在数控加工程序的编制中，有手工编程与自动编程两种方式。由于手工编程的整个过程都是由人工完成的，对于那些形状复杂、具有非圆曲线、列表曲线轮廓的零件，或数值计算繁琐、程序量很大的零件，手工编程是难以胜任的，这时必须采用自动编程。
一、自动编程的基本形式
根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，自动编程分为以自动编程语言（APT语言）为基础的自动编程和以计算机绘图为基础的自动编程。
1、APT语言式自动编程
APT编程是一种利用高级符号语言编制数控加工程序的方法。APT语言是一种能对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动进行定义的接近于英语的符号语言.
用APT语言编程时，编程人员根据零件图样及加工工艺用APT语言编写程序，并把这种加工程序输入计算机，经计算机的语言编译系统编译运算产生刀位文件，再经过后置处理，生成数控系统能接受的零件数控加工程序。
2、CAM自动编程
采用CAM自动编程时，编程人员首先要对零件图样进行工艺分析，利用自动编程软件本身的绘图功能或CAD软件将工件图形数字化，制作出NC加工程序。
二、自动编程的主要工作内容
1、零件图样分析，确定零件的加工工艺
分析零件的几何要素与技术要求，明确加工内容，确定加工方法，选择机床、夹具、刀具和切削工艺参数，制订加工工艺路线，确定基准点、参考点和走刀路线（进给路线）。
2、零件图形的数字化
将零件图转化为实体模型，供计算机识别。注意实体模型的文件格式能够被自动编程软件所接受。
3、给定初始条件，生成与编辑刀具轨迹
输入初始条件，生成加工轨迹，根据实际加工状态对生成的轨迹进行裁剪、拼接等编辑处理，形成刀具轨迹。
4、生成加工程序
输入机床、刀具、切削用量等工艺参数和各种编程指令代码，计算机会根据已有的刀具轨迹自动生成所需要的NC程序。
三、自动编程的基本工作过程
（1）在CAD/CAM集成环境中建立被加工对象的曲面模型或特征组合。
（2）确定加工时的定位基准面，基于特征的自动编程方法，设定毛坯的大小与尺寸。
（3）设置刀具类型与参数（如刀具直径、刀尖半径、切削高度、刀具长度等）。
（4）选择毛坯的切除方式。
（5）设置刀具的切削用量（包括主轴转速、进给速度、刀具快进快退速度、接近速度、引入速度等）。
（6）设置机床控制参数（包括容差、步长、行距、残余高度、刀具补偿等）。
（7）确定刀具的初始位置和下刀位置。
（8）由CAM系统生成相应的刀具运动轨迹。
（9）刀具路径的校验与仿真。
（10）生成中性刀位文件。
（11）由数控系统的后置处理模块或系统生成所需的加工指令程序。
（12）将生成的指令程序传输至数控机床。
自动编程中的造型技术
一、几何模型的类型与特点
1、线框模型
这种模型由一系列空间直线、圆弧和点组合而成，用来描述产品的轮廓外形。广泛应用于工厂或车间布局、三视图生成、运动机构的模拟和有限元网络的自动生成等方面。
线框模型无法产生剖面图、消除隐藏线以及求解两个形体间的交线，也无法根据线框模型进行物性计算和数控加工指令的编制。
2、曲面模型
曲面模型是用有向棱边的集合来定义形体表面，进而由面的集合来定义形体的一种描述方法。曲面模型的数据结构是在线框模型的基础上，增加了有关面的信息和棱边的连接方向等内容。
曲面模型不能明确反映由边界面所包围的形体是实心体还是空洞，无法生成形体的剖面图以及进行物性的计算。
3、实体模型
实体模型能够比较完整地反映形体的几何信息，真实而惟一地表达三维实体。它既能消除隐藏线，产生有明暗效应的立体图像，又能进行物性计算，进行装配体或运动系统的空间干涉检查，进行有限元分析的前后处理以及数控编程等作业。
二、零件的曲面造型
曲面造型是指用一个网格状的图形来形象表达物体表面的方法。
曲面模型是以线框模型为骨架通过多种表面蒙皮的方法进行处理而得到的一种模型。
1、零件表面的曲面模型构造方法
（1）线框的构造过程与方法
①设定作图坐标系；
②确定线框的基本组成；
③给出特征线的起点和终点（可用坐标或软件提供的求点方式寻找）；
④给出曲线的参数点或数学表达公式；
⑤绘制各曲线；
⑥对各线进行裁剪、拉伸、过渡、打断、连接、性质转换等编辑处理；
⑦形成零件的轮廓线框。
（2）曲面造型方法
①直纹曲面造型方法
由一条直母线沿着两条或两条以上不重合的空间曲线运动，形成轨迹曲面。其中一条路径曲线可以是点、线或面。
②旋转曲面造型方法
由一个二维的轮廓曲线绕着一条直线（轴线）旋转，形成的曲面。轮廓曲线的法矢不能与轴线平行，旋转角度0°～360°。
③扫描曲面造型方法
由一条二维曲线沿给定的方向、距离、角度扫描，形成的曲面。
④边界曲面造型方法
由两条以上的曲线首尾相连，形成封闭的轮廓，填充网格，形成的曲面。
⑤特殊曲面造型方法
此类曲面的母线一般是可变化的NURBS曲线，轨迹线（边界线、控制线）可以是普通曲线，也可以是NURBS曲线。通过某些运动、位置控制方式，控制母线的扫描方向、距离、角度和到达位置，形成的曲面。
2、曲面的编辑
构造完成的曲面，常出现多余、不足、交叉等问题，有的与零件设计不符（如圆角、倒角等），需要通过曲面编辑进行修改，才能形成比较完美的零件模型。
经过编辑的曲面，还可以通过旋转、设定颜色、线框消隐、实体转化等操作，形成更为直观的模型，以方便观察。
三、零件的实体造型技术
1、零件特征的含义
零件特征是一种实体概念（一个孔、一段特定形状等），它不仅包括定义约束和几何拓扑信息，还包含规则和属性的几何行为信息。
特征具有如下特性：
（1）特征封装了其定义信息。特征一旦定义，其几何拓扑结构就始终被认为是一个特征（如孔、槽等），并允许对其参数进行修改（直径、深度、斜度等）。
（2）特征具有一定的行为规则，并在实现过程中遵守这些规则。如不管零件如何被改变，一个通孔始终是一个通孔。
2、零件实体建模的基本工作过程
（1）方案设计
方案设计主要确定组成部件的零件数量、各零件基本形状及其具体功用、每一零件在部件中与其他零件的大致相对位置等。
（2）零件特征分析
①该零件主要是经过叠加还是切割形成的?
②组成该零件的基本形体有哪些?
③基本形体组合时其相对位置关系如何?
④形体组合是由零件造型的不同操作还是用参数化布尔运算?
⑤有无参数化抽壳?
⑥需要复杂曲面造型吗?
⑦基本特征是什么?
⑧特征的建造顺序是什么?
（3）零件的建模过程
①进行零件特征分析，确定特征创建顺序和创建方法。
②确定基本特征和依赖特征。
③创建基本特征。
④创建其他特征。
⑤根据需要修改包括驱动尺寸在内的零件造型。
3、零件的实体建模顺序
（1）用二维设计轮廓
大多数CAD系统都有轮廓编辑器，允许用户在平面栅格上生成二维图形（也叫轮廓）。在对图形进行约束过程中采用了不同的技术，如参数（或变量尺寸）或图元之间的几何关系（如平行、垂直、相切）等。
（2）用二维轮廓生成三维实体
利用从二维轮廓构造三维模型的工具，如沿边界线拉伸、围绕轴旋转、沿轨迹扫描等，生成三维实体。
（3）构造实体
通过向实体的基本体上增加特征，设计复杂的实体。
利用实体上的边或点，如中心对齐，或其他技术来定位新的特征。
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