数控车宏程序教学中五步编程法的应用实践

刘俊辉

摘 要：在向初步接触数控中宏程序的学生授课时，可以用五步编程法实施教学，将一个比较完整的宏程序具体分解成五个步骤。数控车宏程序通常只需要依照一定的顺序去执行规定含义的五步程序就可以实现。数控车的教学和高级工培养教学中对宏程序的教学是不可或缺的，将宏程序教学当中的编程技巧进行有效掌握是对零件进行加工的关键。这种方式可以有效降低职业院校教师对学生传授宏程序知识的难度，从而提升学校的教学质量。

关键词：数控车 宏程序 非圆曲线 零件加工

经过近几年的发展，我国在数控专业技能鉴定方面增添了反对非圆曲线的加工以及严格的考察，在全国范围内也举办了四届数控技能比赛。我们从比赛的结果上可以看出非圆曲线的加工技能是一个非常重要的考点，并且所占的考核分值比较重。从企业发展的角度上来分析，宏程序不只使用在非圆曲线的加工方面，还可以扩展到同样类型、但是在型号方面存在很大差异性的零件加工上。这些方面我们都可以看出，对于当前职业院校的数控专业来讲，学习和掌握宏程序是非常重要的。

一、五步编程法的定义

在进行编程工作之前需要对已有的图样实施数学工作处理，这其中主要是需要解决两个方面的问题：依照实际的要求，选用X方向或者是Z方向上的变量来代替曲线上的开始和结束的位置，这样可以方便地确定具体位置;依照所选取的变量的大小，对曲线的标准方程依照实际加工的要求进行准确的计算。对图纸了解和掌握以及基本的数学处理之后就可以正式开始宏程序的编制，具体的五步编程法如下。

1.将变量进行初始化

第一步主要是依照具体的图纸来确定一个变量以及给定一个实际的变量，通常宏程序就是从这个加工点开始进行加工，所确定的这个点可以方便人们确定位置并且存在的误差相对较小。基本来讲，初始的变量值为曲线标准方程中坐标系靠下的值，通过简化的方式进行计算;对于实际的位置，在五步法中的第三步可以通过具体的坐标平移来实现。

2.公式计算

第二步是依照所选用的实际变量来对数学公式实施具体处理，将另外一个坐标轴上的数值用实际的变量值来具体表现出来。这个步骤之前应当具备一个程序段的段落号，这样可以方便对终点值的判断，这个语句可以组成一个循环性的语句来完成整体的加工过程。

3.对G01进行加工

第三步是在对G01实施直线近似值的处理过程中，需要完成单、双两方面量的转换以及对平面坐标实施平移，让图标可以处于坐标系当中具体所指定的位置。这其中单双两方面的转换主要是通过宏程序的编程来实现的。

4.自变量的增减

第四步是主要是推动刀具工作的驱动器。其中自变量就是通过第一步的变量初始化的定义变量，主要是控制增量的大小，提升量加大则出现的误差就比较大，但是实际的运行速度比较快，增效比较小，那么实际的误差就比较小，运行的速度就比较缓慢。

5.对终点进行判断

这是五步编程法中最后一个步骤，这个步骤主要是对判断宏程序是否真实执行到头，属于宏程序是继续执行还是进行终止的判断者。对变量是否达到了终点进行判断，如果没有到达终点，就通过跳转的语句将其转移到计算机计算语句补分来重新开始执行;如果已经到达了终点，那么就依照顺序继续进行接下来的程序。

二、数控车宏程序教学五步编程法的实际应用探究

一个比较简单的椭圆形的曲线，此时就可以采取五步编程的方式来实现精确的加工。首先我们需要分析的就是采取何种变量来作为具体的自变量，因为X的值通过象限的方式处理是比较繁琐的，而采取Z来作为自变量是相对比较容易的。Z在椭圆形的标准方程当中，采用Z来作为实际的自变量当中取值可以从30降低到-22.。

#1=30;其中Z为变量初始化的值，依照标准方程来具体确定。

N20 #2=[1/3]·sqrt[900-#1*#2];根据 Z 计算相应点 X 坐标。

G01 Z[2*#1] X[#0-30] F1.1;G01 进行加工，X 中开始单、双边变量的计算，Z 中完成横纵坐标系的准确平移。

#1=#2-0.2;自变量自减，增量为 0.2。

IF [#1GT-11] GOT20;对终点进行判断，要是不满足实际数值，马上返回到20号的程序段继续计算。运用非圆曲线中的宏程序的模板，这样就可以快速地实现零件加工公式的权限外部轮廓的编程以及加工。下面我们来具体介绍一个实际的应用案例。

在实际的教学过程当中，通过椭圆形的编程和加工居多的，椭圆形的编程具备较强的代表性，具体的椭圆形编程需要重点注意以下几个方面。

第一，工件的实际精度和在其编程过程中所选取的插补距离有着非常密切的关系，并且差距越来越小，实际的加工的精度就会有很大提升，但是这种方式就会造成数控系统中的实际工作量太大，严重影响到程序运行的效率，这样就会造成加工效率低下。在满足了这个加工条件的基础下，需要尽量选取步距较大的。

第二，椭圆形的中心和工件轴线出现不重合的零件的时候，就需要将工件的坐标系实施偏置之后，再依照上述的步骤来进行加工。

第三，以上所运行的程序具备一定的宏观性和通用性，每次只需要改变其中的变量所赋予的数值，比如椭圆的长轴和短轴的数值，就可以对同一类型和相似类型的零件进行加工。

具体的模板如下。

椭圆长半轴值为a。

椭圆短半轴值为b。

自变量初始值为c。

椭圆的曲线自起点到椭圆中心点的距离为Z。

自变量的终点值为P，也就是椭圆虚线的终点到椭圆中心距离Z的距离。

设#3位椭圆中自变量数值Z;#4作为椭圆中横轴变量X。

N20 #3=a作为自变量Z的初始值。

N11 WHILE[#3GEp]DOm;WHILE执行循环，当#3满足大于或等于p时，则程序在WHILE DOm和ENDm之间循环，否则跳出循环，p为椭圆终点至椭圆中心的Z向距离。

三、小结

通过对数控车宏程序教学中五步编程法的应用实践和探究，我们可以看出五步编程教学的方式主要是将一个比较完整的宏程序具体分解成五个步骤，数控车宏程序通常只需要依照一定的顺序去执行就可以得到实现。在数控车的教学中和高级工培养教学中，宏程序的教学是不可或缺的。对宏程序教学中的编程技巧进行有效掌握是对零件进行加工的关键所在。这种方式可以有效降低职业院校教师对学生传授普宏程序教学的实际难度，通过这种方式的教学可以给当前高职院校的数控教学带来质的改变，对数控车编程教学的发展起到推动作用。

参考文献：

[1]杜江，高俊川，孙道恒.宏程序在数控车削二次曲线中的应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2012（4）.

[2]刘磊.数控车宏程序教学的五步编程法[J].成功（教育），2012（7）.

[3]崔俊明.中等职业教育数控技术应用专业教材开发实践研究[D].河北师范大学，2013（5）.

[4]陈曦.在数控编程教学中的宏程序教学[J].重庆与世界（学术版），2012（6）.

[5]周金莲.基于华中系统数控车宏程序编程实例[J].商场现代化，2012（20）.

[6]张智辉.数控车工教学中应用宏程序编程探析[J].计算机光盘软件与应用，2013（19）.

（作者单位：平顶山高级技工学校）