宏程序在加工中心生产中的应用

摘 要：二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展。如何使加工中心这种高效自动化机床更好地发挥效益，其关键之一，就是开发和提高数控系统的使用性能。宏指令编程是指像高级语言一样，可以使用变量进行算数运算、逻辑运算和函数混合预算以及程序编写形式。在宏程序形式中，一般不具备自动编程辅助手段，数控系统的指令功能有限，但却提供宏程序功能时熟练应用宏程序指令进行编程，可以显著的增强机床的加工能力，同时可精简序量，以达到提高生产效率的目的。

一.宏程序的含义及特点

1.宏程序的含义

用户宏功能是提高数控机床性能的一种特殊功能。工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存人存储器，用一个总指令来代表它们，使用时只需给出這个总指令就能执行其功能所存人的这一系列指令称作用户宏程序本体，简称宏程序。这个总指令称作用户宏程序调用指令。在编程时，编程员只要记住宏指令而不必记住宏程序。。

2.宏程序的特点

宏程序本体既可以由机床生产厂提供，也可以由机床用户自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存人到内存里，然后用子程序调用指令调用。

程序与普通程序的区别在于：在用户宏程序本体中，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。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。

因此用户宏功能最大的特点是，可以对变量进行运算，使程序使用更加灵活、方便。

二.宏程序的种类

由于数控机床的操作系统分为FANUC系、SIEMENS系统、华中数控系统等等，所以在计算参数与宏变量上也不尽相同，在这里我们以常见的FANUC数控系统为例，来分析一下宏程序在实际生产的应用。

FANUC系统提供两种用户宏程序，即用户宏程序功能A和用户宏程序功能B。用户宏程序功能A能说是FANUC系统的标准配置功能，但绝大数FANUC系统也都支持用户宏程序功能B。

因为用户宏程序功能A的宏程序需要使用“G65Hm”格式指令来表达各种数学运算和逻辑关系，极不直观，且可读性非常差，很少运用 ，而用户宏程序功能B则是以直接的公式和语言输入的和C语言很相似在0i系统中应用比较广。

三.宏程序变量的介绍

1.变量及变量的引用

①变量的表示

变量可以用“#”号和跟随以后的变量序号来表示：#i——（变量号i=0，1，2，3，4…… 例：#9、#109、#908

#[表达式]——表达式必须用括号括起来 例：#[#1+#2-12.]

②.变量的引用

将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。

例：对于F#106——当#106=20时，F20被指令。

对于 Z-#80——当#80=100.时，X-100.被指令。

对于 G#140——当#140=6时，G06被指令。

2. 变量的类型和功能

①局部变量：#1～#33是在宏程序中局部使用的变量，它用于自变量转移。

②公用变量：用户可以自由使用，它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的。#100～#149在关掉电源后，变量值全部被清除，而#500～#509在关掉电源后，变量值则可以保存。

③系统变量：由 # 后跟4位数字来定义，它能获取包含在机床处理器或NC内存中的只读或读/写信息，包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息。

四.宏程序的存储与限制

1.存储

宏程序与子程序相似，可与子程序同样的方法进行存储和编程，存储容量由子程序和宏程序的总容量确定。

2.限制

①MDI运行。不可指定宏程序，但可调用宏程序。但是在自动运行期间，宏程序调用不能切换到MDI方式。

②用户宏程序不能检索顺序号

③单程序段即使宏程序正在执行，在单程序段方式，程序段也能停止。包含宏程序调用指令的程序段中即使单程序方式时也不能停止。当设定参数SBM（参数NO.60000的#5位）为1时，包含算术运算指令和控制指令的程序段也可以停止。单程序段运行用于调试用户宏程序。值得一题的是，在刀具补偿C方式中，当宏程序中出现单程序段停止时，该语句被认为不包含移动的程序段，在某些情况下，不能执行正确的补偿（该程序段被当作移动距离为0的移动）

④任选程序段跳过

⑤在EDIT方式中运行。设定参数NE8（参数NO.3202的#0位）和NEP（参数NO.3032的#4位）为1。可对程序号8000～89999和9000～9999的用户宏程序和子程序进行保护。当存储器全清事（电源接通时，同时按下RESET和DELETE键），存储器的全部内容被清除。

⑥复位后，所有局部变量和从#100～#149的公共变量被清除为空值。设定参数CLV（NO.6001的#7位）和CCV（NO.6001的#6位）为1时，他们可以不被清除（这取决与机床制造厂）。复位不清楚系统变量#1000～#1133。复位可清除任何宏程序和子程序的调用状态及DO状态并返回到主程序。

⑦进给暂停 在宏程序语句的执行期间，进给暂停有效时，当宏程序语句执行之后机床停止。当复位或出现报警时，机床也停止。

⑧<表达式>中可以使用的常数值。 0.0000001～99999999；-99999999～-0.0000001。有效值是8位，如果超出范围，出现P/S报警（NO.003）。

五.宏程序在钟表夹板生产中的应用

钟表行业是具有百年历史的传统行业，钟表类零件以小巧、精致称著。其精度也是在各类零件之首。由于最终要保证日益增多的使用功能和走时精确，表类零件精度要求高，工艺复杂，加工难度大。夹板类零件属薄型和超薄型零件，微细加工部位多，铣削层面多，而且多为重叠和交叉部位。夹板类零件加工属于技术密集型加工。研究、探讨夹板类零件加工工艺，是摆在我们面前一项重要工作。

在生产中既要保证精度又要提高夹板类零件加工效率的方法有三个：①工序集中方法；即在一次装夹中尽可能多的完成铣、钻、镗、攻丝等加工内容，其特点是：加工精度高，消除了在加工过程中多次装夹造成的误差，可以缩短零件加工周期，最能体现数控机床特点。

②工序分散，针对夹板类零件不同部位精度要求有区别现状，本着精度优先原则，把加工部位分解，针对不同加工部位，设计最优夹具，选择最佳刀具，实现高速、高效加工。

③粗精分开，由于夹板类零件各部位加工余量不等，产生加工变形不均，为了减少粗加工中变形对零件精度影响，有必要粗精加工分开。

随着数控加工技术在我们现代社会的应用越来越广泛，只有对宏程序有充分的了解和认识，在实际工作中才能灵活运用，提高工作效率和安全生产。

参考文献：

[1]张安全主编 数控加工与编程中国轻工业出版社

[2]乔世民主编 机械制造基础高等教育出版社

作者简介：

郑越中，1985年12月，男，天津市人，专科，助理工程师，研究方向：数控技术应用