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基于宏程序的数控车削加工应用

2018-1-16 来源：开封技师学院作者：张桦，吴长有访问量：

摘要：以椭圆曲线轮廓的零件为例，从宏程序的表达、椭圆曲线方程与坐标变换两个面进行了分析，以华中 HNC-21T系统为基础，编写宏程序，阐述了宏程序在数控车削加工中的具体应用。

关键词：宏程序；数控车编程；曲线方程；坐标变换

随着数控技术在制造业中的应用，越来越多的产品采用了非圆曲线的设计，但目前数控系统的编程指令对于非圆曲线不能直接编程，只有直线插补和圆弧插补功能。

若采用 CAD/CAM 自动编程软件生成数控程序，则程序段通常比较多，甚至几千行，操作起来比较费时，并且检查、修改都比较困难。因此非圆曲线轮廓零件的切削加工在生产中通常采用宏程序来编程。本文就以椭圆曲线轮廓零件为例谈谈宏程序在数控车削加工中应用。

1、零件分析

图 1 所示零件，此零件左端面是一个椭圆曲线回转面，中间为阶梯圆柱轴面，右端为一螺纹面。对于中间和右端的回转面，是由直线、斜线、圆弧等要素所组成，可以采用数控系统的 G71、G72、G73、G82 等循环指令进行编程加工。

而左端的椭圆面则无法使用数控系统的指令直接编程，且图纸中并未给出椭圆的方程、椭圆的中心与加工时编程坐标系中心不重合，这些都给零件的编程加工带来一定的难度[1]。因此，加工该零件需要解决三个问题：宏程序指令的表达、椭圆方程及转换、椭圆中心与编程坐标原点的转换。

2 、宏程序及指令表达

2.1 宏程序的表达与赋值

在使用宏程序编程过程中，通常是以变量作为数据进行编程的。宏程序的变量表达为：# 数字，例如：#1. 还可以使用变量进行逻辑运算、算术运算和函数的混合运算表达，例如：#4=[#2+#3]*#1. 需要注意的是，表达式中是不能出现小括号，只能使用中括号[3]。对自变量可以直接赋值，其格式为：变量号后用“=”直接赋值，例如：#2=6，表示将

6 赋值给 2 号变量。

这也可以用表达式赋值，例如：#4=[#2+#3]*#1，表示将 #2 的值与 #3 的值相加后得到的和，再乘以 #1 的值得到的积赋值给 #4. 宏程序就是利用系统对变量可以重新赋值的特性，计算出整个非圆曲线上若干个点的坐标值，从而用若干段圆弧线或直线段来逼近理想的轮廓曲线。

因此，在数控程序运行中，编程者只需给出轮廓曲线的数学表达式和算法即可，而非圆曲线的拟合线节点坐标则是由数控系统自动来完成的。

2.2 宏程序的控制指令

非圆曲线轮廓零件加工常采用控制指令有：WHILE 语句、条件转移 IF 语句和跳转语句 GOTO.

（1）WHILE 指令程序格式为：

WHILE

条件表达式；

……；

ENDW；

当条件式成立时，将重复执行 WHILE 到 ENDW之间的程序段，直到条件不满足为止。

当条件不成立，则执行 ENDW 后面的程序段。