在西门子840D数控系统中，编程圆弧主要涉及到以下指令和方法：
使用G2/G3指令进行圆弧编程
G2代表顺时针圆弧插补，G3代表逆时针圆弧插补。
指令格式为：`G2/G3 X… Y… Z… CR…`，其中`X… Y… Z…`是圆弧的终点坐标，`CR…`是圆弧的半径。
如果圆弧的视点小于或等于180度，`CR`为正数；如果圆弧的视点大于180度，`CR`为负数。
使用TURN指令进行螺旋插补
TURN指令用于实现螺旋插补，格式为：`G2/G3 X… Y… Z… I… J… K… TURN…G2/G3 X… Y… Z… CR=…`。
`X… Y… Z…`是圆弧的终点坐标，`I… J… K…`是圆心的坐标，`CR=`是圆弧的半径，`TURN=`是圆弧通过起点的次数（整圆的圈数）。
使用坐标系转化指令
如果需要调整坐标系原点，可以使用TRANS或ATRANS指令进行坐标系零点偏移。
使用C轴进行圆弧编程
如果需要使用C轴进行圆弧编程，可以通过设定方向参数（ACP, CAN）来定位，并在程序段中使用G91或IC指令来控制旋转轴的运行范围。
示例程序
```plaintext
N30 G17 G0 X27.5 Y32.99 Z3
N40 G17 G1 Z-5 F50
N50 G3 X20 Y5 Z-20 I=AC(20) J=AC(20) TURN=2
```
在这个示例中：
`N30`：选择工件坐标系。
`G17`：选择XY平面。
`G0`：快速移动到初始位置（X27.5, Y32.99, Z3）。
`N40`：选择工件坐标系，Z轴移动到-5的位置，并以500的速率进行圆弧插补。
`N50`：使用G3指令进行直线移动到终点（X20, Y5, Z-20），并使用I、J、K参数指定圆心位置，TURN指令指定逆时针旋转两整圈。
通过以上方法和示例程序，可以在西门子840D数控系统中实现Z轴排圆弧的编程。建议根据具体的加工需求选择合适的指令和方法，以确保编程的准确性和效率。