淺談宏程序在數控車削加工編程中的應用
2018-8-29 來源： 上饒職業技術學院 作者：俞 超，羅根云
摘 要: 在數控編程中使用變量來進行編程的都屬于宏程序。宏程序適合橢圓、拋物線、雙曲線等非圓曲線編程，一般在數控車工、銑工的高級工考證及各種數控技能競賽中都要用到，以一實例介紹了宏程序及其在數控車削加工編程中的應用。
關鍵詞: 宏程序; 數控編程; 變量; 橢圓
1 、宏程序介紹
1． 1 宏程序的概念與分類
用變量的方式進行數控編程的方法就叫做宏程序編程。宏程序有兩種類型即 A 類和 B 類，不同數控系統的機床，所應用的宏不一樣，A 類宏是以 G65 Hxx P#xx Q#xx Ｒ#xx 的格式輸入的，B 類宏則是以直接的公式和語言輸入的，和 C 語言很相似，應用相對比較廣泛，常用于 FANUC － 0 － i 系統、華中數控系統中。
1． 2 宏程序的作用
應用宏程序編程可以編寫一些非圓曲線，如宏程序編寫橢圓、雙曲線、拋物線等。另外，在編寫一些大批相似零件的時候，可以用宏程序編寫，這樣只需要改動幾個數據就可以了，沒有必要進行大量重復編程。
1． 3 宏程序的最大特點
宏程序的最大特點就是使用變量。變量是表示取值可以變化的量，由“#I”表示，其中 I = 1、2、3……等，如#1、#2 分別表示 1 號變量、2 號變量。
1． 4 運算指令與表達式
包括定義、算術運算、邏輯運算和函數運算指令等，如: =( 賦值) 、+ ( 加) 、OＲ( 或) 、SIN［］( 正弦函數) ; 表達式是由運算指令連接起來的函數及變量等，如: SIN［］( 正弦函數) 、#3*#4 + #1( 3 號變量與 4 號變量之積加上 1 號變量) 。
1． 5 轉移與循環語句
1) 無條件轉移: 格式: GOTO n
2) 條件轉移: 格式: IF［〈條件式〉］GOTO n ，其中 n 為跳轉目標的程序段順序號。條件運 算 符 有 LE ( ≤) 、GE ( ≥) 、EQ ( = ) NE ( ≠) GT( ＞ ) 、LT( ＜ ) 。
3) 循環: 由循環判斷語句、循環體和結束語等組成，一般是由 WHILE［〈條件式〉］DO m 與 ENDm 來表示，其中 m 只能等于 1 或 2 或 3。
2 、宏程序編程實例
圖 1 所示零件圖。
2． 1 程序編制思路分析
圖 1 零件圖中有拋物線、有橢圓弧，如果不利于宏程序，將無法實現這兩處非圓曲線的加工，除非能借助電腦計算出非圓曲線上的節點坐標，但是此工作量非常大，不利于實際生產中的
應用，唯有利于宏程序變量來編程才能解決此問題。
圖1 中橢圓方程是 Z2/152+ X2/102= 1，其中: 15 為長半軸; 10 為短半軸，以 Z為變量，可求得 X 值。經推導可得: X = 102× ( 1 － Z2槡/152) ;橢圓上 A 點在橢圓坐標系中的坐標為( #3，#4) ，把 A 點坐標( #3，#4) 轉換為在編程坐標系 XOY 中的坐標，可表達為 A( 50 － 2× #4，#3 － 13． 5) ，拋物線的方程是 Z2= － 10 × X，同理以 Z 為變量，可求得 X = Z2/ ( － 10槡) ; 拋物線上 B 點在拋物線坐標系中的坐標為( #5，#6) ，由于該坐標系與編程坐標系是同一坐標系，所以 B 點在編程坐標系中的坐標也是( #5，#6) ，經過分析，解決了非圓曲線上的點轉換成編程坐標系中的坐標，所以對如圖 1 所示的橢圓、拋物線部分編程就簡單了。
2. 2 程序編制
O0045T0101;
G00X100Z100;
MO3S800;
G00X55Z2;
G71U2Ｒ1;
G71P1Q2U0． 5Z0． 2F200;
N1G01X0Z0F100;
#6 = 0;
( 拋物線中 Z 方向動態起始值)WHILE［#6GE［－ 20］］DO1;
( 判斷 Z 是否大于等于 － 20)#5 = SQＲT［［#6* #6］/［－ 10］］; ( Z 方向動態值表達 X 方向上的值)G01X［2* #5］Z#6; ( B 點的編程坐標)#6 = #6 － 0． 5;
( Z 方向動態值每次遞減 0． 5 mm)END1;
G01X40Z － 25;#1 = 15; ( 橢圓的長半軸賦值)#2 = 10; ( 橢圓的短半軸進行賦值)#3 = 13． 5;
( 橢圓中 Z 方向動態起始值)WHILE［#3GE［ － 13． 5］］DO1;
( 判斷 Z 是否大于等于－ 13． 5)#4 =［#2 / #1］* SQＲT［#1* #1 － #3* #3］;
( 用 Z 方向動態值來表達 X 方向上的值)G01X［50 － 2* #4］Z［#3 － 13． 5］;
( A 點的編程坐標)#3 = #3 － 0． 5;
( Z 方向動態值每次遞減 0． 5 mm)END1;
G01Z － 63;
X50;
N2Z － 70;
G70P1Q2;
G00X100Z100;
M30;
3 、結語
綜上所述，用變量賦值的外圓切削循環編寫宏指令時，可以在程序中給變量賦值、進行數學運算、條件轉移等，編寫時更直觀、簡便，精簡了程序內容，大大提高了編程效率。宏程序不僅能實現加工橢圓弧、拋物線，還能加工一些其他的非圓曲線，在手工編程實際中只要能靈活運用宏程序，還可以進行車削端面、車削螺紋、切槽等編程.
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