cnc數控編程是指在計算機及相應的計算機軟體系統的支持下，自動生成數控加工程式的過程。它充分發揮了計算機快速運算和存儲的功能。
基本介紹
- 中文名：cnc 數控編程
- 外文名：(Computer numerical control
- 類型：技術
- 功能：發揮了計算機快速運算和存儲
簡介,數控車床,程式格式,段格式,程式格式,常用方法,手工編程,自動編程,基本步驟,工作要求,崗位職責,任職要求,
簡介
其特點是採用簡單、習慣的語言對加工對象的幾何形狀、加工工藝、切削參數及輔助信息等內容按規則進行描述，再由計算機自動地進行數值計算、刀具中心運動軌跡計算、後置處理，產生出零件加工程式單，並且對加工過程進行模擬。對於形狀複雜，具有非圓曲線輪廓、三維曲面等零件編寫加工程式，採用自動編程方法效率高，可靠性好。在編程過程中，程式編制人可及時檢查程式是否正確，需要時可及時修改。由於使用計算機代替編程人員完成了繁瑣的數值計算工作，並省去了書寫程式單等工作量，因而可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，解決了手工編程無法解決的許多複雜零件的編程難題。
數控車床
（一）工件坐標系設定指令
是規定工件坐標系原點的指令，工件坐標系原點又稱編程零點。
指令格式：G50 X Z
式中，X、Z為刀尖的起始點距工件坐標系原點在X向、Z向的尺寸。
（二）尺寸系統的編程方法
1．絕對尺寸和增量尺寸
（1）絕對值編程：所有坐標點的坐標值都是從工件坐標系的原點計算的，稱為絕對坐標，用X、Z表示。
（2）增量值編程：坐標系中的坐標值是相對於刀具的前一位置（或起點）計算的，稱為增量（相對）坐標。X軸坐標用U表示，Z軸坐標用W表示，正負由運動方向確定。
2．直徑編程與半徑編程
數控車床編程時，由於所加工的迴轉體零件的截面為圓形，所以其徑向尺寸就有直徑和半徑兩種表示方法。採用哪種方法是由系統的參數決定的。數控車床出廠時一般設定為直徑編程，所以程式中的X軸方向的尺寸為直徑值。如果需要用半徑編程，則需要改變系統中的相關參數，使系統處於半徑編程狀態。
3．公制尺寸與英制尺寸
G20 英制尺寸輸入
G21 公制尺寸輸入
工程圖紙中的尺寸標註有公制和英制兩種形式，數控系統可根據所設定的狀態，利用代碼把所有的幾何值轉換為公制尺寸或英制尺寸，系統開機後，工具機處在公制G21狀態。
公制與英制單位的換算關係為：
1mm≈0.0394in
1in≈25.4mm
二、主軸控制、進給控制及刀具選用
1．主軸功能S
S功能由地址碼S和後面的若干數字組成。
（1）恆線速度控制指令G96
系統執行G96指令後，S指定的數值表示切削速度。例如G96 S150，表示切削速度為150m/min。
（2）取消恆線速度控制指令G97
（3）最高速度限制G50
G50除有坐標系設定功能外，還有主軸最高轉速設定功能。例如G50 S2000，表示把主軸最高轉速設定為2000r/min。用恆線速度控制進行切削加工時，為了防止出現事故，必須限定主軸轉速。
2．進給功能F
F功能是表示進給速度，它由地址碼F和後面若干位數字構成。
（1）每分鐘進給G98
數控系統在執行了G98指令後，便認定F所指的進給速度單位為mm/min，如F200即進給速度是200mm/min。
（2）每轉進給G99
數控系統在執行了G99指令後，便認定F所指的進給速度單位為mm/r，如F0.2即進給速度是0.2mm/r。
（一）快速定位指令G00
G00指令使刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標位置。它只是快速定位，而無運動軌跡要求，且無切削加工過程。
指令格式：
G00 X(U) Z(W) ；
其中：X、Z為刀具所要到達點的絕對坐標值；
U、W為刀具所要到達點距離現有位置的增量值；（不運動的坐標可以不寫）
二、直線插補指令G01
指令格式：
G01 X(U) Z(W) F ；
其中：
（1）X、Z或U、W含義與G00相同。
程式格式
段格式
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08； N40 X90；（本程式段省略了續效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）
在程式段中，必須明確組成程式段的各要素：
移動目標：終點坐標值X、Y、Z；
沿怎樣的軌跡移動：準備功能字G；
使用刀具：刀具功能字T；
工具機輔助動作：輔助功能字M。
程式格式
1）程式開始符、結束符
程式開始符、結束符是同一個字元，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列段。
2）程式名
程式名有兩種形式：一種是英文字母O（%或P）和1～4位正整數組成；另一種是由英文字母開頭，字母數字多字元混合組成的程式名(如TEST1 等)。一般要求單列一段。
3）程式主體
程式主體是由若干個程式段組成的。每個程式段一般占一行。
4）程式結束
程式結束可以用M02或M30指令。一般要求單列一段。
加工程式的一般格式舉例：
% // 開始符
O2000 //程式名
N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 //程式主體
N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08
N30 X80.0
……
N200 M30 //程式結束
% // 結束符
常用方法
手工編程
1.定義
手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，並進行指令編制。
這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用於中等複雜程度程式、計算量不大的零件編程，對工具機操作人員來講必須掌握。
2. 編程步驟
人工完成零件加工的數控工藝
分析零件圖紙
制定工藝決策
確定加工路線
選擇工藝參數
計算刀位軌跡坐標數據
編寫數控加工程式單
驗證程式
手工編程
3. 優點
主要用於點位加工（如鑽、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程式段數有限，編程直觀易於實現的情況等。
4. 缺點
自動編程
（圖形互動式）
1. 定義
隨著數控技術的發展，先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。FANUC6M數控系統的參數編程，套用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類似的程式流程，使加工程式簡練易懂，實現普通編程難以實現的功能。
數控編程同計算機編程一樣也有自己的"語言",但有一點不同的是,現在電腦發展到了以微軟的Windows為絕對優勢占領全球市場.數控工具機就不同了,它還沒發展到那種相互通用的程度,也就是說,它們在硬體上的差距造就了它們的數控系統一時還不能達到相互兼容.所以,當我要對一個毛坯進行加工時,首先要以我們已經擁有的數控工具機採用的是什麼型號的系統.
2. 常用自動編程軟體
（1）UG
Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發的一套集CAD、CAM、CAE 功能於一體的三維參數化軟體，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和製造的高端軟體，用於航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業領域。
UG軟體在CAM領域處於領先的地位，產生於美國麥道飛機公司，是飛機零件數控加工首選編程工具。
UG 優點
提供可靠、精確的刀具路徑
能直接在曲面及實體上加工
良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面
多樣的加工方式，便於設計組合高效率的刀具路徑
完整的刀具庫
加工參數庫管理功能
大型刀具庫管理
實體模擬切削
泛用型後處理器等功能
高速銑功能
CAM客戶化模板
（2）Catia
CATIA 據有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟體位居前列，廣泛套用於國內的航空航天企業、研究所，以逐步取代UG成為複雜型面設計的首選。
（3）Pro/E 是
美國PTC （參數技術有限公司）開發的軟體，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設計與製造）系統。廣泛用於電子、機械、模具、工業設計和玩具等民用行業。具有零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、造型設計等多種功能。
（4）C（imatronCAD/CAM系統
以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產品，是較早在微機平台上實現三維CAD/CAM全功能的系統。該系統提供了比較靈活的用戶界面，優良的三維造型、工程繪圖，全面的數控加工，各種通用、專用數據接口以及集成化的產品數據管理。 CimatronCAD/CAM系統在國際上的模具製造業備受歡迎，國內模局製造行業也在廣泛使用。
（5）Mastercam
美國CNC公司開發的基於PC平台的CAD/CAM軟體，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環境，其強大穩定的造型功能可設計出複雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足複雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由於價格低廉，性能優越，成為國內民用行業數控編程軟體的首選。
（6）FeatureCAM
美國DELCAM公司開發的基於特徵的全功能CAM軟體，全新的特徵概念，超強的特徵識別，基於工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖示導航的基於工藝卡片的編程模式。全模組的軟體，從2~5軸銑削，到車銑複合加工，從曲面加工到線切割加工，為車間編程提供全面解決方案。 DELCAM軟體後編輯功能相對來說是比較好的。
近年來國內一些製造企業正在逐步引進，以滿足行業發展的需求，屬新興產品。
（7）CAXA製造工程師
（8）EdgeCAM
英國Pathtrace公司出品的具有智慧型化的專業數控編程軟體，可套用於車、銑、線切割等數控工具機的編程。針對當前複雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設計出更加便捷可靠的加工方法 ，目前流行於歐美製造業。英國路徑公司正在進行中國市場的開發和運作，為國內的製造業的客戶提供更多的選擇。
（9）VERICUTVERICUT
美國CGTECH公司出品的一種先進的專用數控加工仿真軟體。VERICUT 採用了先進的三維顯示及虛擬現實技術，對數控加工過程的模擬達到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具,甚至工具機的運行過程和虛擬的工廠環境也能被模擬出來，其效果就如同是在螢幕上觀看數控工具機加工零件時的錄像。
編程人員將各種編程軟上生成的數控加工程式導入VERICUTVERICUT中，由該軟體進行校驗，可檢測原軟體編程中產生的計算錯誤，降低加工中由於程式錯誤導致的加工事故率。目前國內許多實力較強的企業，已開始引進該軟體來充實現有的數控編程系統，取得了良好的效果。
隨著製造業技術的飛速發展，數控編程軟體的開發和使用也進入了一個高速發展的新階段，新產品層出不窮，功能模組越來越細化，工藝人員可是在微機上輕鬆地設計出科學合理並富有個性化的數控加工工藝，把數控加工編程變得更加容易、便捷。
基本步驟
1.分析零件圖確定工藝過程
2.數值計算
根據零件的幾何尺寸、加工路線、計算出零件輪廓上的幾何要素的起點、終點及圓弧的圓心坐標等。
3.編寫加工程式
4.將程式輸入數控系統
程式的輸入可以通過鍵盤直接輸入數控系統，也可以通過計算機通信接口輸入數控系統。
5.檢驗程式與首件試切
利用數控系統提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。對工件進行首件試切，分析誤差誤差產生的原因，及時修正，直到試切出合格零件。
雖然,每個數控系統的程式語言和指令各不相同,但其間也有很多相通之處.
工作要求
CNC數控編程從業人員
崗位職責
1﹑按照圖紙和工藝要求操作數控沖床進行生產﹑加工產品；
2﹑模具的裝卸、調試﹑更換；
3﹑產品作業流程的編制、模擬檢驗；
4﹑數控沖床的維護和保養；
5、對操機人員進行培訓指導；
6、整理相關技術檔案。
任職要求
1、中專及以上學歷，3年以上工作經驗，機械專業專科及以上學歷；
2、能獨立進行零件展開，工藝處理；
3、英語良好，能準確識別操作流程中的英文單詞及命令代碼；
4、從事過數控工具機編程工作，能熟練使用cad軟體；
