变量编程在数控铣加工中的实用技巧

摘 要 在数控生产过程中，数控程序编制是一个重要环节，直接关系到产品的加工质量和加工效率。合理使用变量，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量。本文介绍了一套从实际生产中开发和总结出的数控铣加工中变量编程实用技巧，实践证明效果良好，能为数控技术编程人员提供良好的参考和借鉴。

关键词 变量 数控铣加工 生产效率

作者简介：康晋辉（1978-），女，河南驻马店人，讲师，从事机械制造及自动化研究工作，E-mail：kjh78@163.com。

0 引言

数控程序编制是数控加工技术中的关键技术，也是数控加工工业的具体实施。在编程中运用一些技巧，不仅能提高程序的准确程度和优化程度，提高编程效率，也能更好地满足零件的加工要求，发挥数控生产高效优质的特点，丰富数控加工技术的要求。

变量编程功能是数控铣床所具有的重要功能之一。合理地运用变量编程，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量，并有助于开发和提高数控机床性能。

1 变量编程的原理

变量编程实质上是将计算机汇编语言中的变量编程方法设计应用到数控加工中，是计算机高级语言转化为数控程序形式的表达。

变量程序与普通程序的区别在于：在变量程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转；而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此，功能是固定的，不能变化。

变量程序的最大特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，使程序极具有易读性和易修改性，其最大的优点是由数控系统本身来替代人脑计算那些成千上万个点的坐标，关键是要找出图形或曲线的轮廓规律，列出各应变量与自变量的关系式，即建立数学模型。

2 变量的使用技巧

2.1 利用变量参数自定义循环

在编程时，对于成级数、呈规律分布的加工内容，可以采用子程序，也可以利用变量的条件转移功能。自定义程序某些部分的循环，其作用相当于编制子程序，对于比较复杂的情况，也可以利用变量将条件转移语句嵌套，实现相当于子程序嵌套的功能，对于一些有规律的点阵分布图形的加工尤为方便。

借助变量代替子程序编程，省却了子程序的调用和查看的麻烦，使程序简洁明了，提高了可读性和可编辑性，便于检查和修改。

例1：如图1所示，在厚4 mm的平板上加工19个Φ17的孔。这些孔已经用钻头加工出Φ10的底孔，这里以最后将孔加工到尺寸的工序为例（选用Φ10的立铣刀），说明这种情况的变量使用方法。

图1 工件加工示意图

工件坐标系说明：XY平面的零点为工件中心，Z向为工件上表面。

相关程序如下（本文以fAnuc系统为例）

#1=-50（#1为控制X向循环操作参数）

N10 #2=40（#2为控制Y向循环操作参数）

N20 G52X#1Y#2（设置局部坐标系，将中心转移到圆心处，便于编程）

G0X0Y0（从圆心处下刀，铣削圆）

……（铣削圆的具体步骤略）

#1=#1+50

If [#1lT60] G0T0 20（从N20语句到此处为控制X向的循环）

#2=#2-40

IF [#1 GT-50] G0T0 10（从N10语句到此处为控制X向的循环，它将前一个循环嵌套进去）

方法小结：在编程时，利用变量，可以准确控制加工位置的变动，方便地实现一些重复性的加工步骤，例如分层铣削法加工凹槽、加工成规律分布的几何形状、散热槽等等（见图2）。

图2 工件加工示意图

推广开来，这种编程方法尤其适合用于一些尺寸较小、形状复杂、尺寸精度和光洁度要求较高的小型零件。由于对它们进行单个加工不利于装夹，且加工效率不高，在实际加工时利用变量定义循环进行阵列加工，可以实现最优化的加工方案，充分发挥数控加工的优越性，使生产效率提高，并能保证尺寸精度。

2.2 利用变量开放数控机床的加工潜能

在机械制造业中，有很多形状复杂的零件，比如斜面、叶片模具、球面等的加工，利用变量可以实现多轴联动的效果。

例2：见加工图3，程序段如下，用球头铣刀加工球面（编程零点为工件中心，Z为工件表面）。

图3 工件加工示意图

……

#1=5（为Z方向初始赋值）

while[#1GE0]do1

#2=sqrt[25*25-400-#1*#1]（x方向的值）

G1z[-#1]f200

G01x[#2]y0

G2I[-#2]f100

#1=#1-0.1

end1

……

编程时巧妙利用变量，可在有限的条件下，开发机床的潜力，实现常规方法难以达到的加工效果和加工精度。

3 总结

变量编程是数控机床加工编程的一个重要补充，虽然仍属于手工编程的范畴，但它把人脑从繁琐的数据计算中摆脱出来，转而用机器代替，这样就使我们的编程过程变得轻松。

另外，由于程序采用类似高级语言的赋值语句、循环语句、条件语句和调用子程序语句编程，使得程序的篇幅大大缩减，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，程序编写灵活，参数修改方便，过程容易控制，从而在很大程度上提高了手工编程的能力，扩展了数控系统的功能。

如果在从事加工或编程的过程中能合理地利用这些技术，并从中学习变量编程的原理与方法，做到举一反三，触类旁通，就一定能达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 聂蕾.数控实用技术与实训[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 朱明松，王翔.数控铣床编程与操作项目教程[M].北京：机械工业出版社，2008.endprint

摘 要 在数控生产过程中，数控程序编制是一个重要环节，直接关系到产品的加工质量和加工效率。合理使用变量，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量。本文介绍了一套从实际生产中开发和总结出的数控铣加工中变量编程实用技巧，实践证明效果良好，能为数控技术编程人员提供良好的参考和借鉴。

关键词 变量 数控铣加工 生产效率

作者简介：康晋辉（1978-），女，河南驻马店人，讲师，从事机械制造及自动化研究工作，E-mail：kjh78@163.com。

0 引言

数控程序编制是数控加工技术中的关键技术，也是数控加工工业的具体实施。在编程中运用一些技巧，不仅能提高程序的准确程度和优化程度，提高编程效率，也能更好地满足零件的加工要求，发挥数控生产高效优质的特点，丰富数控加工技术的要求。

变量编程功能是数控铣床所具有的重要功能之一。合理地运用变量编程，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量，并有助于开发和提高数控机床性能。

1 变量编程的原理

变量编程实质上是将计算机汇编语言中的变量编程方法设计应用到数控加工中，是计算机高级语言转化为数控程序形式的表达。

变量程序与普通程序的区别在于：在变量程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转；而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此，功能是固定的，不能变化。

变量程序的最大特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，使程序极具有易读性和易修改性，其最大的优点是由数控系统本身来替代人脑计算那些成千上万个点的坐标，关键是要找出图形或曲线的轮廓规律，列出各应变量与自变量的关系式，即建立数学模型。

2 变量的使用技巧

2.1 利用变量参数自定义循环

在编程时，对于成级数、呈规律分布的加工内容，可以采用子程序，也可以利用变量的条件转移功能。自定义程序某些部分的循环，其作用相当于编制子程序，对于比较复杂的情况，也可以利用变量将条件转移语句嵌套，实现相当于子程序嵌套的功能，对于一些有规律的点阵分布图形的加工尤为方便。

借助变量代替子程序编程，省却了子程序的调用和查看的麻烦，使程序简洁明了，提高了可读性和可编辑性，便于检查和修改。

例1：如图1所示，在厚4 mm的平板上加工19个Φ17的孔。这些孔已经用钻头加工出Φ10的底孔，这里以最后将孔加工到尺寸的工序为例（选用Φ10的立铣刀），说明这种情况的变量使用方法。

图1 工件加工示意图

工件坐标系说明：XY平面的零点为工件中心，Z向为工件上表面。

相关程序如下（本文以fAnuc系统为例）

#1=-50（#1为控制X向循环操作参数）

N10 #2=40（#2为控制Y向循环操作参数）

N20 G52X#1Y#2（设置局部坐标系，将中心转移到圆心处，便于编程）

G0X0Y0（从圆心处下刀，铣削圆）

……（铣削圆的具体步骤略）

#1=#1+50

If [#1lT60] G0T0 20（从N20语句到此处为控制X向的循环）

#2=#2-40

IF [#1 GT-50] G0T0 10（从N10语句到此处为控制X向的循环，它将前一个循环嵌套进去）

方法小结：在编程时，利用变量，可以准确控制加工位置的变动，方便地实现一些重复性的加工步骤，例如分层铣削法加工凹槽、加工成规律分布的几何形状、散热槽等等（见图2）。

图2 工件加工示意图

推广开来，这种编程方法尤其适合用于一些尺寸较小、形状复杂、尺寸精度和光洁度要求较高的小型零件。由于对它们进行单个加工不利于装夹，且加工效率不高，在实际加工时利用变量定义循环进行阵列加工，可以实现最优化的加工方案，充分发挥数控加工的优越性，使生产效率提高，并能保证尺寸精度。

2.2 利用变量开放数控机床的加工潜能

在机械制造业中，有很多形状复杂的零件，比如斜面、叶片模具、球面等的加工，利用变量可以实现多轴联动的效果。

例2：见加工图3，程序段如下，用球头铣刀加工球面（编程零点为工件中心，Z为工件表面）。

图3 工件加工示意图

……

#1=5（为Z方向初始赋值）

while[#1GE0]do1

#2=sqrt[25*25-400-#1*#1]（x方向的值）

G1z[-#1]f200

G01x[#2]y0

G2I[-#2]f100

#1=#1-0.1

end1

……

编程时巧妙利用变量，可在有限的条件下，开发机床的潜力，实现常规方法难以达到的加工效果和加工精度。

3 总结

变量编程是数控机床加工编程的一个重要补充，虽然仍属于手工编程的范畴，但它把人脑从繁琐的数据计算中摆脱出来，转而用机器代替，这样就使我们的编程过程变得轻松。

另外，由于程序采用类似高级语言的赋值语句、循环语句、条件语句和调用子程序语句编程，使得程序的篇幅大大缩减，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，程序编写灵活，参数修改方便，过程容易控制，从而在很大程度上提高了手工编程的能力，扩展了数控系统的功能。

如果在从事加工或编程的过程中能合理地利用这些技术，并从中学习变量编程的原理与方法，做到举一反三，触类旁通，就一定能达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 聂蕾.数控实用技术与实训[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 朱明松，王翔.数控铣床编程与操作项目教程[M].北京：机械工业出版社，2008.endprint

摘 要 在数控生产过程中，数控程序编制是一个重要环节，直接关系到产品的加工质量和加工效率。合理使用变量，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量。本文介绍了一套从实际生产中开发和总结出的数控铣加工中变量编程实用技巧，实践证明效果良好，能为数控技术编程人员提供良好的参考和借鉴。

关键词 变量 数控铣加工 生产效率

作者简介：康晋辉（1978-），女，河南驻马店人，讲师，从事机械制造及自动化研究工作，E-mail：kjh78@163.com。

0 引言

数控程序编制是数控加工技术中的关键技术，也是数控加工工业的具体实施。在编程中运用一些技巧，不仅能提高程序的准确程度和优化程度，提高编程效率，也能更好地满足零件的加工要求，发挥数控生产高效优质的特点，丰富数控加工技术的要求。

变量编程功能是数控铣床所具有的重要功能之一。合理地运用变量编程，不仅能提高编程效率和程序的准确度，还能提高实际生产的效率和质量，并有助于开发和提高数控机床性能。

1 变量编程的原理

变量编程实质上是将计算机汇编语言中的变量编程方法设计应用到数控加工中，是计算机高级语言转化为数控程序形式的表达。

变量程序与普通程序的区别在于：在变量程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转；而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此，功能是固定的，不能变化。

变量程序的最大特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，使程序极具有易读性和易修改性，其最大的优点是由数控系统本身来替代人脑计算那些成千上万个点的坐标，关键是要找出图形或曲线的轮廓规律，列出各应变量与自变量的关系式，即建立数学模型。

2 变量的使用技巧

2.1 利用变量参数自定义循环

在编程时，对于成级数、呈规律分布的加工内容，可以采用子程序，也可以利用变量的条件转移功能。自定义程序某些部分的循环，其作用相当于编制子程序，对于比较复杂的情况，也可以利用变量将条件转移语句嵌套，实现相当于子程序嵌套的功能，对于一些有规律的点阵分布图形的加工尤为方便。

借助变量代替子程序编程，省却了子程序的调用和查看的麻烦，使程序简洁明了，提高了可读性和可编辑性，便于检查和修改。

例1：如图1所示，在厚4 mm的平板上加工19个Φ17的孔。这些孔已经用钻头加工出Φ10的底孔，这里以最后将孔加工到尺寸的工序为例（选用Φ10的立铣刀），说明这种情况的变量使用方法。

图1 工件加工示意图

工件坐标系说明：XY平面的零点为工件中心，Z向为工件上表面。

相关程序如下（本文以fAnuc系统为例）

#1=-50（#1为控制X向循环操作参数）

N10 #2=40（#2为控制Y向循环操作参数）

N20 G52X#1Y#2（设置局部坐标系，将中心转移到圆心处，便于编程）

G0X0Y0（从圆心处下刀，铣削圆）

……（铣削圆的具体步骤略）

#1=#1+50

If [#1lT60] G0T0 20（从N20语句到此处为控制X向的循环）

#2=#2-40

IF [#1 GT-50] G0T0 10（从N10语句到此处为控制X向的循环，它将前一个循环嵌套进去）

方法小结：在编程时，利用变量，可以准确控制加工位置的变动，方便地实现一些重复性的加工步骤，例如分层铣削法加工凹槽、加工成规律分布的几何形状、散热槽等等（见图2）。

图2 工件加工示意图

推广开来，这种编程方法尤其适合用于一些尺寸较小、形状复杂、尺寸精度和光洁度要求较高的小型零件。由于对它们进行单个加工不利于装夹，且加工效率不高，在实际加工时利用变量定义循环进行阵列加工，可以实现最优化的加工方案，充分发挥数控加工的优越性，使生产效率提高，并能保证尺寸精度。

2.2 利用变量开放数控机床的加工潜能

在机械制造业中，有很多形状复杂的零件，比如斜面、叶片模具、球面等的加工，利用变量可以实现多轴联动的效果。

例2：见加工图3，程序段如下，用球头铣刀加工球面（编程零点为工件中心，Z为工件表面）。

图3 工件加工示意图

……

#1=5（为Z方向初始赋值）

while[#1GE0]do1

#2=sqrt[25*25-400-#1*#1]（x方向的值）

G1z[-#1]f200

G01x[#2]y0

G2I[-#2]f100

#1=#1-0.1

end1

……

编程时巧妙利用变量，可在有限的条件下，开发机床的潜力，实现常规方法难以达到的加工效果和加工精度。

3 总结

变量编程是数控机床加工编程的一个重要补充，虽然仍属于手工编程的范畴，但它把人脑从繁琐的数据计算中摆脱出来，转而用机器代替，这样就使我们的编程过程变得轻松。

另外，由于程序采用类似高级语言的赋值语句、循环语句、条件语句和调用子程序语句编程，使得程序的篇幅大大缩减，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，程序编写灵活，参数修改方便，过程容易控制，从而在很大程度上提高了手工编程的能力，扩展了数控系统的功能。

如果在从事加工或编程的过程中能合理地利用这些技术，并从中学习变量编程的原理与方法，做到举一反三，触类旁通，就一定能达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 聂蕾.数控实用技术与实训[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 朱明松，王翔.数控铣床编程与操作项目教程[M].北京：机械工业出版社，2008.endprint