基于宏程序的抛物线轴类零件的数控编程与加工

于 萍 程志云

(南京技师学院，江苏 南京 210033)

1 对数控宏程序的认识

在标准CNC编程方式上增加控制特征的编程方式就是宏程序，这种程序在某种意义上具有功能更加强大、灵活性上更占据优势的特点，也是跟真实的编程语言更贴近的一种编程方式，宏程序事实上不是语言，而是一种经过CNC系统建立数控机床的一种用途特殊的软件，在结构上是比较真实的子程序。相对于传统的数控编程，数控宏程序的优点更加明显，宏程序在编程上会更加简化，在使用上相同目标下，速度会更快，同时精确度也不会受到太大影响。宏程序在变量与方程下对零件开始编制程序，在数控加工中起到很大的作用。

宏程序编程对实行的范围也是有要求的，需要达到以下几点：一是即便存在尺寸大小是不一样的，但是在形状上需要属于同一个系列。简言之就是属于一类物品，大小上有差异是可以的。二是对零件在曲线上的要求不是抛物线以及椭圆等，才能实行数控系统的指令。三是可以存在参数的不一样，但是要在工艺以及路径上属于一致的零件，否则很难实现编程，四是在一定程度上能对变成碱性简单化的。

宏程序存在2种编程方法，其中各有利弊。首先，用主程序或者是被调用的宏程序开展编程，程序不仅标准化程度会比较高，同时在通用性上也会较高，尤其是展开大批量的加工以及有长时间生产需求的情况下，对于调整参数来说是较为方便的。在主程序和被调用的宏程序中包括对各个自变量赋值，当情况比较复杂、选用变量或中间变量比较多时，因为FANUC系统在局部变量上对用法的规定上较为严苛。如果在选用变量时，需要同时兼顾主程序和宏程序对变量赋值(即只考虑使用自变量I进行赋值)的方便，那么在实际的编程操作时就会出现精力分散、思路受到影响等情况，并且现实中加工除了对主程序有需求外，还需要被调用的宏程序一起生效才能达成，这期间二者间程序号的对应也容易出错。在带有自变量的同一个程序编程该宏程序的使用没有上面给变量赋值容易出错、影响思路的顾虑，编程者只需要把注意力集中在如何表达刀具运动轨迹这个核心问题上，变量选用完全可以按顺序进行选择。但是，程序标准化程度和通用性不好，需要进入程序内部修改加工参数。因此，如何对这2种编程方法选择，需视情况而定。一般来说，相对简单的程序，用第一种方法好处多，对于复杂工件来说，第二种更为实用。

2 宏程序下抛物线轴类零件的程序编制

对已定的抛物线轴零件开展剖析，用上CAXA软件对抛物线轴包络线外圆的图形进行绘制，之后就可以使用FANUC系统开始手工编写数控车削的程序了。为了便于程序的检查修改，采用主程序和子程序分开编写的方式编写程序。

在宏程序下对抛物线轴类零件进行数控编程可以通过这几步顺序。首先，对图样进行详细分析，对图样分析后可以知道有没有必要利用宏程序编制程序。如果没必要则可以搭建起程序编制的坐标更方便于程序编制。然后在数值上对基点与节点进行精确计算。零件外观上，多种几何素线的交点与切点交织在一起就可以形成基点。每个零件的外侧曲线基本上是由多种不同样的几何要素组成，其中就有直线和圆弧。当然非圆曲线也是其中的一种。运动轨迹中可以将基点作为整个过程的起点或者重点，由此可见，基点的坐标是编制程序过程中最基本的数据；节点不同于基点，节点的形成需要一个拟合曲线，而这个拟合曲线是由直线或者是圆弧形成。节点的数量由曲线的属性、拟合线的种类以及加工中范围允许的误差值，依据这3个要求，通过数学解析方法可以将节点的坐标数值计算出来，节点的坐标是非圆曲线编制程序的重中之重。接着要确定下宏程序编制程序的自变量与其初始值，还有因变量与其初始值，表达式和语句控制中的流程。最后就是对抛物线轴类零件进行数控加工代码的编写。

3 宏程序下抛物线轴类零件的加工

3.1 抛物线轴类零件特性下的要求

最常见的零件之中，轴类零件是最值得关注的，而轴类零件在机器中充当着传动支撑角色。肩负着传递力与负载重荷的任务，所以在这几项上，加工的要求格外地需要精准。零件当中的圆度，是由轴颈与外锥面构成的，其被允许的几何形状精度只能有尺寸范围之内的误差值。所以讲究形状的精度，轴颈是对零件进行支撑作用的，其尺寸的精度要求更高。在表面粗糙程度上，传动件配合的轴颈表面要求相对高一些。

3.2 轴类零件的加工工艺要求

落刀处从离刀近的部位开始加工，然后到在刀的远处部位。对内外表面先展开粗工艺的加工程序，接着再进行精细化加工工艺。为了减少出错率和提高编程的效率，最大程度地减少程序段。在能确保品质前提下，走最短的路线进行切割，在时间上可以节省许多，也能使刀具消耗与机床磨损有所降低，也是在成本上做节省。在工序上，加工内容比较少的可以通过一道工序一次安装，也可以为同一把刀具进行多重工序的加工。

4 结束语

在加工上采用宏程序加工会比传统的仿真加工在加工精度上更加准确，无需制作的样板，工序上更加简单，效率上可以有可见般地提升；跟CAM编程之下的数控加工进行比较，不存在软件造型上复杂化，刀具路径设置上消耗时间等问题。结果也显示，在工作量与劳动强度上会大大降低，而且在加工的精度与效率上不会受牵连，反而会大幅度提高。

宏程序的使用大家都喜欢，但是与此同时对数控编程人员的要求也将会越高，相关从业人员必须要对数控编程软件中的相关专业名词都有一个深入的理解，而不是走马观花般了解就可以；其次，要全面理解掌握宏程序下数控编程的过程和基础技术。因为技术人员对技术的了解深浅，直接影响了数控加工中的进度与精准度，也决定了加工零件最终的尺寸合格与否与误差值大小，在成本与时间上也是影响甚多。