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淺談宏程序在數(shù)控車削加工編程中的應(yīng)用
2018-8-29  來源： 上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院  作者：俞 超，羅根云


       摘 要: 在數(shù)控編程中使用變量來進(jìn)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(shù)控車工、銑工的高級工考證及各種數(shù)控技能競賽中都要用到，以一實(shí)例介紹了宏程序及其在數(shù)控車削加工編程中的應(yīng)用。

       關(guān)鍵詞: 宏程序; 數(shù)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(jìn)行數(shù)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(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，所應(yīng)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(yīng)用相對比較廣泛，常用于 FANUC － 0 － i 系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)中。

       1． 2 宏程序的作用

       應(yīng)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(shí)候，可以用宏程序編寫，這樣只需要改動幾個數(shù)據(jù)就可以了，沒有必要進(jìn)行大量重復(fù)編程。

       1． 3 宏程序的最大特點(diǎn)

       宏程序的最大特點(diǎn)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(yùn)算指令與表達(dá)式

       包括定義、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算指令等，如: =( 賦值) 、+ ( 加) 、OＲ( 或) 、SIN［］( 正弦函數(shù)) ; 表達(dá)式是由運(yùn)算指令連接起來的函數(shù)及變量等，如: SIN［］( 正弦函數(shù)) 、#3*#4 + #1( 3 號變量與 4 號變量之積加上 1 號變量) 。

       1． 5 轉(zhuǎn)移與循環(huán)語句

       1) 無條件轉(zhuǎn)移: 格式: GOTO n
       2) 條件轉(zhuǎn)移: 格式: IF［〈條件式〉］GOTO n ，其中 n 為跳轉(zhuǎn)目標(biāo)的程序段順序號。條件運(yùn) 算 符 有 LE ( ≤) 、GE ( ≥) 、EQ ( = ) NE ( ≠) GT( ＞ ) 、LT( ＜ ) 。
       3) 循環(huán): 由循環(huán)判斷語句、循環(huán)體和結(jié)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(shí)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(shí)現(xiàn)這兩處非圓曲線的加工，除非能借助電腦計(jì)算出非圓曲線上的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，但是此工作量非常大，不利于實(shí)際生產(chǎn)中的
應(yīng)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(jīng)推導(dǎo)可得: X = 102× ( 1 － Z2槡/152) ;橢圓上 A 點(diǎn)在橢圓坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為( #3，#4) ，把 A 點(diǎn)坐標(biāo)( #3，#4) 轉(zhuǎn)換為在編程坐標(biāo)系 XOY 中的坐標(biāo)，可表達(dá)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(diǎn)在拋物線坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為( #5，#6) ，由于該坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系是同一坐標(biāo)系，所以 B 點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的坐標(biāo)也是( #5，#6) ，經(jīng)過分析，解決了非圓曲線上的點(diǎn)轉(zhuǎn)換成編程坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，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(tài)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(tài)值表達(dá) X 方向上的值)G01X［2* #5］Z#6; ( B 點(diǎn)的編程坐標(biāo))#6 = #6 － 0． 5;
       ( Z 方向動態(tài)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(jìn)行賦值)#3 = 13． 5; 
       ( 橢圓中 Z 方向動態(tài)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(tài)值來表達(dá) X 方向上的值)G01X［50 － 2* #4］Z［#3 － 13． 5］;
       ( A 點(diǎn)的編程坐標(biāo))#3 = #3 － 0． 5; 
       ( Z 方向動態(tài)值每次遞減 0． 5 mm)END1;
       G01Z － 63;
       X50;
       N2Z － 70;
       G70P1Q2;
       G00X100Z100;
       M30;

       3 、結(jié)語

       綜上所述，用變量賦值的外圓切削循環(huán)編寫宏指令時(shí)，可以在程序中給變量賦值、進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、條件轉(zhuǎn)移等，編寫時(shí)更直觀、簡便，精簡了程序內(nèi)容，大大提高了編程效率。宏程序不僅能實(shí)現(xiàn)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(shí)際中只要能靈活運(yùn)用宏程序，還可以進(jìn)行車削端面、車削螺紋、切槽等編程.

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