龙湾逆向造型培训
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随着数控加工对零件的复杂度、精度、工艺等要求的不断提高，普通的人工编程难以胜任，于是计算机辅助制造（CAM）软件应运而生。这些软件利用计算机来进行生产设备管理控制和操作过程，输入零件的工艺路线和工序内容，输出刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。以下是一些常见的数控编程软件及其特点。
Siemens NX（简称UG）
综合性强大：UG是一款面向制造行业的CAD/CAE/CAM软件，被许多制造商用于工业设计、机械设计以及工程制造等各个领域。它集多种功能于一体，功能齐全，综合性能力好，应用范围广泛。
精确可靠的刀具路径：能够提供可靠、精确的刀具路径，这对于保证加工精度至关重要。
直接在曲面及实体上加工：该软件可以直接在复杂的曲面及实体上进行加工操作，无需进行复杂的转换或额外处理。
良好的用户界面：具有良好的使用者界面，并且客户可自行设计界面，方便用户根据自己的需求和习惯进行操作。
多样的加工方式：提供多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径，满足不同零件的加工需求。同时，还具备完整的刀具库、加工参数库管理功能，包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割等功能，还有大型刀具库管理、实体模拟切削、泛用型后处理器等功能，并且具有高速铣功能。
CNC编程概述
CNC编程，即计算机数值控制（Computer Numerical Control）编程，是一种将零件的几何形状信息转换成指令，从而控制机床进行精确加工的过程6。它是数控机床能够按照预定要求自动加工零件的关键所在。
CNC编程的语言基础：G - code
CNC编程常用的编程语言是G - code（Geometric Code，几何代码）。G - code就像是一种特殊的语言，通过特定的代码指令告诉CNC机床要做什么以及如何做。例如，G - code命令可以指示机床移动的位置、移动的速度以及要遵循的加工路径等。
G - code命令示例
G00命令：这个命令以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标。它是一种非切割运动，主要目的是快速定位机器，以便开始后续诸如切割或打印等工作。例如，在加工一个零件时，需要先将刀具快速移动到接近加工起始点的位置，就可以使用G00命令。假设当前刀具位于坐标原点(0,0,0)，要快速移动到点(5,5,0)，就可以编写G00 X5 Y5的代码段10。
G01命令：它指示机器以设定速度直线移动。在编写代码时，需要用X、Y和Z值指定最终位置，用F值指定速度。例如，G01 X20 Y30 Z - 5 F200，表示让机床的刀具沿着直线移动到坐标为(X = 20，Y = 30，Z = - 5)的位置，移动速度为200mm/min。这在直线切割材料或者3D打印机直线挤出材料等操作中经常使用
数控编程手工编程是一种传统的编程方式，它要求编程人员不仅熟悉数控指令及编程规则，还需要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。手工编程适用于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，而对于形状复杂的零件，尤其是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，手工编程则有一定的困难1。
手工编程的步骤
手工编程主要包括以下几个步骤1：
分析零件图样和工艺处理：首先根据图纸对零件的几何形状尺寸、技术要求进行分析，明确加工内容，决定加工方案、加工顺序，设计夹具，选择刀具、确定合理的走刀路线和切削用量等。
数学处理：编程前根据零件的几何特征，建立一个工件坐标系，根据图纸要求制定加工路线，在工件坐标系上计算出刀具的运动轨迹。
编写零件程序单：加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写零件程序。
程序输入：程序输入一般使用穿孔纸带，穿孔纸带上的程序代码通过纸带阅读装置送入数控系统。现代数控机床主要利用键盘将程序输入计算机中；通信控制的数控机床，程序可以由计算机接口传送。
程序校验与首件试切：程序清单必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是将程序内容输入到数控装置中，机床空刀运转，若是平面工件，可以用笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。但这些过程只能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。
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编程方式的差异
CNC编程
基于计算机指令：CNC编程是基于计算机数值控制的编程方式，通过编写G - code和M - code等指令代码，这些代码可以精确地控制机床的各个轴的运动、主轴的转速、刀具的进给量以及其他辅助功能。编程人员可以使用专门的编程软件（如UG、MasterCAM等）或者直接在数控系统的操作界面上编写代码。例如，在UG编程软件中，编程人员可以通过图形化界面直观地设置加工参数，然后软件自动生成相应的G - code和M - code代码，也可以对生成的代码进行手动修改和优化。
高度自动化和精确性：由于是计算机控制，CNC编程能够实现高度自动化的加工过程。一旦程序编写正确，机床可以按照程序精确地进行加工，加工精度可以达到很高的水平。例如，在加工精密的航空航天零件时，CNC编程可以将零件的尺寸精度控制在微米级别。
传统编程（手工编程）
基于人工计算和指令编写：传统编程在数控加工中心中主要是手工编程，编程人员需要根据零件的图纸，通过人工计算刀具的运动轨迹、坐标值等。例如，要加工一个简单的直线槽，编程人员需要根据槽的起点和终点坐标，手动计算出刀具沿着直线运动的各个坐标点，然后编写相应的指令代码。这个过程需要编程人员具备扎实的数学基础（如几何计算、三角函数等）。
容易出现人为误差：由于手工编程依赖于人工计算和编写，容易出现人为误差。比如在计算复杂的曲面加工刀具轨迹时，可能因为计算失误导致刀具路径错误，进而影响零件的加工质量。而且，手工编程的效率相对较低，对于复杂零件的编程工作量较大。
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精车程序（O1002）：
N10 G50 X100 Z100;
N20 M03 S800;（主轴正转，转速提高到800r/min）
N30 T0202;（选择精车刀并调用刀具补偿）
N40 G00 X29.5 Z2;（快速定位到精车起始点）
N50 G99 G01 Z - 50 F0.1;（以
0.1
�
�
/
�
0.1mm/r的进给速度精车外圆）
N60 X30;（车削到零件直径）
N70 G00 Z2;（退刀）
N80 X100 Z100;（返回换刀点）
N90 M05;（主轴停止）
N100 T0200;（取消刀具补偿）
带锥度轴类零件编程
加工一个带有锥度的轴类零件，大端直径为
Φ
40
�
�
Φ40mm，小端直径为
Φ
30
�
�
Φ30mm，长度为
50
�
�
50mm，毛坯直径为
Φ
45
�
�
Φ45mm。
编程原点仍设置在零件右端面中心。
编程示例（FANUC系统）：
粗车程序（O2001）：
N10 G50 X100 Z100;
掌握数控车床编程需要遵循一定的方法和步骤：
一、分析零件图样、确定加工工艺过程8
零件分析
首先要对零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等进行全面分析。例如，零件材料不同，其切削性能也不同，像铝合金材料切削时比较轻快，而不锈钢材料则相对较难切削，需要选择合适的刀具和切削参数。对于形状复杂的零件，如带有曲面或特殊轮廓的零件，需要仔细研究其几何特征，以便确定合适的加工方法。
尺寸精度要求直接影响编程中的坐标计算和刀具补偿等操作。如果零件的尺寸精度要求很高，如公差在±0.01mm以内，就需要更精确的编程和加工控制。毛坯形状也很关键，例如对于棒料毛坯和锻件毛坯，在装夹和加工余量分配上会有不同的考虑。
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