概述數控加工程式的編制是數控加工技術的重要方面，程式編制水平直接影響到零件加工的質量和效率。因此，高質量、高效率的程式設計方法，一直是數控技術研究的重要課題之一，目前國內外研究開發了大量的數控自動程式設計軟體。
數控自動程式設計系統主要由硬體和軟體組成。硬體主要由計算機、穿孔機、繪圖機、磁碟或磁帶等外部裝置組成；軟體主要包括程式語言和程式系統(編譯系統)。
程式語言是一套規定的基本符號、字母、數字和用它們描述零件加工的語法、詞法規則。這些符號和規則接近於車間日常用語，用來描述被加工零件的幾何形狀、幾何元素間的相互關係、刀具運動軌跡以及一些必要的工藝引數等。程式語言易讀、易懂、易於修改。
自動程式設計的方法是由程式設計人員根據零件圖的要求，進行工藝分析，用程式語言在計算機上編寫零件加工的源程式，將該源程式送入計算機，經過計算處理後，計算機便自動地輸出零件數控加工程式單，繪出零件加工刀具運動中心軌跡。
為了處理源程式，必須有一套預先存放在計算機內的零件源程式處理的程式，即所謂「編譯程式」。該程式將零件的源程式翻譯成計算機能夠接受的機器語言，並進行主資訊處理和後置處理。其中，主資訊處理完成數值計算、刀具中心軌跡計算，並制定輔助功能等工作。
後置處理則針對不同的數控工具機的數控系統，將主資訊處理後的資料轉換成該數控系統規定的數控加工程式。
數控自動程式語言apt
數控程式設計是目前cad/capp/cam系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製週期等方面發揮著重要作用。在諸如航空工業、****等領域有著大量的應用。由於生產實際的強烈需求，國內外都對數控程式設計技術進行了廣泛的研究，並取得了豐碩成果。
下面就對數控程式設計及其發展作一些介紹。數控程式設計的基本概念
數控程式設計是從零件圖紙到獲得數控加工程式的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中的刀位點(cutter location point簡稱cl點)。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸向量。
數控程式設計技術的發展概況
為了解決數控加工中的程式編制問題，50年代，mit設計了一種專門用於機械零件數控加工程式編制的語言，稱為apt(automatically programmed tool)。其後，apt幾經發展，形成了諸如aptii、aptiii(立體切削用)、apt-ac(advanced contouring)(增加切削資料庫管理系統)和apt-/ss(sculptured su***ce)(增加雕塑曲面加工程式設計功能)等改進版。採用apt語言編制數控程式具有程式簡潔，走刀控制靈活等優點，使數控加工程式設計從面向工具機指令的「組合語言」級，上公升到面向幾何元素。
apt仍有許多不便之處：採用語言定義零件幾何形狀，難以描述複雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和cad資料庫和capp系統有效連線；不容易作到高度的自動化，整合化。
針對apt語言的缺點，2023年，法國達索飛機公司開始開發集三維設計、分析、nc加工一體化的系統，稱為為catia。隨後很快出現了euclid，ugii，intergraph，pro/engineering，mastercam及npu/gncp等系統，這些系統都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，互動設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的**顯示、驗證等問題，推動了cad和cam向一體化方向發展。到了80年代，在cad/cam一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機整合製造系統(cims)及併行工程(ce)的概念。
目前，為了適應cims及ce發展的需要，數控程式設計系統正向整合化和智慧型化方向發展。
在整合化方面，以開發符合step(standard for the exchange of product model data)標準的引數化特徵造型系統為主，目前已進行了大量卓有成效的工作，是國內外開發的熱點；在智慧型化方面，工作剛剛開始，還有待我們去努力。
自 20世紀50年代美國最早研製成apt(automatically programmed tools)系統以來，現在許多任務業發達國家也已研製了很多的數控自動程式設計系統。如：美國的adapt、autospot；英國的2c、2cl、2pc；德國的exapt—1(點位)、exapt—2(車削)、exaff—3(銑削)；法國的ifapt—p(點位)、ifapt—c(輪廓)、ifapt— cp(點位、輪廓)；日本的fapt、hapt等。
我國自20世紀60年代中期開始了數控自動程式設計方面的研究，已開發出zcx—1、zcx—2、skc等多種型別的實用自動程式設計系統。
在各種自動程式設計系統中，apt系統是最具代表性的系統之一，以下概略介紹apt系統。
apt語言使用類似英語語言來描述，非常接近人們常用語言的形式，便於記憶、編寫，用apt語言編寫的零件源程式由apt處理系統能識別的語句和資料組成。
apt語言的主要語句
1．刀具形狀語句
如：cutter／1，0.25
表示直徑為1英吋，頂端為平端，角部半徑為0．25英吋的刀具。
2．幾何定義語句
幾定義語句用來說明零件輪廓的幾何形狀、進刀點位置和進刀方向等。它是下面描述走刀路線的基礎，一般的表達形式為
(幾何元素識別符號)=(幾何元素型別字)／(幾何元素定義方式)
等號左邊是使用者為各個幾何元素所起的名字，便於以後引用。等號右邊是apt的專用字和給定的幾何定義形式及引數。apt語言提供的幾何定義的型別有：
點(point)定義、直線 (line)定義、圓弧(circle)定義、平面(plane)定義、圓柱面(cylndr)定義、一般二次曲線 (gconic)定義、球面(sphere)定義等10餘種幾何定義型別，每種型別的幾何元素又有多種定義形式。
如：p1=point／2，3，0
表示為x=2、y=3、z=0的三維座標點「p1」。
如：l2=line／p1，atangl，30
表示通過點p1、與x軸成30度角的直線。
如： l=line/p1，p2；
或l=line/x1，y1，x2，y2；
表示通過兩點的直線
如： l1=line/p1，left，tanto，c；
l2=line/p2，right，tanto，c；
表示過一點p與圓相切的直線。其中left，right表示左、右，以點p與圓心聯線方向為基準，tanto表示相切。
如：c1=circle/x，y，r；
表示用半徑和圓心定義的圓，其中，x，y為圓心座標，r為圓的半徑。
如：c3=circle／center，p1，radius，3．5
表示圓弧中心為p1、半徑為3．5英吋的圓。
如：c1=circle/p1，p2，p3；
表示用已知三點定義圓
如： c1=circle/pc，tanto，l；
表示用圓心和切線定義圓（如下圖）
其中pc為已知圓心，l為已定義之直線。
如：c3=circle/y**all，tanto，out，c1，out，c2，radius，8；
表示與兩圓相切的圓（如下圖），該圓半徑為8，y座標值較小。
如：el=ellips/center,pc,a,b,alfa；
表示以pc為中心點，a、b為長短軸的長度，alpa為長軸與x軸夾角的橢圓。
3．允差語句
數控插補大都是直線插補或圓弧插補，對於其他曲線的零件形狀，經常是用直線來逼近的，這就會造成誤差。為了保證加工精度，必須規定誤差值。
如：outtol/.001
表示工件輪廓外側誤差允許值為0．001英吋。
如：intol/.001
表示工件輪廓內側誤差允許值為0．001英吋。
如：toler/.001
表示工件輪廓內外誤差允許值為0．001英吋。
4．刀具運動語句
刀具運動語句是用來規定加工過程中刀具運動的軌跡。為了定義刀具在空間的位置和運動，引入如左下圖所示三個控制面的概念，即零件面(ps)、導向面(ds)和檢查面(cs)。
通過上述三個控制面就可聯合確定刀具的運動。
(1)零件面(part su***ce) 簡稱ps，指刀具底面所形成的曲面；零件面是刀具在加工運動過程中，刀具端點運動形成的表面。它是控制切削深度的表現。
描述刀具與零件面關係的詞彙，有tlonps和tlofps分別表示刀具中心正好位於零件面上和不位於零件面上。
(2)導向面(drive su***ce) 簡稱ds，也稱導動面。用來引導刀具運動，控制刀具側面的曲面；導向面是在加工運動中，刀具與零件接觸的第二個表面，是引導刀具運動的面，由此可以確定刀具與零件表面之間的位置關係。
描述刀具與導向面關係的詞彙如下圖所示，有tlift（刀具在導向面左邊），tlrgt（刀具在導向面右邊），tlon（刀具在導向面上）之分。所謂左右是沿運動方向向前看，刀具在導向面的左邊還是右邊。
(3)檢查面(check su***ce) 簡稱c5，也稱檢驗面。用來確定每次走刀的刀具終止的位置的曲面。檢查面是刀具運動終止位置的限定面，刀具在到達檢查面之前，一直保持與零件面和導向面所給定的關係，在到達檢查面後，可以重新給出新的運動語句。
to(走到)，指刀具走到檢查面並與其相切；on(走上)，指刀具中心走上檢查面；past(走過)，指刀具走過檢查面並與其相切。
apt語言的刀具運動語句可分為點位程式設計語句和輪廓程式設計語句。
點位程式設計語句有起始語句(from)、絕對語句(goto)、增量運動語句(godlta)等。輪廓程式設計語句有from、goto、godlta、go、 offset、golft、g***t、gofwd、goback等。如：
tlrgt，g***t／l3表示刀具在曲面的右側沿直線l3向右側移動。如：gofwd／c1 表示刀具沿圓弧c1前進。
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