浅谈宏程序在数控车削加工编程中的应用
2018-8-29 来源： 上饶职业技术学院 作者：俞 超，罗根云
摘 要: 在数控编程中使用变量来进行编程的都属于宏程序。宏程序适合椭圆、抛物线、双曲线等非圆曲线编程，一般在数控车工、铣工的高级工考证及各种数控技能竞赛中都要用到，以一实例介绍了宏程序及其在数控车削加工编程中的应用。
关键词: 宏程序; 数控编程; 变量; 椭圆
1 、宏程序介绍
1． 1 宏程序的概念与分类
用变量的方式进行数控编程的方法就叫做宏程序编程。宏程序有两种类型即 A 类和 B 类，不同数控系统的机床，所应用的宏不一样，A 类宏是以 G65 Hxx P#xx Q#xx Ｒ#xx 的格式输入的，B 类宏则是以直接的公式和语言输入的，和 C 语言很相似，应用相对比较广泛，常用于 FANUC － 0 － i 系统、华中数控系统中。
1． 2 宏程序的作用
应用宏程序编程可以编写一些非圆曲线，如宏程序编写椭圆、双曲线、抛物线等。另外，在编写一些大批相似零件的时候，可以用宏程序编写，这样只需要改动几个数据就可以了，没有必要进行大量重复编程。
1． 3 宏程序的最大特点
宏程序的最大特点就是使用变量。变量是表示取值可以变化的量，由“#I”表示，其中 I = 1、2、3……等，如#1、#2 分别表示 1 号变量、2 号变量。
1． 4 运算指令与表达式
包括定义、算术运算、逻辑运算和函数运算指令等，如: =( 赋值) 、+ ( 加) 、OＲ( 或) 、SIN［］( 正弦函数) ; 表达式是由运算指令连接起来的函数及变量等，如: SIN［］( 正弦函数) 、#3*#4 + #1( 3 号变量与 4 号变量之积加上 1 号变量) 。
1． 5 转移与循环语句
1) 无条件转移: 格式: GOTO n
2) 条件转移: 格式: IF［〈条件式〉］GOTO n ，其中 n 为跳转目标的程序段顺序号。条件运 算 符 有 LE ( ≤) 、GE ( ≥) 、EQ ( = ) NE ( ≠) GT( ＞ ) 、LT( ＜ ) 。
3) 循环: 由循环判断语句、循环体和结束语等组成，一般是由 WHILE［〈条件式〉］DO m 与 ENDm 来表示，其中 m 只能等于 1 或 2 或 3。
2 、宏程序编程实例
图 1 所示零件图。
2． 1 程序编制思路分析
图 1 零件图中有抛物线、有椭圆弧，如果不利于宏程序，将无法实现这两处非圆曲线的加工，除非能借助电脑计算出非圆曲线上的节点坐标，但是此工作量非常大，不利于实际生产中的
应用，唯有利于宏程序变量来编程才能解决此问题。
图1 中椭圆方程是 Z2/152+ X2/102= 1，其中: 15 为长半轴; 10 为短半轴，以 Z为变量，可求得 X 值。经推导可得: X = 102× ( 1 － Z2槡/152) ;椭圆上 A 点在椭圆坐标系中的坐标为( #3，#4) ，把 A 点坐标( #3，#4) 转换为在编程坐标系 XOY 中的坐标，可表达为 A( 50 － 2× #4，#3 － 13． 5) ，抛物线的方程是 Z2= － 10 × X，同理以 Z 为变量，可求得 X = Z2/ ( － 10槡) ; 抛物线上 B 点在抛物线坐标系中的坐标为( #5，#6) ，由于该坐标系与编程坐标系是同一坐标系，所以 B 点在编程坐标系中的坐标也是( #5，#6) ，经过分析，解决了非圆曲线上的点转换成编程坐标系中的坐标，所以对如图 1 所示的椭圆、抛物线部分编程就简单了。
2. 2 程序编制
O0045T0101;
G00X100Z100;
MO3S800;
G00X55Z2;
G71U2Ｒ1;
G71P1Q2U0． 5Z0． 2F200;
N1G01X0Z0F100;
#6 = 0;
( 抛物线中 Z 方向动态起始值)WHILE［#6GE［－ 20］］DO1;
( 判断 Z 是否大于等于 － 20)#5 = SQＲT［［#6* #6］/［－ 10］］; ( Z 方向动态值表达 X 方向上的值)G01X［2* #5］Z#6; ( B 点的编程坐标)#6 = #6 － 0． 5;
( Z 方向动态值每次递减 0． 5 mm)END1;
G01X40Z － 25;#1 = 15; ( 椭圆的长半轴赋值)#2 = 10; ( 椭圆的短半轴进行赋值)#3 = 13． 5;
( 椭圆中 Z 方向动态起始值)WHILE［#3GE［ － 13． 5］］DO1;
( 判断 Z 是否大于等于－ 13． 5)#4 =［#2 / #1］* SQＲT［#1* #1 － #3* #3］;
( 用 Z 方向动态值来表达 X 方向上的值)G01X［50 － 2* #4］Z［#3 － 13． 5］;
( A 点的编程坐标)#3 = #3 － 0． 5;
( Z 方向动态值每次递减 0． 5 mm)END1;
G01Z － 63;
X50;
N2Z － 70;
G70P1Q2;
G00X100Z100;
M30;
3 、结语
综上所述，用变量赋值的外圆切削循环编写宏指令时，可以在程序中给变量赋值、进行数学运算、条件转移等，编写时更直观、简便，精简了程序内容，大大提高了编程效率。宏程序不仅能实现加工椭圆弧、抛物线，还能加工一些其他的非圆曲线，在手工编程实际中只要能灵活运用宏程序，还可以进行车削端面、车削螺纹、切槽等编程.
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