閱讀機或磁帶機、磁盤驅動器等輸入（輸出）裝置，可將控制介質上的程序信息輸入到CNC系統程序存儲器中。

5．程序檢驗

編制好的程序，在正式用于生產加工前，必須進行程序運行檢查。在某些情況下，還需做零件試加工檢查。根據檢查結果，對程序進行修改和調整，檢查修改再檢查再修改……這往往要經過多次反復，直到獲得完全滿足加工要求的程序為止。

上述編程步驟中的各項工作，主要由人工完成，這樣的編程方式稱為“手式編程”。在各機械制造行業中，均有大量僅由直線、圓弧等幾何元素構成的形狀并不復雜的零件需要加工。這些零件的數值計算較為簡單，程序段數不多，程序檢驗也容易實現，因而可采用手工編程方式完成編程工作。由于手工編程不需要特別配置專門的編程設備，不同文化程度的人均可掌握和運用，因此在國內外，手工編程仍然是一種運用十分普遍的編程方法。

自動編程

在航空、船舶、兵器、汽車、模具等制造業中，經常會有一些具有復雜形面的零件需要加工，有的零件形狀雖不復雜，但加工程序很長。這些零件的數值計算、程序編寫、程序校驗相當復雜繁瑣，工作量很大，采用手工編程是難以完成的。此時，應采用裝有編程系統軟件的計算機或專用編程機琿完成這些零件的編程工作。數控機床的程序編制由計算機完成的過程，稱為自動編程。

在進行自動編程時，程序員所要做的工作是根據圖樣和工藝要求，使用規定的編程語言，編寫零件加工源程序，并將其輸入編程機，編程機自動對輸入的信息進行處理，即可以自動計算刀具中心運動軌跡、自動編輯零件加工程序并自動制作穿孔帶等。由于編程機多帶有顯示器，可自動繪出零件圖形和刀具運動軌跡，程序員可檢查程序是否正確，必要時可及時修改。采用自動編程方式可極大地減少編程者的工作量，大大提高編程效率，而且可以解決用手工編程無法解決的復雜零件的編程難題。