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数控机床程序编制（又称数控编程）指编程者（程序员或数控机床操作者）根据零件图样和工艺文件的要求，编制出可在数控机床上运行，以完成规定加工任务的一系列指令的过程。具体来说，数控编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。
数控编程是实施数控加工前的必要工作，数控机床没有加工程序将无法实现加工。编程的质量对加工质量和加工效率有着直接的影响。因为程序是一切加工信息的载体，操作者对机床的一切控制都是通过程序实现的。只有高质量的加工程序，才能最大限度地发挥数控机床的潜能，达到数控加工应有的效果与经济效益。一般数控加工程序的编制分三个阶段完成，即工艺处理、数学处理和编程调试，如图 2-34 所示。
图 2-34 数控编程内容
1．工艺处理阶段
工艺处理阶段的主要工作内容如下：
● 分析被加工零件图纸，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方式和走刀路线，确定切削用量等工艺参数。
● 制定零件的数控加工工艺过程。在已经确定工艺参数的前提下，考虑零件如何安装，对刀点位置如何确定，零件如何分步加工，如何使图样上的精度等技术要求得以实现等。
● 选择或设计刀、夹具。
2．数学处理阶段
工艺处理阶段完成后，编程人员便可结合所使用的数控系统的输入要求，通过数学处理计算出应输入给控制系统的输人数据。这种计算工作量的大小，随被加工零件的形状、加工内容及控制系统的功能等有所不同。
3．编程调试阶段
编程调试阶段主要有下述三项工作内容：
● 编制程序单。在工艺处理和数学处理的基础上，还要考虑某些辅助工艺处理，如确定准备功能，主轴的正转、反转、停车及变换速度等，然后便可按数控装置的输入格式要求编写出程序单。
● 程序单经过严格检查确认无误后，可交付生产部门使用。
● 首件试切削。生产部门拿到纸带后，通常不立即加工零件，还要做进一步检查。方法是用划针或圆珠笔在机床上画线检查，即用划针在涂有颜料的玻璃扳（或纸）上画出零件的轮廓形状来检查，然后试切一个零件，经检验合格，该程序编制工作方可认为结束。
数控编程方式是数控技术的重要组成部分，数控编程方式有手工编程和自动编程。数控自动编程代表编程方法的先进水平，而手工编程是学习自动编程的基础。目前手工编程还有广泛的应用。
1．手工编程
手工编程就是从分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、程序输入到程序检验等各步骤均由人工完成。
对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程比较容易完成，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程较为常用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必须采用自动编程的方法编制程序。
2．自动编程
自动编程是利用计算机及其专用编程软件进行数控加工程序编程。编程人员根据加工零件图纸的要求或零件CAD模型，进行参数选择和设置，由计算机自动进行刀具轨迹计算、后置处理，生成加工程序单，直至将加工程序通过直接联系的方式输入数控机床，控制机床进行加工。自动编程既可减轻劳动强度，缩短编程时间，又可减少差错，使编程工作简便。
3．数控程序格式
数控加工程序由若干程序段构成。程序段则是按照一定顺序排列、能使数控机床完成某特定动作的一组指令。而每个指令都是由地址字符和数字所组成的，如G01 表示直线插补指令、M03 表示主轴顺时针旋转指令、X30.0 表示 X 向的位移、F200 表示刀具进给速度等。若干程序可组成一个完整的零件加工程序。
4．程序段格式
程序段的格式是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。目前广泛采用的是地址符可变程序段格式（或者称字地址程序段格式），其编排格式如下：
在程序段中，必须明确组成程序段的各个要素：
● 程序段顺序号：N表示程序段顺序号，N0000～N9999。有的数控系统可以省略程序号。
● 沿怎样的轨迹移动：准备功能字G。范围为G00～G99。
● 移动目标：终点坐标值 X 、 Y 、 Z 。
● 进给速度：进给功能字F。
● 切削速度：主轴转速功能字S。
● 使用刀具：刀具功能字T。
● 机床辅助动作：辅助功能字M。
；、*、＄或LF等是程序结束的标志，控制系统不同，结束标志也不尽相同。
5．加工程序的一般格式
加工程序的一般格式包括程序开始符与结束符、程序名、程序主体，以及程序结束指令等。
● 程序开始符、结束符：为同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列一段。
● 程序名：程序名有两种形式：一种是英文字母O和 1～4 位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字混合组成的，一般要求单列一段。
● 程序主体：程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
● 程序结束指令：程序结束指令可以用M02 或M30，一般要求单列一段。
加工程序的一般格式举例如下：
注意
M02 和M03 不能同时出现在一组程序中。
数控机床的运动是由程序控制的，而准备功能和辅助功能是程序段的基本组成部分。目前国际上广泛应用的是ISO标准，我国根据ISO标准制订了JB3208-83《数控机床的准备功能G和辅助功能的代码》。
1．准备功能（G功能）
使机床做某种操作的指令。用地址G和两位数字表示，从G00-G99 共 100 种（见本书附录一）。
准备功能指令按其有效性的长短分属于两种模态：0 组的指令为非模态指令，其余组的指令为模态指令。
（1）非模态G功能
只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销。例如：
N10 程序段中G04 是非模态代码，不影响N11 程序段的移动。
（2）模态G 功能
一组可相互注销的G 功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的G功能注销为止。例如：
2．辅助功能（M功能）
辅助功能是指控制机床及其辅助装置的通断指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等。M功能指令由M后带二位数字组成，从M00～M99 共有 100 种（见本书附录二）。M指令也有模态（续效）指令与非模态指令之分。
3．进给功能（F功能）
进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其他数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。
4．主轴转速功能（S功能）
主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速，单位为r/min。对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数。
5．刀具功能（T功能）
刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。