数控机床插补原理
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇数控机床插补原理范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
数控机床插补原理范文第1篇
【关键词】插补计算；脉冲当量；数控加工
一、前言
在实际加工中，被加工工件的轮廓形状千差万别。严格说来，为了满足几何尺寸精度的要求，刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状来生成，对于简单的曲线数控系统可以比较容易实现，但对于较复杂的形状，若直接生成会使算法变得很复杂，计算机的工作量也相应地大大增加。因此，实际应用中常采用一小段直线或圆弧去进行拟合就可满足精度要求，这种拟合方法就是“插补”，实质上插补就是数据密化的过程。
二、插补中的脉冲当量
在数控系统工作时，必须先将某一坐标方向上所需要的位移量转换为脉冲数并置于计数器内，然后启动由主控制器控制的脉冲发生器并输出脉冲，驱动电机运动。置于计数器内的脉冲数同时在计数器内作减法，当原置入的脉冲数减至零时，脉冲输出立即停止，该坐标方向上的位移也相应停止。当系统每发出一个进给脉冲，机床机械运动机构就产生一个相应的位移量。一个脉冲所对应的位移量即脉冲当量，Q=Li，式中：Q为脉冲当量（单位：mm），θ为步距角（步进电机在输入一个脉冲时所转过的角度），L为传动螺旋副的导程（单位：mm，等于螺距乘以线数），为步进电机至螺旋副间的传动比。
插补过程中，脉冲当量是数控机床的一个基本参数，也是脉冲分配计算中的基本单位，目前，在车床数控系统中一般规定Z轴脉冲当量为0.001mm，X轴的脉冲当量为0.0005mm。在实际应用中，为了简化计算及便于操作，X轴向的脉冲当量可通过计算机自动进行乘2处理，也就是编程时的直径编程方式。
数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成，也有一些非圆曲线轮廓（如高次曲线、列表曲线、列表曲面等），但它们都可以用直线或圆弧去逼近，当按各直线和圆弧线段的数据编写数控加工程序，并输入、启动数控系统工作时，数控系统便将程序段进行输入处理、插补计算、输出处理，并按计算结果控制伺服机构，从而驱动数控机床的伺服机构，使刀具和零件作精确的完全符合各程序段的相对运动，最后加工出符合要求的零件。
插补实际上是根据有限的信息完成数据密化的工作，无论是硬件数控还是CNC数控，插补模块是不可缺少的，故此，插补实际上是根据给定的信息，在理想轮廓（或轨迹）上的已知两点之间，确定一些中间点的方法。
在数控加工过程中，要保证位移的实际轨迹尽量与给定的轮廓（即理想轨迹）一致，中间点的位置就应越接近理想轨迹，这需要数控系统中的计算机进行相当复杂的工作，对各坐标方向上的动态位移量（脉冲个数），不断地进行精确的计算，然后按主控制器发出的指令，向输出线路送出其插补计算后的结果。通过插补计算的结果，对各进给坐标所需进给脉冲的个数、频率和方向进行分配，以实现进给轨迹控制，这就是插补原理。其中脉冲频率决定了接给速度，脉冲个数和脉冲方向决定了加工位置，脉冲当量的大小决定了加工精度。
四、注意问题
根据插补原理，应注意以下几个问题：（1）插补运动的实际轨迹始终不可能与其理想轨迹完全相同，插补点一般也不会落到理想轨迹上。（2）当进给运动的轨迹不与坐标轴平行时，则经数控系统插补后的实际轨迹均由很多折线段组成，其折线交点即插补点一般不能与理想轨迹重合，每一个交点的位置将由数控系统确定并控制。（3）插补运算一般是以一个脉冲当量为插补单位，因此在加工完的工件轮廓上看不出实际插补轨迹的折线形状。（4）数控系统规定的脉冲当量越小，插补运动的实际轨迹就越接近理想轨迹，加工精度就越高。
参 考 文 献
[1]王治平．数控机床及应用[M]．北京：高等教育出版社，2002
数控机床插补原理范文第2篇
关键词 球杆仪；数控机床；误差分析；补偿
中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0075-02
数控机床综合了自动化技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等各个领域的技术成果，随着数控技术和数控机床的发展，数控机床的精度是机床的性能的一项重要指标，成为影响工件加工的主要因素，为了提高数控机床的加工优势，这就需要对误差进行快速识别和精确的修正，提高数控机床的精度。目前国内对于数控机床的精度检测的传统方法很难分析数控机床误差产生的来源，而且调试周期较长，严重影响了机床生产率和生产质量。球杆仪作为一种综合误差参数测量最有效的工具，很好的解决了这一问题。
1 球杆仪的工作原理
球杆仪主要由仪感器、磁性杯、磁性中心架、球节、磁性工具杯、球杆传递器等组成，由于固有的特点得到了广大用户的认可。球杆仪能够快速、方便、经济地评价和诊断数控机床的精度，适用于各种立卧式加工中心和数控车床等机床，具有操作简单、携带方便的特点。其主要的工作原理是将球杆仪两端的精密球体，一端通过磁体架固定在基础的工作台上，另一端则固定在机床的主轴上，然后测量两轴插补运动形成的圆形轨迹，为了保证得出理想的圆形轨迹，可以自己编制程序使机床作半径等于球杆长度的任一平面内的圆形运动，传感器检测出半径方向的长度变化，也能够检测出机器偏离理想轨道的偏差，然后将得到的数据进行优化，以能够帮助调试任一进行修正误差，改善机床的性能。
2 球杆仪的应用
球杆仪可以快速的找出并分析机床的问题所在，可以检测反向差、反向间隙、伺服增益、垂直度、直线度、周期误差等性能，保证机床的正常运行，在数控机床中得到了广泛的应用。
2.1数控机床精度检测验收
对于机床制造商来说，利用球杆仪可以快速的进行机床出厂检验，并作为随机机床精度验收文件，目前球杆仪已被国际机床检验标准所采用，同时利用球杆仪可以方便地进行机床之间的性能比较，提示机床问题，建立机床性能档案。
2.2机床切削参数的快速优化
为了保证数控机床的加工精度，可以在不同给进率条件下进行球杆仪检测机床，这样可以优化切削参数，提高切削精度，从而改进了误差，提高了产品合格率。
2.3球杆仪的优点
球杆仪可以揭示机床精度变化趋势，及时提醒维修人员进行检查和维修，将影响机床加工的问题及时得到解决，提高数控机床的保养和维修水平；同时球杆仪软件可以进行机床误差的自动分析，提高检查维修的速度，并集中精力去解决。
2.4机床动态特性检测和评估、分离故障源
球杆仪能够迅速查找机床出现问题的地方，主要检查反向跃冲、间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等。当机床出现问题时，球杆仪进行快速检查，可以确定机床是否能继续工作，并分析出现问题的地方，自动进行误差控制，方便维修人员快速定位故障点，提高解决问题的速度。
2.5缩短新机床开发研制周期
利用球杆仪检测机床可以分析系统、机床轴承等的选用对机床精度性能的影响，这样可以根据测试情况改变原配套件的选用和设计，从而缩短了新机床的研发周期。
3 误差分析
3.1比例不匹配
在测量中，如果显示的图形为椭圆或花生形，这是由于比例不匹配，测量轴间出现行程差所引起的，而测量轴出现行程差的主要原因为轴的滚珠杠可能出现故障或过热，出现膨胀，导致丝杠螺距误差增大；还有一种情况就是如果机床存在角度误差，就会导致X轴和Y轴在移动时不能保持90°直角，导致倾斜出测试平面。
补偿方法：在进行误差检查过程中，一般采用误差建模检测补偿的方法来抵消存在的误差，由于数控机床加工零件时主要由各数控伺服轴的运动合成刀刃加工轨迹，因此首先要检查所有的线性误差补偿值是否准确；然后检查轴上带状光栅是否正确拉紧，检查滚珠丝杠是否工作正常，温度是否正常，如果出现问题或温度过高，要及时进行更换；做出检查后就可以在不同区域的多个平面内重复进行角度误差测试，通过检查这些图形是否出现变形，是否出现随测试位置离机器工作台面的距离增大而增加。
3.2周期误差
数控机床在加工过程中，会存在按照频率、幅度发生周期性的正弦误差，这是一种常见的、不可避免的误差，分析其原因主要是由于轴滚珠丝杠使用时间过长，螺纹磨损，导致摩擦阻力增大，使得在运转过程中无法保证匀速，从而出现正弦运动方式；在数控机床安装时，安装人员没有将编码器安装到位，导致位置偏心；滚珠丝杠安装不到位，也会出现周期误差，导致偏心；如果细分装置或感应传感器未调整好，也会出现周期误差；当立轴上下运动周期误差只单方面的存在，机器的平衡机构会出现问题，导致图形受到影响。
补偿方法：首先要通过观察，确定是什么地方出现了故障，如观察图形是逆时针还是顺时针，这样可以鉴别到底是滚珠丝杠出现了故障还是平衡出现了故障。对于滚珠丝杠出现的故障，就要调整滚珠丝杠或安装编码器来消除周期误差；对于平衡机构出现的周期误差，就要调节数控机床的平衡来消除周期误差。
3.3反向跃冲
当某一轴某一方向驱动，然后必须向相反的方向发生移动，在换向处机器不是平稳反向运动而可能短时的粘性停顿。这是因为该轴驱动施加的弯矩不够，造成在转换处由于摩擦力的方向发生变化而出现粘性停顿。
补偿方法：当机器的控制系统具有除尖峰能力时，可以在开启机器时利用该功能来限制反向跃冲的影响；在进行圆弧插补时，可以进行精加工，采用该找出的给进率。
4 结论
球杆仪能够快速获取数控机床的精度信息，准确检测数控机床的误差，并可查明机床误差来源，为数控机床的故障诊断及维护提供了可靠保障，与传统的工件试切检验方法相比具有不可比拟的优越性。在使用过程中，需要了解其工作原理，掌握球杆仪的使用方法，才能更好的予以运用，提高数控机床的工作性能，保证其加工精度。
参考文献
数控机床插补原理范文第3篇
关键字：机械制造；数控仿真软件；数控机床教学
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：2095-980X（2015）11-0098-02
随着数控加工技术在机械制造业的广泛应用，对数控相关技术人员的需求增大和要求提高。为此，各院校的机械类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程以契合市场需求，与此同时，昂贵的教学用数控设备及资金短缺的矛盾也凸显。因此，须探索出一套既符合本校教学现状，又能满足数控专业教学要求的模式。经教学实践发现：将数控加工仿真软件运用于实际教学，既能有效缓解教学实训需投入大量资金购置设备的矛盾，又能利用感观激发学生的主动意识和自觉意识，是一种有效的教学途径。
1仿真软件原理及软件类型
数控仿真软件是在虚拟现实技术与计算机技术相结合的基础上建立起来的，是一种利用计算机编程及建模，用二维或三维图形将加工过程以动态形式演示出来的软件。简而言之，就是通过计算机技术，对现实的运动过程进行模拟及声像演示。利用该软件，操作者可以如临其境地查看生产、实验、施工等过程，从而确认系统的性能或发现运动过程的缺陷。数控加工过程涉及多种不同类型的软件，根据其使用范围，可分为仿真软件及一体化软件等。
（1）模拟实际机床加工环境及工作状态的虚拟机床仿真软件。该类软件可以模拟真实的场景，实现操作者和仿真场景的交互，使操作者体验到真实的机床操作的感觉。这类软件以实用为出发点，较典型的例子如南京航宇自动化技术研究所、广州超软公司、武汉金银花公司等开发的数控仿真系统。
（2）以零件设计和加工程序为主的CAD/CAM一体化软件。这一类软件可以利用计算机完成零件加工前期的编程、设计等过程，使数控更佳精准、规范。如丹麦CIMCO公司的CImcoSoftwareSulte、SolidWorks等，该仿真流程如图2所示。数控仿真系统有着全面的仿真功能、完善的图形和标准数据接口；而且能与多种计算机操作系统兼容，对设备的配置要求较低；能大大节省教学设备投资，有效避免资源浪费。
2仿真软件在数控机床教学中的应用
（1）激发学生学习数控机床的积极性。数控理论相对来说比较复杂、枯燥，加之课程实践机会少、学习难度大，学生对该门学科缺乏一定的学习主动性。因此，利用先进的教学理念和教学手段来激发学生的参与热情显得尤为重要。数控机床课程要求理论与实践的高度结合，采用传统的教学方法对编程指令进行按部就班地讲解，学生只能接收到一些抽象、空泛、枯燥的计算机语言，而无法理解指令的真正内涵及实际应用情况。数控仿真软件具有和实际机床相同的用户界面和可操作性，利用仿真软件进行辅助教学，直观地向学生展示编程指令的实际加工过程，使学生能够更具象、更真实地了解数控机床的各个运动过程，轻松掌握机床的操作方法，从而激发学生的学习积极性，挖掘学生的内在潜力，培养学生刻苦钻研、勇于创新的精神。
（2）实现“教———学———练”一体式教学。运用数控仿真软件，可以实现“教———学———练”三位一体化的教学，如对刀过程，实际操作起来没有太大的难度，若采用传统的教学方法，仅纸上谈兵，就会使学生陷入僵硬、呆板的理论学习怪圈。但结合仿真软件的演示过程教学，通过对车刀及其他工件进行分步讲解与操作演示，学生就能通过教师的理论讲解和软件的实际操作来加深认识，理论与实践教学相互渗透，实现两者的同步教学。另外，在进行数控机床教学的过程中，教师可以充分利用仿真系统的示教功能对程序的编制过程进行详细的介绍，并通过虚拟的仿真系统显示加工路线及其过程。或者，利用测量功能检测所加工零件的尺度、粗糙程度是否达标。然后教师通过发送相关的编程实例，让每一位学生在该系统中进行程序的编制、录入、校验及加工，以此来锻炼学生的实际操作能力。对此，教师可以根据学生的学习情况设计操作过程中可能发生的各种事故、故障、缺陷等，让学生在发现问题、处理问题的过程中全面掌握加工技巧和方法。例如，在进行直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时，可以在运行的第一个G01后面通过F的添加与否，让学生感受到切削进给与快速插补所带来的不同表现与影响，从而让学生在有限的时间内掌握更多的数控机床的操作方法，提高学生对不同数控机床的适应能力。
（3）提高数控机床课程的教学效率。传统的教学活动中，教师往往要花费较大的精力来批阅学生的作业，而数控编程具有较大的灵活性，使得每位学生编写的程序都存在一定的差异。如某学生用固定循环指令编程，而另一位学生则采用子程序编程，这样所产生的工艺路线也随之变化。如果采用传统的批阅式逐篇查阅，并不能保证每个课题都考查到；若未按时阅完学生的作业，还有可能影响后续的教学活动。在这种情况下，引入数控仿真软件，教师可以直接查看由学生编程导出的刀具轨迹和加工过程，并据此判定学生编程是否存在问题，或者通过图形反映出加工工件的最终形状，判定工件是否合格。这便有效减轻了教师的教学工作量，能保证各类课题进行全面的考核，也有利于后续教学任务的开展，提高了教学效率。
3运用于教学的优势及注意事项
（1）仿真操作在数控机床教学中的优势。将数控仿真软件运用于数控机床教学，充分利用网络系统为学生搭建交流平台，创设数控实习环境，不仅为师生提供了良好、安全的交互空间，还使传统教学中只能在数控实验室或实习工厂进行的教学演示功能得以实现，使教学过程变得更加灵活、方便、直观、有说服力。数控仿真软件不仅可以提高学生学习的积极性，还能促进“教———学———练”的有机结合，提高教学效率。
数控机床插补原理范文第4篇
随着科学技术的进步，数控加工技术也在不断地发展，数控厂家根据用户的要求不断推出了能够满足不同要求的功能先进的控制器。由于各种数控机床的输入格式不同、后置处理程序不同，后置处理器的功能也各有不同。虽然后置处理器有着不同型号，但其工作原理和工作流程基本都是一样的。
一、后置处理原理
后置处理是自动编程经过刀具轨迹计算，将产生的刀位数控文件转换成指定的数控机床能执行的数控程序的过程。一般而言，计算机辅助制造系统由刀具路径文件的生成和机床数控代码指令集的生成两部分组成。利用CAD/CAM软件，根据加工对象的结构特征、加工环境的实际要求（如加工机床的性能和参数、夹具和刀具等）和工艺设计的具体特点生成描述加工过程的刀具路径文件之后，从中提取相关的加工信息，并根据指定的机床数控系统的特点以及NC程序格式要求进行相应的分析、判断和处理，从而生成数控机床所能识别的NC程序。
二、后置工作流程
Creo首先使用相应的后置处理器读入已经生成的刀位文件，随后后置处理程序以解释的方式工作，即每读出刀位文件中的一条完整记录后便分析该记录的类型。根据记录类型确定是进行坐标变换还是进行代码转换，再根据所选与数控机床配置文件进行坐标变换与文件代码转换，生成一个完整的数控程序段，并写到数控程序文件中去，直到刀位文件结束。后置处理工作流程图，如图1所示。
三、已有后置处理器
Creo/NC已配置了当今世界上知名度较高的数控厂商的后置处理文件，系统默认的选项是由Intercim公司提供的后处理模块。Creo/NC认证的处理器及其厂家如表所示。用户可
以通过设置选项ncpost_type来控制要使用的后置处理模块。
ncpost_type的值有两个选项：①Gpost（默认）――使用IntercimCorporation提供的G-Post（TM）后置处理器；②ncpost――使用Creo/NCPOST后置处理器。
四、机床配置文件的制作
Creo/NC虽然已配置了知名度较高的数控厂商的后置处理文件，但这仅仅能满足部分用户的需要。为了使一般数控机床能够处理Creo/NC的加工工艺文件，Creo所带的后置处理模块通过设置机床配置文件的方式，扩充后置处理的功能，通过交互式的方式设置机床配置文件，这也是后置处理过程的关键。
Creo/NC后置处理选配文件的制作过程可分为3个阶段：基本准备工作、新建选配文件的初始化以及选配文件参数的设置，具体过程如图2所示。
五、定制XD-40型数控机床专用配置文件的过程
下面以笔者单位实际使用的大连机床集团公司XD-40型3轴数控铣床为目标，完成其选配文件的创建。该数控铣床采用FANUC 0i-MC。
1.创建新的选配文件
（1）单击“应用程序”功能区“制造应用程序”面板中的“NC后处理器”按钮，系统可以打开并进入图3所示的选配文件生成器界面。
（2）使用 “file”“NEW”菜单命令，系统弹出“Define MachineType”对话框，选中机床类型为“Mill”，按Next按钮。
（3）由于XD-40型数控机床使用FANUC Oi-MC控制系统，NC编程时系统功能代码的组成、含义等与FANUC 16M控制系统接近，Creo/NC模块中自带FANUC 16M控制系统的通用配置文件，因此在该文件基础上进行修改。
（4）系统打开“Option File Initialization”对话框（图4），选择第2项“用系统提供的默认的选配文件作为模板”，按Next按钮。
（5）系统打开“Option FileTitle”对话框，输入“FANUC 0i-MC CONTROL For XD-40”作为主题，按Finish按钮。
至此，完成选配文件的初始化，接下来需要对选配文件要求的每一项参数进行设置，各项参数分类如图5所示。
2.定制XD-40数控机床专用配置文件的关键内容
以下各项设置均针对XD-40数控机床，对于FANUC 16M配置文件中同样适用于XD-40数控机床的通用选项不进行设置，直接采用默认值，同时限于篇幅，只给出重要设置的插图，其他仅给出文字描述。
（1）机床类型设置：采用默认设置即可。
（2）文件格式设置：在程序段标号设置的内容中，程序段标号的起始数字和程序段标号的增量值均设置为10，其余各选项采用默认设置即可。
（3）程序起始与结束设置：Start Prog选项页中需要设置的内容，如图6所示；End Prog选项页中需要设置的内容，如图7所示；其余各选项，采用默认设置即可。
（4）插补运动代码设置：Rapid子项中需要设置的内容，如图8所示。定义IJK指令代码为模态；激活G02/G03的螺旋插补功能，其余各选项采用默认设置即可。
（5）机床加工代码、G代码以及M代码等设置。Coolant子项中的设置的内容，如图9所示。Freedrates子项中UPM Mode选项页需要设置的内容，如图10所示。Spindle子项中Direct RPM Speeds选项页需要设置的内容，如图11所示。其余各选项，采用默认设置即可。
（6）操作信息设置：各选项采用默认设置即可。
（7）高级选项设置：使用“File”“Save”菜单命令，保存创建的选配文件即可。在完成以上的设置后，适合大连机床集团公司XD-40型数控机床的专用配置文件定制完成。
可用于后置处理中用到的所有工件坐标系与机床坐标系的数值关系，使用该配置文件生成的数控程序内容，如图12所示。
数控机床插补原理范文第5篇
使用数控机床加工时，必须编制零件的加工程序。理想的加工程序不仅应保证加工出符合设计要求的合格零件，同时应能使数控机床功能得到合理的应用和充分的发挥，且能安全可靠和高效地工作。
编制程序前，程序编制者需了解所用数控机床的规格、性能，CNC系统所具备的功能及编程指令格式等。编制程序时，需先对零件图纸规定的技术特性、零件的几何开头尺寸及工艺要求进行分析，确定加工方法、加工路线和工艺参数，再进行数值计算获得刀位数据。然后钭工件的尺寸、刀具运动中心轨道、位移量、切削能数（主轴转速、刀具进给量、切削深度等）以及辅助功能（主轴正、反转，冷却液开、关等），按数控机床采用的指令代码及程序格式，编制出工件的数控加工程序。程序编制好之后，大都需要控制介质，常见的控制介质为穿孔纸带，还有磁盘，磁泡存储器等。通过控制介质将零件加工程序送入控制系统，或由面板通过人机对话将零件加工程序送入CNC控制系统，不仅免去了制备控制介质的繁琐工作，而且提高了程序信息传递的速度及可靠性。
6.1.2数控编程的内容与步骤
数控编程的主要内容包括：分析零件图纸，进行工艺处理，确定工艺过程；数学处理，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。数控编程一般分为以下几个步骤（见图6-1）：
1.分析零件图样，进行工艺处理地编程人员首先需对零件的图纸及技术要求详细的分析，明确加工的内容及要求。然后，需确定加工方案、加工工艺过程、加工路线、设计工夹具、选择刀具以主合理的切削用量等。工艺处理涉及的问题很多，数控编程人员要注意以下几点：
（1）确定加工方案根据零件的几何形状特点及技术要求，选择加工设备。此时应考虑数控机床使用的合理性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。
（2）正确地确定零件的装夹方法及选择夹具在数控加工中，应特别注意减少辅助时间，使用夹具要加快零件的定位和夹紧过程，夹具的结构大多比较简单。使用组合夹具有很大的优越性，生产准备周期短，标准件可以反复使用，经济效果好。另外，夹具本身应该便于在机床上安装，便于协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
(3)合理地选择走刀路线应根据下面的要求选择走刀路线：1）保证零件的加工精度及表面粗糙度；2）取最佳路线，即尽量缩短走刀路线，养活空行程，提高生产率，并保证安全可靠；3）有利于数值计算，减少程序段和编程工作量。下面举例加以说明。
在精镗孔时，孔的位置精度要求较高，安排走刀路线时，必须避免将坐标轴的反向间隙误差带入，直接影响孔的位置精度。
切削轮廓零件时，刀具应沿工件的切向切入切出，避免径向切入切出，如果刀具径向切入，当切入后转向轮廓加工时要改变运动方向，此时切削力的大小和方向也将改变并且在工件表面有停留时间，工艺系统将产生弹性变形，在工作表面产生刀痕。如图6-2a，而切向切入和切出将得到良好的表面粗糙讳莫如深，如图6-2b。切削内、外圆时也应按照切向方向切入切出的原则安排走刀路线。
加工空间曲面时，走刀路线如果选择正确，可极大地提高生产率。例如：加工半椭圆柱面，如沿母线切削，见图6-3a，即每次走直线，刀位点计算简单，程序段少。而没直于轴线方向，见6-3b，切削为一组椭圆，数控机床一般只具有直线和圆弧插补功能，因此椭圆需用小直线段逼近，刀位点计算复杂，且程序段多。
（4）正确的选择对刀点数控编程时，正确地选择对刀点是很重要的。"对刀点"就是在数控加工时，刀具相对工件运动的起点，其选择也是从这一点开始执行，对刀点称为"程序原点"。编程时，应首先选择对刀点，其选择原则如下：1）选择对刀的位置（即程序的起点）应使骗程简单；2）对刀点在机床上容易找正，方便加工；3）加工过程便于检查；4）引起的加工误差小。
对刀点可以设在加工零件上或夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有确定的关系。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件。可以取孔的中心作为对刀点。对鼠点不仅仅是程序的起点，而且往往又是程序的终点。因此在生产中，要考虑对刀的重复精度。对鼠时，应使对鼠点与鼠位点重合。所谓鼠位点，是指刀具的定位基准点。对立铣刀来说是球头刀的球心；对于车鼠是刀尖；对于钻头是钻尖；为了提高对刀精度可采用千分表或对鼠仪进行找正对刀。
在工艺处理中心须正确确定切削深度和宽度、主轴转速、进给速度等。切削参数具体数值应根据数控机床使用说明书、切削原理中规定的方法并结合实践经验加以确定。
（5）合理选择刀具数控编程时还需合理正确选择刀具。根据工件的材料性能、机床的加工能力、数控加工工序的类型、切削参数以及其它与加工有关的因素来选择刀具。对刀具的总要求是：安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等。
2.数学处理根据零件的几何形状，确定走刀路线及数控系统的功能，计算出刀具运动的轨迹，得到刀位数据。数控系统一般都具有直线与圆弧插补功能。对于由直线、圆弧组成的较简单的平面零件，只需计算出零件轮廓的相领几何元素的交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值。如果数控系统无刀补功能，还庆计算鼠具运动的中心轨迹。对于复杂的零件计算复杂，例如，对非圆曲线（如渐开线、阿基米德螺旋线等），需要用直线段或圆弧段逼近在满足中工精度的情况下，计算出曲线各节点的坐标值，对于自由曲线、自由曲面，组合曲面的计算更为复杂，其算法参见本书腾章节，一般需用计算杨计算，否则难以完成。
数控编程中误差处理亦是一重要问题，数控编程误差由三部分组面成：
（1）逼近误差似的方法逼近零件轮廓时产生的误差，又称呈次逼近误差，它出现在用直线段或圆弧段直接逼近轮廓的情况及由样条函数拟合曲线耐，此时亦称拟合误差。因所拟合误差往往难以确定。
（2）插补误差用样条函数拟合零件轮廓后，进行加工时，必须用直线或圆弧段作二次逼近，此时产生的误差亦称插补误差。其误差根据零件的加工精度要求确定。
（3）圆整误差编程中数据处理、脉冲当量转换、小数圆整时产生的误差对空虚误差的处理要注意否则会产生较大的累积意误差，从而导致编程误差增大，应采用合理的圆整化方法。
3.编写零件加工程序在完成上述工艺处理及数值计算后即可编写零件加工程序，按照规定的程序格式的编程指令，逐段写出零件加呀程序。
4．制备控制介质及输入程序过去大多数控机床程序的输入是通过穿孔纸带控制介质实现的。现在也可通控制面板可直接通迅的方法将程序输送到数控系统中。
5．程序检验及首件试切准备好的程序和纸带必须校验和试切削，才能正式加工。一般说来，纸带首先通过穿孔机的穿复校功能，检查穿孔是否有误。然后，将穿孔纸带上的信息输入到数控系统中进行空走刀检验。有数控机床上，过去试验的方法以笔代替刀具，坐标纸代替工件进行空运转画图，检查机床运动轨迹与动作的正确性。现在在具有图形显示屏幕的数控机床上，用显示走刀轨迹或模拟刀具和工件的切削过程的方法进行检查更为便。对于复杂的空间零件，则需使用石蜡、木件进行试切。首件试切不仅可查出程序是否有错误，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，或修改程序单或采取尺寸补偿等措施。近代，随着计算机科学的不断发展发展，可采用先进的数控加工仿真系统，对数控序进行检验。
6.1.3数控编程的标准与代码
为了数控机床的设计、制造、维护、使用以及推广的方便，经过多年的不断实践与发展，在数控编程中所使的输入代码、坐标位移指令、坐标系统命名、加工指令、辅助指令、主运动和进给速度指令、刀具指令及程序格式等都已制定了一系列的标准。但是，各生产厂家使用的代码、指令等不完全相同，编程时必须遵照使用的具体的机床编程手册中的规定。下面对数控加工中使用的有关标准及代码加以介绍。
1.穿孔纸带及代码穿孔纸带是数控机床上应用较广的输入介质。在纸带上利用穿孔的方式记录着零件加工程序的指令。国际上及我国广泛使用8单位的穿孔纸带。穿孔纸带的编码国际上采用ISO或EIA标准，两种代码的纸带规格按照EIARS-227标准制定。我国JB3050-82与其等效，标准穿孔带规格见图6-4，ISO及EIA代码见表6-1。
由代码表及纸带规格可知，纸带的每行（排）共有九列孔，其中一列小孔称为中导孔或同步孔，用来产生读带的同步控制信息。其余八列大孔组合来表示数字、字母或符号。有孔表示二进制的"1"无孔表示为"0"。在ISO标准中，代码由七位二进制数和一位偶校验位组成。每个代码其也的个数之和必须为偶数，即为偶校验，当某个代码的孔数为奇数时，就在该代码行的第八列上穿一孔，使其总数为偶数。EIA标准中，所有的代码的孔数必须为奇数，第五列孔用来补奇。数控机床的输入系统中有专门的奇偶校验电路。当输入的代码一旦违反ISO或EIA标准规定的奇、偶数时，控制系统即会发出错信息，并命令停机。
ISO标准代码为七位编码，而EIA为六位编码(不包括奇偶校验位)，因而ISO代码数比EIA我一倍。ISO代码规律性强，数字代码第五、六列有孔，字第七列的均有孔，符号第七列或第六列均有孔。这些规律对读带及数控系统的设计都带来方便。
2.数控机床坐标系命名为了保证数控机床的正确运动，避免工作不一致性，简化编程和便于培训编程人员，统一规定了数控顶床坐标轴的代码及其运动的正、负方向。根据ISO标准及我国JB3051-82标准，数控机床的坐标轴命名规定如下：机床的直线运动采用为笛卡尔直角坐标系，其坐标命名为X、Y、Z、，使用右手定律判定方向，如图6-5所示。右手的大拇指、食指和中指互相垂直时，则拇指的方向为X坐标轴的正方向，食指为Y示轴的正言向，中指为Z坐标轴的正方向。以X、Y、Z坐标轴线或以与X、Y、Z会标轴平行的坐标轴线为中中旋转的运动，分别称为A、B、C。A、B、C的正方向按右手螺旋定律确定。见图6-7，即当右手握紧螺丝时，拇指指向+X、+T、+Z轴正向时，则其余四指方向分别为+A、+B、+C轴的旋转方向。
Z坐标的运动传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。对于铣床、镗床和攻丝机床来说，转动刀具的轴称为主轴。而车床、靡床等则以转动工件的称为主轴。如果，机床上有几个主轴百，则选其中一个与工件装夹基面垂直的轴为主轴。当朵床没有主轴时，则选垂直于工件装卡系。
X坐标的运动X坐标是水平的，它平行于工件的装卡面。在工件旋转的机床(如车床、磨床等)，取平行于横向滑座的方向(工件的径向)为X坐标。因此安装在横刀架(横进给台上的刀具离开工件旋转轴方向为X正方向上。对于刀具旋转的机麻烦(例如铣床、镗床)当Z轴为水平时，沿刀具主轴向工件的方向看，向右方向为X轴正方向。
Y坐标轴运动Y坐标轴垂直于X及Z坐标。按右手直角笛卡尔坐标系统判定其正方向。以上都是取增大工件和刀具远离工件的方向为正方向。例如钻、镗加工，切入工件的方向为Z坐标的负方向。
为了编程的方便，不论数控机床的具体结构是工件固定不动刀具移动，还是刀具固定不动工件移动，确定坐标系时，一律按照刀具相对于工件运动的情况。当实际刀具固定不动工件称动时，工件(相对于刀具)运动的直角坐标相应为X、Y、Z。但由珠二者是相对运动，尽管实际上是工件运动，仍以刀具相对运动X、Y、Z进行编程，结果是一样的。
除了X、Y、Z主要方向的直线运动外，还有其它的与之平行的上线运动，可分别命名为U、V、W坐标轴，称为第二坐标系。如果再有，可用P、Q、R表示。如果在旋转运动A、B、C之外，还有其它旋转运动，则可用D、E、F表示。
3.绝对坐标与增量坐标运动轨迹的坐标点以固定的坐标原点计量，称作绝对坐标。例如图6-8所示，A、B点的坐标皆以固定点。坐标原点计量，其坐标值为：XA=30，YA=40，XB=90，YB=95。运动轨迹的终点坐标值，以其起点计量的坐标称作增量坐标系(或相对坐相系)。常用代码表中的第二坐标系U、V、W分别与X、Y、Z平行且同向。图6-8B中B点是以起点A为原点建立的U、V坐标来计量的，终点B的增量坐标为：UB=60，VB=55。
6.1.4数控编程的指令代码
在数控编程中，使用G指令代码，M指令代码及F、S、T指令指令描述加工工艺过程和数控系统的运动特征。数控机床的启停、冷却液开关等辅助功能以及给出进给速度、主轴转速等。国际上广泛采用ISO-1056-1975E标准，国家机械工业部制要了与标准等效的JB3208-83标准用于数控编程中。其代码见表6-2及表6-3。
准备功能指令亦叫"G"指令。它是由勃母"G"和其后2位数字组成，从G00到G99(见表6-2)。该指令主要是命令数控机床进行何种运动，为控制系统的插补运算作好准备。所以一般它们都位于程序段中坐标数字指令的前面。常用的G指令有：
(1)G01-直线插补指令使机床进行两坐标(或三坐标)联动的运动，在各个平面内切削出任意余率的直线。
(2)G02、G03-圆弧插补指令G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆站指令。圆弧的顺、逆方向可按图6-9中给出的方向进行判断。即沿圆弧所在平面(YZ平面)的另一坐标的负方向(即-Y)看去，顺时针方向为G02，逆进针方向为G02，逆时针方向为G03。使用圆弧插补指令之前必须应用平面选择指令，指定圆弧插补的平面。
(3)G00--快速点定位指令它命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。
(4)G17、G18、G19-坐标平面选择指令G17指定零件进行XY平面上的加工，G18、G19分别为YZ、ZX平面上的加工。这些指令在进行圆弧插补，刀具补偿时必须使用。
表6-3辅助功能M代码
(5)G40、G41、G42-刀具半径补偿指令数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为编程提供了方便。当铣削零件轮廓时，不需计算刀具中心运动轨迹。而只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上使用刀具拨码盘或键盘人工输入刀具半径，数控装置便以自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，只需手工输入改变后的刀具半径，而不修改已编好的序或纸带。在用同一把刀具进行粗、精加工时，设精加工余量为，则粗加工的补偿量为，而精加工的补偿量改为r即可。
G41和G42分别辊为左(右)偏刀具裣指令，即沿刀具前进方向看(假设工件不动)，刀具位于零件的左(右)侧时刀具半径补偿。
F40为刀具半径补偿撤消指令。使用该指令后使G41、G42指令无效。
(6)G90、G91--绝对坐标尺雨及增量坐标尺寸编程指令G90表示程序输入的坐标值按绝对坐标值取；G91表示程序段的坐标值按增量坐标值取。
辅助功能指令亦称"M"它是由字母"M"和其后的两位灵敏字组成，从M00到M99共100种，见表6-3。这些指令与数控系统的插补运算无关，主要是为了数控加工、机床操作而设定的工艺性指令及辅助功能，是数控编程必不可少的，常用的辅助功能指令如下：
