在現今的製造環境中，為了提升加工效率和產品品質，大多數機台設備已轉向使用高速加工機。然而，高速加工的刀具路徑與傳統加工相比存在明顯差異，因此需要更嚴謹的評估和規劃。高速加工路徑在CAM系統中有一些特定的條件和限制，以下我們將逐一介紹這些基本的加工觀念，請您事先了解NC程式、座標系統等基本概念，這將有助於更順暢地理解以下內容。
1.NC程式之基本認識
程式組成的内容
電腦數值控制之程式是利用各種英文字母、數值、符號…等組成。一個NC程式是由許多單節(block)組成，一個單節是由一個語(work)或一個以上的語組成，一個語是由一個位址碼(addres)及一些數字組成。
程式的組成是由許多單節所結合，並成為一聯貫有系統、完整的動作。每一程式之開端需有程式號碼，其編碼方式為O口口口口，前碼為英文字母O，後面四碼為數字0～9。
語(work)
語是指程式中最基本的組成單位,它是由一個位址碼和一個數字資料所組成：
>位址碼：包含英文字母A~Z。
>數字資料：則由0~9所構成。
範例一：X80.0 範例二：G01及M03
單節(Block)
單節是由一個或一個以上的字語所組成。每個單節與單節之間視系統不同而定，通常會加以單節結束Ex: EOB (End of Block) 符號加以區隔。
O9999; → 單節
G40G49G80; → 單節
T01M06; → 單節
G90G00G54X0Y0; → 單節
G43Z10.0H03S1000M03; → 單節
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程式號碼
早期的數值控制 (NC)機械，因無記憶體，故程式是儲存在紙帶上，執行時，常以光學式讀帶機將紙帶上的程式讀入控制器內，再依指令控制機械運作。在目前電腦數值控制(CNC)機械，都具有記憶程式的功能也都採行Server端伺服機直接做程式的傳輸。
一般CNC程式儲存在記憶體內，為了區別不同的程式，故在程式的最前端用程式號碼加以區分之，方便日後欲執行那一程式時，只需呼叫出來，即可進行編輯或執行程式。
程式號碼（程式名稱）
目前程式的編碼有二種：
EIA編碼或ISO編碼，在台灣大多使用EIA編碼。
在CNC控制器內，一般皆可接受這二種編碼，故為了區別起見，程式號碼以位址”O”表示者是EIA編碼；
以位址”：”表示者是編碼ISO。
(ISO) ： 口口口口
(EIA) O 口口口口
程式號碼以位址O及4位數字組成，一般控制器大多從1～9999之範圍內任意選擇使用。
O3838表示程式號碼為3838的CNC程式。(EIA)
: 4949 表示程式號碼為4949的CNC程式。(ISO)
工作座標軸
工具機的座標軸判別方法：
>主軸旋轉的軸為Z軸。
>床台移動較長的軸為X軸，較短的軸為Y軸。
座標系統區分
>卡氏（Cartesian）座標系統
-二軸氏座標系統
-三軸氏座標系統
>極(Polar)座標系統
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卡氏座標系也稱為直角座標系，是最常用到的一種座標系。
在平面上，選定二條互相垂直的線為座標軸，任一點的座標軸距離與另一軸的座標，這就是二維的卡氏座標系，一般會選一條指向右方水平線稱為x軸，再選一條指向上方的垂直線稱為y軸，此兩座標軸設定方式稱為「右手座標系」。
卡氏（Cartesian）座標系統
卡氏座標二維系統定義圖形:
右手座標系統
若在三維系統中，選定三條互相垂直的平面，任一點距平面的距離為座標，二平面的交線為座標軸，即可產生三維的卡氏座標系。此是CNC工具機各軸的標註，CNS是採用右手直角座標系統。大姆指表示X軸 ，食指表示Y軸，中指表示Z軸，且手指頭所指的方向為正方向。
另外定義三個旋轉軸，繞X軸旋轉者稱為A軸，繞Y軸旋轉者稱為B軸，繞Z軸旋轉者稱為C軸。
機械原點與程式原點
機械原點它是機械上的一個固定的參考點。機械原點可作下列之用途:
機械開機後初始座標設定。
- 作為刀具之交換點。
程式原點是工件上所有座標之基準點，此點必須在編寫程式時加以選定。
座標位置的表示方式:絕對值和增量值
CNC程式除了一些基本設定，如程式原點，刀具號碼，主軸轉速，進給速率等外，最主要的是命令刀具移動或切削至某一座標位置。座標位置的表示有絕對值和增量值兩種。
- 絕對值是以”程式原點”為依據來表示座標位置。
- 增量值是以”前一點”為依據來表示兩點間實際的向量值（包括距離和方向）。
以G90指令設定X、Y、Z數值為絕對值；
用G91指令設定X、Y、Z數值為增量值
- 絕對值指令格式 : G90X_Y_Z
G90G00X90.0Y60.0Z20.0 ; A點 > B點
- 增量值指令格式 : G91X_Y_Z
G91G00X-60.0Y-40.0Z-30.0 ; A點 > B點
座標位置數值的表示方式
CNC程式控制刀具移動到某座標位置，其座標位置數值的表示方式有兩種:
- 用小數點表示法—即數值的表示用小數點”.”明確的標示個位在那裏。如”X20.16″，其中0為個位，故數值大小很明確。
- 不用小數點表示法—即數值中無小數點者。則CNC控制器會將此數值乘以最小移動量（公制：001mm，英制0.0001英吋）做為輸入數值。如”X55″， 則CNC控制器會將55×0.001mm＝0.055mm做為輸入數值。
- 如要表示X55mm，可用”X55.”或”X55000″表示，一般用小數點表示法較方便， 並可節省系統之記憶空間，故常被使用。
- 如要表示X55mm，但鍵入”X55″，其實際的數值是055mm，相差1000倍，可能會撞機或大量銑削，不可不謹慎。
程式設計必須考慮的因素
製作CNC銑床程式時必須考慮因素：
- 依工件形狀及尺寸標示，決定程式原點位置及加工順序。
- 工件的夾持方法。用虎鉗夾持或用T槽螺栓、壓板、梯枕或製作特殊夾具。
- 刀具的選擇：包括銑刀的直徑、刀刃長度、材質及其他刀具的選用並決定刀具的刀號及刀長補正號碼、刀徑補正號碼。
- 切削條件：包括刀具的主軸轉速、切削深度、進給速率、粗中精銑的預留量等。
電腦數控程式設計之基本流程
CAD圖分析研判
- 工件的材質。
- 工件形狀及尺寸。
- 工件之精度要求(包含尺寸公差及幾何公差)。
- 工件之表面粗糙度。
- 準備素材之形狀、規格。
- 其他特殊要求。
刀具規劃
- 切削刀具之種類、規格。
- 刀具的數量。
- 刀具之安置。
夾治具規劃
- 工件夾持、定位之方式。
- 選用定位及夾持裝置。
加工程序規劃
- 依夾持方式規劃。
- 決定使用刀具之種類。
- 決定加工順序及切削路徑。
- 設定各刀具之加工條件。
編寫程式
- 決定工具機提供的座標系統類型。
- 選定程式原點。
- 手寫程式設計，是指由工作圖到程式設計完成，其整個過程皆由人工方式計算與設計，而不藉助任何軟體或設備。
- 電腦輔助設計與製造（CAD/CAM）
程式模擬
程式完成後，在上機實際加工前，必須先經過路徑驗證模擬，以查核該程式是否正確。避免造成不可預期的損害，路徑模擬現在你可透過CAM本身軟體系統來進行驗證碰撞檢查或使用專用的模擬軟體，但專用的模擬軟體通常只侷限於模擬碰撞紀錄與驗證夾持的刀長，它無法再進行路徑的編修與更新運算。另亦可將程式輸入工具機之控制系統後，再利用工具機上之模擬功能來進行。
程式輸入控制系統
- 程式編輯人員，直接在控制器上的面鈑按鍵，將程式輸入。
- 程式先存於Server端伺服機電腦中，再經由RS-232C串聯界面，將程式直接輸入工具機之控制系統。
