浅谈宏程序在非圆曲线轮廓加工中的应用

王向丽，朱慧妍

（平顶山市工业学校，467000）

0 前言

在普通教育有高考，职业教育有技能大赛的氛围下,技能竞赛得到空前的重视，而数控车竞赛中加工的难点正是一些特殊曲线（如椭圆，抛物线，双曲线以及变坐标曲线）的加工。

数控车床加工属于点位直线控制数控机床。对于简单的零件，手工编程工作量小，加工程序段少，快捷、简便。

1 宏编程的概述及特点

宏程序是含有变量的程序，宏编程也称是变量编程。它是由宏程序主体和宏指令组成。在程序中可对变量赋值、运算，并可通过各种语句实现程序的跳转，具有很大的灵活性。常用于抛物线、椭圆、双曲线等各种数控系统没有插补指令的二次曲线的编程。

变量编程的最大特点是在用户宏程序主体中,可以使用变量并对变量可以运算、赋值，还可调用各种语句。用户只要能利用系统提供的各种运算符以及语句，把零件形状表达出来，就可以利用变量编程来实现曲面的加工。用户宏功能把实际值设定为变量，通过改变变量就可以解决类似的问题，这是户宏功能通用性特点,而且灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能。

2 常用的宏变量

(1）变量的表示: 变量常用“#”号和变量序号来表示。#n（n=1,2，3,…）例如 :#5。

(2）变量的引用

将地址后的数值用变量来代替即可。例如：F［#101］，若#101=50，则为 F50

(3）变量的类型变量通常分为空变量、局部变量、全局变量和系统变量。

3 运算符及函数

宏编程时用到的系统中的运算符有：

1、算术运算符 : +、-、*、/。

2、条件运算符 : EQ（=）、NE（≠）、GT（＞）、GE（≥）、LT（＜）、LE（≤）。

3、逻辑运算符 : AND（与）、OR（或）、NOT（非）。

4、函数 SIN（正弦） 、COS（余弦）、TAN（正切） 、ATAN（反正切 (-90°～ 90°）、 ABS（绝对值） 、FUP（上取整）、FIX( 下取整 )、ATAN（反正切 -180°～ 180°）、SQRT（平方根）、 EXP（指数）。

4 语句表达式

（1）赋值语句格式：宏变量=常数或表达式

（2）无条件转移格式: GOTON N为要转移的程序段

（3）有条件转移格式：IF[条件表达式]GOTON

如果条件成立时，转移到标有顺序号n的程序段；如果条件不成立，执行下一个程序段.

5 常见非圆曲线的变量编程

以下以FANUC 0i系统并通过实例介绍一下B类宏程序在非圆曲线加工中的应用。

例.加工零件如图1所示，已知毛坏直径为ø25，材料为钢的棒料。

图1

1)、确定自变量及其起点和终点的坐标值。

公式中的X和Z都能作为自变量，但通常选变化范围大的那个，有时也考虑表达上的方便。此处选Z为自变量。椭圆起点P和终点Q相对于公式曲线自身的原点的坐标是8、-8，故P点Z1=8,Q点Z2＝-8。

2)、公式曲线的变换。

3)、宏编程模板

（1）利用WHILE[条件]DO n 语句设计宏编程模板

#2＝Z1

WHILE[#2GEZ2]DO n

#1=F[#2]

#3=±#1+ΔX （#3为工件坐标系下的X值，ΔX为公式曲线原点相对于工件坐标系原点的X向偏置量）

#4=#2+ΔZ（#4为工件坐标系下的Z值，ΔZ为公式曲线原点相对于工件坐标系原点的Z向偏置量）

G01 X[2*#3]Z[ #4](X取直径值)

#2=#2-ΔW（ΔW是自变量变化步长）

END n

（#3=±#1+ΔX中的正负号的确定：对于前置刀架来说，工件坐标系的X向下为正，当编程的轮廓在曲线自身坐标系中处于X负方向时，#1取负号，反之#1取正号。此处取负号。）

（2)用IF[条件]GOTO n语句设计宏编程模板

N10 #1＝#1=F[#2]

#3=±#1+ΔX

#4=#2+ΔZ

G01 X[2*#3]Z[#4]

#2=#2-ΔW

IF[#2GEZ2]GOTO 10

4)、利用以上模板，结合G71粗加工循环指令采用宏程序编程如下：

国家统计局于2018年2月28日发布了2017年国民经济和社会发展统计公报。根据公报的统计数据，2017年年末，我国60周岁及以上人口数为24090万人，占总人口比重为17.3%；值得关注的是，继2014年末65周岁以上人口数突破10%之后，2017年末65周岁及以上人口数增加了1.4个百分点，达到15831万人。然而，根据国际惯例，国家或地区的人口处于老龄化社会的一个重要标志是区60岁以上老年人口占人口总数的10%，或65岁以上老年人口占人口总数的7%。而我国则比上述数据分别高出了6.7和0.8个百分点，表明我国已全面进入老龄化社会。

O1111；

M03 S500 T0101;

G00 X33 Z2;

G71 U1 R0.5;

G71 P10 Q20 U0.5 W0 F0.2;

N10 G01 X10 F0.1 S1200;

Z-5;

X24;

Z-17;

#2=8； #2=8；

WHILE[#2 GE -8]DO 1; N11 #1＝5*SQRT[1-[#2*#2]/ 100]；

#1＝5*SQRT[1-[#2*#2]/100]; #11= -#1+15;

#11= -#1+15; #22=#2-25;

#22=#2-25; G01 X[2*#11]Z[#22]

G01 X[2*#11]Z[#22]#2=#2-0.06

#2=#2-0.06; IF[#2GEZ2]GOTO11；

END 1; N20 GO1 Z-45；

N20 GO1 Z-45； G00X100Z100;

G00X100Z100; M30;

M30;

6 总结

在手工编程中合理地利用宏程序可简化数控加工程序.在现实的加工与比赛中，有相同或相似特征的零件很多，只要加工的产品模型能用基本的数学函数表达出来，就可面采用变量编程。合理利用宏程序，可简化编程，提高效率。所以只要把宏程序彻底搞懂，在各类竞赛中也必能取得优异的成绩。

[1]沈建峰,虞俊数控车工（高级）.机械工业出版社,2006.9.

[2]冯小刚.数控宏程序编程方法、技巧与实例.机械工业出版社,2008.6.

[3]宋小春,张木青.数控车床编程与操作.广东经济出版社,2007.2.