淺析宏程序在數控加工中的應（yīng）用
2018-5-24 來源： 建湖縣高級技工學（xué）校 作者：卜（bo）偉
摘要：通過一個典型零件的兩種不同的宏程（chéng）序編程實例，分析每種方法的優缺點，歸納出手工編程（chéng）中應用宏（hóng）程序解決複雜零件的數控加工編程問題的作用和技巧。
關鍵詞：數控 教學 應用 程序 車床
數控加工程序編製的關鍵是刀具相對（duì）於工件運動軌跡的計算，即計算加工輪廓的基點和節點坐標或刀具中心的（de）基點和節點坐（zuò）標。 數控機（jī）床一般（bān）隻提供平麵直線和圓弧（hú）插補功能（néng），對於非圓的平麵曲線 y=f(x)，采用的加工方（fāng）法是按編程（chéng）允許誤差，將平麵輪廓曲（qǔ）線分割成許多小段。 然（rán）後用數學計算的方（fāng）法求逼近直（zhí）線或圓弧（hú）輪（lún）廓（kuò）曲線（xiàn）的（de）交點和切點的坐標。 隨著（zhe）計算機數（shù）控係統（CNC）的不斷發展，CNC 不僅能通過數字量去控製多個軸的機械（xiè）運動，而且具有強大的數據（jù）計算和處理（lǐ）功能。 編程時隻要建立加工輪廓（kuò）的基點和節點的數學模型， 按加工（gōng）的先後順序，由數控係統即時計算出加工節點的坐標數據，進而控（kòng）製（zhì）加工，這就是數（shù）控係統提供的宏編程。 宏指（zhǐ）令編程像高級語言一樣，可以使（shǐ）用變（biàn）量進行算術（shù）運算邏輯運算和函數混合運算進行編程。 在宏程序形式中，一般都提供循環（huán）判斷分支和子程序調用的方法。 可編製各種（zhǒng）複雜的零件加工程序。 熟練應用宏程序（xù）指令進行編程，可大大精簡（jiǎn）程序（xù）量，還可（kě）以增強機床的加工適（shì）應能（néng）力。 比如可以將拋物線（xiàn）、橢圓等非（fēi）圓曲線的算法標準化（huà）後做成內部宏程（chéng）序，以後就可以（yǐ）像圓弧插補一樣按標準（zhǔn）格式編程調用（yòng），相當於增加了係（xì）統的插補功能。
隨著數控（kòng）係統的不（bú）斷更新，宏指（zhǐ）令（lìng）應用越（yuè）來越廣泛。 以日本 FANUC-Oi 係統為例，Oi 係統使（shǐ）用（yòng） B 類（lèi）宏指令，在 O 係列的早期版本中，曾使用 A 類宏指令（lìng），主要特征為使用 G65 代碼為宏指令專用代碼，包括（kuò）宏變量的賦值、運（yùn）算、條件調用等。B 類宏指令功能相對A類而言 ，其功能更強大（dà），編程更直觀 。 在FANUC-Oi 係統（tǒng）的固定循環（huán）指令中 ，毛坯切削循環 G73 指令內部可以使用宏（hóng）程序進行編程。
宏指令編程雖然（rán）屬於手工編程的範疇（chóu），但它不是直接算出輪廓各個節點的具體坐標（biāo）數據， 而是給出數學公式和算（suàn）法，由CNC 來即時計算節點坐標 ，因此對於對於簡單直觀的零件輪廓不具有優勢。 若（ruò）零件結構不能用常規插補指令可以（yǐ）完成編程的，則可采用編製宏（hóng）程序的方（fāng）法，將計算複（fù）雜數據的任務交由數控（kòng）係統來完成。 對於加工方（fāng）法和加工方式，零（líng）件的加工步驟，走刀路線及對刀點起刀點的位置，以及切入、切出方式的設計還是遵循一般手（shǒu）工編程的規則。 編製（zhì）宏程序時，首先應從零件的結構特點出發， 分析零件上各加工表麵之間的幾何（hé）關係，據此推倒出各參數之間的數量關係，建立（lì）準確的數（shù）學模型。 為此，必須注意正確選擇變量參（cān）數（shù）並列出正確的參數方程，同時設定合理有效的循環變量。 若采用主子程序調用的（de）編程模式，還注意局部變量和（hé）全（quán）部變量的設定，了解變量傳值關係。 特別值（zhí）得注意的是，為提高（gāo）程序的（de）通用性，尺寸參數盡可能地用宏（hóng）變量表（biǎo）示，運行程序前先進行賦值。
宏（hóng）程序編程實例：如下圖所示零件
2、用仿形車削（xuē）循環指令 G73 編程 ，加工程（chéng）序如下 ：
O0001；
G99 M03 S600 T0101 F0.2；
G0 X52 Z2；
G73 U25 R20
G73 P10 Q20 U0.5；
N10 G0 X0；
G1 Z0；
#3=30； （賦橢圓（yuán） Z 軸初始值 ）
N12 #4=20*SQRT[1-#3*#3/30*30]；
G1 X[#4*2] Z[#3-30]；
#3=#3-0.2；
IF[#3GE 0]GOTO12；
G1 Z-50；
N20 X52；
G00 X100 Z100；
M05；
M00；
M03 S1000 T0101F0.1；
G0 X52 Z2；
G70 P10 Q20；
G0 X100 Z100；
M30
3、子程（chéng）序調（diào）用（yòng） M99 M98 指（zhǐ）令編程（chéng）
O0002；
G99 M03 S600 T0101F0.2；
G0 X42 Z2；
#100=40；
N30 M98 P0011；
#100=#100-2；
IF[#100GE0.5]GOTO30；
S1000F0.1 T0101；
#100=0；
M98 P0011；
M30；
O0011； （子程序 ）
#3=30； （賦（fù）橢圓 Z 軸初始值 ）
N10 #4=20*SQRT[1-#3*#3/30*30]；
G1 X[#4*2+#100] Z[#3-30]；
#3=#3-0.2；
IF[#3GE 0]GOTO10；
N20 U2；
G00 Z2；
M99；
綜上所（suǒ）述，用仿形切削循環 G73 指令編寫宏指令時，可以在精車程序中給變量賦值、進（jìn）行數學運算、條件轉移等（děng），編寫時更直觀、簡（jiǎn）便，精簡了程序內容，大（dà）大提高了編程效率。在程序編製（zhì）過程（chéng）中，當遇見許多形狀相同或相近的，但尺寸不同的零件結構特征，每次（cì）都重新編製程（chéng）序就很繁瑣，這時可以使用變量、算術和邏輯運算及條件轉移指令在子程序中體現零件的走刀過程，充分體現留了子程序調用的優勢。 編（biān）寫宏指令程（chéng）序，當零件的圖形沒（méi）有相同的地方， 用仿形切削循環 G73 指令（lìng）編寫更快捷、簡便。 當然子程序調用指令 M98、M99 也有它的優勢（shì）。
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