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1、数控车床宏程序应用技巧摘 要由几个工件轮廓的宏程序编程的实例，归纳出在数控加工中利用手工编程应用宏程序来解决一些复杂的零件，从而体现出在加工中利用宏程序的一些应用技巧。反映出程序编程是手工编制非常规零件程序时必不可少的编程方法。关键词：宏程序 应用技巧 数控加工绪 论在当今数控行业发展的趋势上看，数控编程越来越要适应新的、复杂的零件设计与生产，因而FANUC 系统所提供的一种先进的编程方法就是宏程序。尽管CADCAM编程系统已近很普通且呈增长趋势，但是由于种种的原因，他们也不能代替宏程序进行设计和加工，在当前的数控系统中，通常只有直线插补和圆弧插补功能，手工常规编程往往不能编制出非圆曲线的加工
2、程序，但是利用数控系统中的宏程序编程可以实现非圆曲线的加工。用户宏程序编程也称为参数编程，它可以使用变量，变量可以赋值，变量间还能进行运算（算式运算、逻辑运算和函数的混合运算等），此外宏程序还提供了各种控制语句（循环语句、分支语句等）。适合编制各种复杂零件的加工程序。11宏程序简介所谓宏程序就是编程时只要建立加工零件轮廓的基点和节点的数学模型，按加工的先后顺序，由数控系统计算出各个加工节点的坐标数据，进而控制加工，这就是数控系统提供的宏程序。宏程序的编程就像高级语言一样，可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数混合运算进行编程。在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法，能够编制出
3、各种复杂的零件加工程序。熟练应用宏程序指令进行编程，可大大精简程序量，还可以增强机床的加工适应能力。宏程序编程虽然属于手工编程的范畴，但它不是直接算出轮廓各个节点的具体坐标数据，而是给出数学公式和算法，由CNC来即时计算节点坐标，因此对于对于简单直观的零件轮廓不具有优势。若零件结构不规则或者不能用常规插补指令可以完成编程的，则可采用编制宏程序的方法，将计算复杂数据的任务交由数控系统来完成。12宏程序编程概述（一）变量：在宏指令中，通常使用变量来代替数值，FANUC数控系统中使用#表示变量。例如：#1、#10等。其中“1”、“10”称为变量号。变量根据变量号可以分为四种类型：（1）空变量：该变量
4、总是空，任何值都不能赋给该变量。（2）局部变量：当前宏程序中使用的存储变量，可随意定义，断电后数据初始化。（3）公共变量：在不同的宏程序中的意义相同，各宏程序公用。断电后变量#100到#199初始化，变量#500到#999存储的数据保存。（4）系统变量：系统变量用于读CNC运行时的各种数据，例如，刀具当前位置和补偿等。#1000以上的变量均为系统变量。（二）变量的运算：编程中，变量的运算主要包括算术运算（如：加减乘除、平方、开方、三角运算等）和逻辑运算（如：或、异或、与等）。运算符有固定的优先级别，可以通过嵌套括号的方式改变原有的优先级。（三）控制语句：控制语句可以控制加工程序的运动轨迹。通过
5、判断条件，决定程序的运行顺序。常用的功能语句有无条件转移（GOTO）语句、条件转移（IF）语句和循环功能（WHILE）语句，其格式如下：1.无条件转移程序段的格式GOTO n；n指行号例如：GOTO 1；转至第1行2.条件转移程序段格式IF表达式GOTO n；如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段，否则执行下一个程序段。例如：IF#10 LT 25GOTO 190；如果变量#10小于25，则转至程序段号为190的程序段，否则执行下一个程序段。3.循环功能程序段格式WHILE表达式DO m；（m=1，2，3）END m；当指定的表达式满足时，执行DO到END之间的程序，否则转到E
6、ND后的程序段。宏程序编程方法1首先要将变量初始化，即给变量赋初值。（2）编制加工程序时，若程序比较复杂，所用的变量较多的话，可以另设子程序，使得主程序简练易读。（3）修改变量的值。（4）判断是否加工完，如果不是，返回执行加工程序。如果是，程序结束。综上所述大致了解有关宏程序和宏程序的编程方法后，如下图说所示的几个零件轮廓，用宏程序编程进行加工，从而更加深刻直观的了解数控车床中宏程序在的一些应用与技巧。宏程序在实际中的应用（一）椭圆的编程方法1. 图1所示零件轮廓，椭圆原点与工件原点重合。图一通过计算椭圆方程为:X2/252+Z2/402=1编程如下：N10 G0 X0；N30#1=40；N5
7、0#2=2*25*SQRT1-#1*#1/1600；N70 IF#1 GT 0GOTO40；N80 G1 Z-202.图2所示零件轮廓，如椭圆原点与工件原点不重合，工件原点在右端中心。图二根据工件坐标原点直接得到椭圆方程：X2/252+(Z+40)2/402=1编程如下N10 G0 X0；N30#1=0； N50#2=#1+40；N60#3=2*25*SQRT1-#2*#2/1600；N70 G1 X#3 Z#1 F；N80 IF#1 GT -40GOTO40；N90 G1 Z-60椭圆的推广方程为：(x+m)2/a2+(z+n)2/b2=1其中，m为工件原点相对于椭圆原点的X坐标N为工件原点
8、相对于椭圆原点的Z坐标必须注意的是，上面的椭圆推广方程只适用于X、Z坐标轴平移的情况下，若坐标轴发生旋转那就不一样了。（二）抛物线的编程方法1. 图3所示零件轮廓，抛物线原点与工件原点重合。图三通过计算得到此图抛物线方程为：z+16=-(x-12)2/16编程如下N10 G0 X24 Z2；N30#1=-16； ；N50#2=SQRT-16*#1+16+12；M60#3=2*#2；N80 IF#1 GT -32GOTO40；N90 G1 Z-42（三）双曲线的编程方法图4所示零件轮廓:图四通过计算得到此图双曲线的方程为x2/102-z2/152=1编程如下：N10 G0 X50 Z2；N30#
9、1=-16；N50#2=#1+50N60#3=2*10*SQRT1+#2*#2/225；N80 IF#1 GT-84GOTO40；N90 G1 Z-100N100 X60注意：加工过程中，为了检测该程序是否正确，一般把机床锁住让机床空运行一下，打开模拟图形看该程序的走刀路线是否正确。如果无误就可以直接加工了。15宏程序技巧分析分析:通过以上几个案例在用宏程序加工非圆曲线类型零件时，一般思路是先把工件原点偏置到该类型零件的对称中心上，然后采用直线逼近(也叫拟合法)，即在Z向或X向分段，以一个合适的步距，并把Z或X作为自变量，X作为Z或Z作为X的函数来进行处理。为了适应不同类型的非圆曲线(即不同的
10、长短轴的椭圆，不同实、虚轴的双曲线，不同对称轴和不同焦点的抛物线)，不同起点和不同的步距，我们可以编制一个只用变量不要具体数据的通用的宏程序，然后再讲主程序中调出该宏程序的用户指令段内为上述变量赋值。这样，不同的非圆曲线，不同的起始点和不同的步距，不必修改程序，而只需要修改主程序中用户指令段内的赋值数据即可。结论：在数控加工中宏程序编程是手工编制非常规零件程序时必不可少的编程方法，宏程序不仅可以提高编程速度、降低编程差错率、同时也是解决一些复杂轮廓加工的一种好方法，使得抛物线、椭球等非曲线加工变得比较容易。而且用宏程序加工的零件，我们可以通过控制自变量的步距值，从而来控制零件的加工精度，从而扩大了机床的加工范围。需要注意的是，利用宏程序编程时，变量的选取非常重要，宏程序加工起点的位置与变量的方向和数值精密相关。 参考文献：1.数控车床编程与应用 耿国卿化学工业出版社2.数控原理与数控机床 张柱银 熊显文 化学工业出版社
