面向初学者和程序员的数控编程指南
在本文中，您将了解什么是针对初学者的数控编程，如何使用最佳 CAD/CAM 软件为现代工业数控加工中的程序员创建个性化程序。
CNC程序员需要通过分析零件图来确定加工工艺，并据此编写数控加工程序。初学者要成长为CNC程序员，需要具备专业的CNC知识，熟练使用G代码语言，熟练操作各种CAD/CAM编程软件。
什么是数控程序？
数控程序是指编码的 CAM 软件指令，用于控制操作 数控机床。是从数控系统外部输入的直接用于加工的控制程序，称为数控加工程序。
为了满足设计、制造、维护和推广的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能、程序格式等方面，国际上已经形成了2个通用的标准，即国际标准化组织（ISO）标准和电子工业协会（EIA）标准。
数控加工程序是由各种功能词按照规定的格式组成的，正确理解各个功能词的含义，正确使用各种功能词，按照规定的说明编写程序是编制程序的关键。
CNC程序员必须掌握数控加工相关的知识，包括工作原理、XYZ轴坐标系、程序结构以及常用CNC指令。
什么是数控编程？
CNC编程是指借助计算机、CAD绘图设计软件、CAM建模制造软件自动编制数控加工程序，控制数控机床工作的过程。
CNC编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样、确定加工工序、计算刀具路径、获取刀位数据、编制数控加工程序、制作控制介质、校对程序以及零件加工试验等。
如何进行数控编程？
CNC编程采用G代码语言按规则描述零件的形状、工艺、参数及辅助信息等，然后计算机自动进行数值计算、刀具中心运动轨迹计算、后置处理等，生成零件加工程序单，并模拟加工过程。对于形状复杂、非圆曲线轮廓、3维曲面等零件，自动编程方法高效可靠。
在编程过程中，数控程序员可以及时检查程序是否正确，必要时进行修改。由于计算机代替程序员完成繁琐的数值计算工作，节省了编写程序表的工作量，可使编程效率提高几十倍甚至几百倍，解决了许多手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。
CNC编程有多少种类型？
市场上最常见的CNC编程类型有两种，包括手动编程和自动编程。
什么是手动编程？
手动编程是指编程的各个阶段都由人工完成。利用通用计算工具，通过各种数学方法，手工进行刀具路径计算，并编制指令。这种方法比较简单，初学者容易掌握，适应性强。适用于中等复杂程度的程序和计算量较小的零件编程。是机床操作工必须掌握的。
手动编程步骤
手工编程步骤包括手工完成零件加工的数控加工过程、分析零件图、进行工艺决策、确定加工路线、选择工艺参数、计算刀位坐标数据、编写数控加工程序表、验证程序、手工编程等。
优点
它主要用于点加工（如钻孔、铰孔）或几何形状较简单的零件的加工（如平面、方形槽），计算量较少，程序段数受限制，编程直观，易于实现。
缺点
对于具有自由曲面、复杂型腔的零件，刀轨数据的计算相当繁琐，工作量很大，极易出错，校对困难，有的甚至根本无法完成。
什么是自动编程？
自动编程是指对于几何形状复杂的零件，借助计算机先编写好零件的源程序，加工完成后生成数控加工程序。
优点
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅为用户编程提供了通用的预备功能和辅助功能，而且还为编程提供了扩充数控功能的手段。数控系统的参数编程应用灵活，形式自由，具有高级计算机语言中的表达式、逻辑运算和类似程序流程，使加工程序简洁易懂，实现了普通编程难以实现的功能。
缺点
CNC编程和计算机编程一样，有自己的语言，但不同的是，现在计算机已经发展到以微软的Windows占据全球市场，占据绝对优势。但数控机床还没有发展到可以互相使用的水平，也就是说，它们硬件上的差异使得它们的数控系统一时之间不能兼容。因此，在加工毛坯时，首先要确定机床采用什么类型的系统。
什么是数控程序员？
CNC程序员是根据零件的加工要求，手工或利用计算机辅助制造软件编写数控加工程序的人员。CNC程序员应具有很强的 3D 空间想象力强，视力正常，四肢灵活，计算能力强。数控编程员大多在大型制造企业和零件加工难度大的企业任职。前者在企业内部分工明确，要求数控加工技术人员具备专业技能，数控编程已成为独立岗位之一。后者由于编程难度大，必须有专门的编程员才能完成相应的工作。
数控程序员如何工作？
CNC程序员应根据工艺和加工要求，选择合适的刀具、夹具、加工设备和刀具，手工编写和编辑2轴和2轴半数控加工程序。然后进行 3D 多轴多类型数控加工的建模与编程。最后对零件的加工质量进行分析与控制。
遵循列出的适合初学者和程序员的 5 个易于使用的步骤。
步骤1.分析零件图，确定工艺流程。
分析零件图所要求的形状、尺寸、精度、材料、毛坯等，明确加工内容和要求；确定加工方案、走刀路线、切削用量，选择刀具、夹具。
步骤2.数值计算。
根据零件的几何尺寸和加工路线，计算出零件轮廓上几何元素的起点、终点和圆弧的圆心坐标。
步骤3.编写加工程序。
完成以上2个步骤后，根据数控系统规定的功能指令代码和程序块格式，编写加工程序表。
步骤4.将程序输入CNC系统。
程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通讯接口输入数控系统。
步骤5.检查程序和第一部分试切割。
利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具路径的正确性。对零件进行第1次试切，分析误差原因，及时纠正，直至试切出合格零件。
CNC编程软件列表
列出的项目是大多数数控程序员经常用于编程的最佳免费和部分 CAD/CAM 软件。
UG
Unigraphics 是一套 3D 美国Unigraphics Solution公司开发的集CAD、CAM、CAE功能于一体的参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，广泛应用于航空航天、通用机械和电子等工业领域。UG软件在CAM领域居于领先地位，由美国麦克唐纳·道格拉斯飞机公司生产，是飞机零部件数控加工首选的编程工具。
CATIA的
CATIA是法国达索公司推出的产品，法国幻影系列战斗机、波音737、777等都是使用CATIA进行开发设计的，CATIA拥有强大的曲面造型功能，在各类CAD中位居前列 3D 软件。在国内航空航天企业和科研院所得到广泛应用，并逐渐取代UG成为复杂曲面设计的首选。CATIA编程能力强，能满足复杂零件的数控加工要求。目前，一些领域采用CATIA设计造型、UG编程加工，两者相结合使用。
Pro / E
Pro/E是美国PTC（参数技术公司）开发的软件，是目前最流行的 3D CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）系统是当今世界最先进的计算机辅助设计与制造系统，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、玩具等民用工业，具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等功能。
Cimatron
Cimatron是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品。该系统提供了相对灵活的用户界面、优秀的三维造型、工程制图、全面的数控加工、各种通用和专用数据接口以及集成的产品数据管理。Cimatron CAD/CAM系统在国际模具制造业中十分流行，在国内模具制造业中也得到广泛的应用。
MasterCAM的
MasterCAM是美国CNC公司开发的一款基于PC机的CAD/CAM软件，几何造型方便直观，为零件的造型设计提供了理想的环境，其强大稳定的造型功能可以设计复杂的曲面、弧形零件。MasterCAM具有强大的表面粗加工和表面精加工功能，表面精加工选项多样，能满足复杂零件的表面加工要求，并具有多轴加工功能。由于其价格低廉、性能优越，已成为民用工业数控编程软件的首选。
特征CAM
FeatureCAM是美国DELCAM公司开发的基于特征的全功能CAM软件，具有新特征概念、超级特征识别、基于工艺知识库的材料库、刀具库、图标导航的基于工艺卡片的编程模式等。全模块软件，从2-5轴铣削，到车铣复合，从曲面加工到线切割，为车间编程提供了全面的解决方案。DELCAM软件的后期编辑功能比较好。
边缘CAM
EdgeCAM是英国Pathtrace公司出品的一款智能化专业数控编程软件，适用于车削、铣削、线切割等数控机床的编程。针对目前复杂的 3D 曲面加工功能，EdgeCAM设计了更加方便、可靠的加工方法，受到欧美制造业的青睐。
VERICUTVERICUT
VERICUT VERICUT是美国CGTECH公司出品的一款先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT采用先进的三维显示和虚拟现实技术，将数控加工过程模拟到极为逼真的程度。不仅能以彩色三维图像展示切削毛坯形成零件的全过程，还能模拟刀架、夹具，甚至机床的运行过程和虚拟工厂环境，效果犹如在屏幕上一样。在这里观看数控机床加工零件的视频。程序员将各种编程软件生成的数控加工程序导入VERICUTVERICUT中，软件可以检查原软件编程中产生的计算错误，降低加工过程中因程序错误而引起的加工事故率。目前，国内许多实力雄厚的企业已经开始引进此软件，丰富现有的数控编程体系，并取得了良好的效果。
要考虑的事情
CNC编程软件在数控加工中升级到一个新的阶段，新产品层出不穷，功能模块也越来越完善，工艺人员可以在计算机上轻松进行科学合理的设计，个性化的CNC编程软件让数控加工变得更加简单便捷。
通过阅读本文，您应该对CNC编程有一个全面的了解。未来您需要做的是如何在数控加工中熟练地使用CNC程序，并一步步从初学者成长为专业的CNC程序员。
