B類宏程序編程方法與技巧

蔣雙慶

摘要：數(shù)控加工已成為當(dāng)今世界機(jī)械加工行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)的代表，而數(shù)控宏程序的應(yīng)用程度就更加體現(xiàn)出了數(shù)控加工水平的高低和對(duì)機(jī)床的利用率，直接關(guān)系到加工難度與加工效率。本文以數(shù)控宏指令為基礎(chǔ)，以華中數(shù)控操作系統(tǒng)為例，通過(guò)機(jī)械加工和無(wú)數(shù)次的宏程序的加工，總結(jié)B類宏程序編程方法與技巧。

關(guān)鍵詞：數(shù)控;宏指令;方法與技巧;華中數(shù)控

宏指令編程像高級(jí)語(yǔ)言一樣，可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)混合運(yùn)算的程序編寫形式，能提供循環(huán)、判斷、分支和子程序調(diào)用的方法。由于宏程序指令允許使用變量算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移，可將相同加工操作編為通用程序，不僅使程序應(yīng)用更加靈活，而且可大大精簡(jiǎn)程序量。

在數(shù)控加工中經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜輪廓的加工（如拋物線、橢圓、雙曲線、半球、螺旋線等），用普通的手工編程方法處理周期長(zhǎng)、計(jì)算量大、精度差、容易出錯(cuò)，難以滿足生產(chǎn)要求。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴(kuò)展數(shù)控功能的手段，華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)的宏程序編程，應(yīng)用靈活、形式自由，具備計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的表達(dá)式、算術(shù)和邏輯運(yùn)算機(jī)類似的程序流程，使加工程序簡(jiǎn)練易懂，可實(shí)現(xiàn)普通編程難以實(shí)現(xiàn)的功能。

1.? B類宏指令（華中數(shù)控）

1.1 B類宏指令變量的類型

B類宏是在A類宏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷完善，在運(yùn)用宏加工時(shí)就出現(xiàn)了一些運(yùn)算問(wèn)題，B類宏也就在這個(gè)前提下發(fā)展起來(lái)了，B類宏的好處在于能夠經(jīng)行四則運(yùn)算，大大減少了宏的程序長(zhǎng)度，大大減少了編程時(shí)間。

1.2 B類宏指令變量的賦值、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

通常在計(jì)算機(jī)中每個(gè)變量都有其變量名，計(jì)算機(jī)允許使用變量名，但是數(shù)控系統(tǒng)中用戶宏程序不能直接使用變量名，采用變量符號(hào)（#）和后面的變量號(hào)指定變量。表達(dá)式可以用指定的變量號(hào)。此時(shí)，表達(dá)式必須封閉在括號(hào)中。

2.? B類宏程序的編程技巧

很多人都認(rèn)為宏程序比較難編寫。通過(guò)研究我找到了一種利用填充式的方法進(jìn)行宏程序的編寫，就算不能理解宏程序的人員也能進(jìn)行編寫，通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)字填充來(lái)編寫宏程序。宏程序就是一種利用邏輯運(yùn)算的方法來(lái)編寫宏程序的，如：橢圓公式中我們可以利用改變X軸的坐標(biāo)值，從而使Z軸的坐標(biāo)值隨之改變。在這個(gè)方程式中可以對(duì)X的值經(jīng)行賦初值和結(jié)束值，然后通過(guò)X值的步進(jìn)值來(lái)改變X的坐標(biāo)值。因是對(duì)宏程序編程方法進(jìn)行研究的，所以以下實(shí)例零件只對(duì)宏程序部分進(jìn)行分析和編寫。

實(shí)例一

零件分析：零件是橢圓的一個(gè)輪廓零件，橢圓長(zhǎng)半軸為40，短半軸為30，并且本橢圓的Z坐標(biāo)值既有正值又有負(fù)值，所以我們?cè)谶@里就有二種方法來(lái)進(jìn)行編寫，一種方法是把橢圓在90度的位置分為兩部分來(lái)編寫。一部分為0到90度，另一部分為90到146度，在0到90度時(shí)Z軸坐標(biāo)為正，在90到146度時(shí)Z軸坐標(biāo)為負(fù)。另一種方法是利用三角函數(shù)的方法來(lái)編寫，利用同一個(gè)角度的正弦與余弦的平方和為1的特性，進(jìn)行編寫。

分段編寫方式：

利用宏程序編程六步法編寫過(guò)程如下

①起點(diǎn)賦值?? 起始點(diǎn)為零件的最右端，X坐標(biāo)為0，程序?yàn)椋?1=0

②終點(diǎn)循環(huán)?? 終始點(diǎn)為橢圓輪廓的最高點(diǎn)，X坐標(biāo)為30，因?yàn)?0為X值的最大值，所以變量#1應(yīng)該小于或等于30，程序?yàn)椋篧HILE #1 LE [30]

③輪廓公式?? 利用X的值來(lái)表示Z的值，通過(guò)橢圓公式可得#2=4*SQRT[900-#1*#1]/3

④輪廓插補(bǔ)?? 通過(guò)圖可知，編程原點(diǎn)為零件的最右端，橢圓圓心與編程原點(diǎn)不是在一個(gè)點(diǎn)上，在編程坐標(biāo)系中，編程原點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0），橢圓原點(diǎn)坐標(biāo)為（0，-40）。當(dāng)把編程原點(diǎn)向橢圓原點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，X軸不變，移動(dòng)量為0，Z軸向負(fù)方向移動(dòng)，移動(dòng)量為40。程序?yàn)椋篏1 X[2*[#1+0]] Z[#2+[-40]]，簡(jiǎn)寫為：G1 X[2*#1] Z[#2-40]。

⑤變量步進(jìn)?? 因?yàn)樽宰兞縓的值是從0向30來(lái)移動(dòng)的所以步進(jìn)量應(yīng)該是依次遞加的方式，布進(jìn)量越小，走刀輪廓越是接近橢圓輪廓。程序?yàn)椋?1=#1+0.1

三角函數(shù)編程方法

①起點(diǎn)賦值?? 起始點(diǎn)為零件的最右端，自變量為極角α值為0，程序?yàn)椋?1=0

②終點(diǎn)循環(huán)?? 終始點(diǎn)為橢圓輪廓的結(jié)束點(diǎn)，極角α為146，因?yàn)?46為極角α值的最大值，所以變量#1應(yīng)該小于或等于146，程序?yàn)椋篧HILE #1 LE [146]

③輪廓公式?? 利用極角α來(lái)表示x的值，通過(guò)橢圓公式可得#2=30*SIN[#1*PI/180]，利用極角α來(lái)表示Z的值，通過(guò)橢圓公式可得#3=40*COS[#1*PI/180]

④輪廓插補(bǔ)? 通過(guò)圖可知，編程原點(diǎn)為零件的最右端，橢圓圓心與編程原點(diǎn)不是在一個(gè)點(diǎn)上，在編程坐標(biāo)系中，編程原點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0），橢圓原點(diǎn)坐標(biāo)為（0，-40）當(dāng)把編程原點(diǎn)向橢圓原點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，X軸不變，移動(dòng)量為0，Z軸向負(fù)方向移動(dòng)，移動(dòng)量為40。程序?yàn)椋篏1 X[2*[#2+0]] Z[#3+[-40]]，簡(jiǎn)寫為：G1 X[2*#2] Z[#3-40]。

⑤變量步進(jìn)?? 因?yàn)樽宰兞縓的值是從0向146來(lái)移動(dòng)的所以步進(jìn)量應(yīng)該是依次遞加的方式，布進(jìn)量越小，走刀輪廓越是接近橢圓輪廓。程序?yàn)椋?1=#1+0.5

⑥結(jié)束循環(huán)?? ENDW

利用三角函數(shù)編程方法編寫的宏程序如下：

#1=0

WHILE #1 LE [146]

#2=30*SIN[#1*PI/180]

#3=40*COS[#1*PI/180]

G1 X[2*#2] Z[#3-40]

#1=#1+0.1

ENDW

注：PI：圓周率、在數(shù)控系統(tǒng)中三角函數(shù)不識(shí)別角度，只識(shí)別弧度的定義，所以需要把角度轉(zhuǎn)換成為弧度。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭效潤(rùn).數(shù)控車（高級(jí)）.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社

[2]楊繼宏.數(shù)控加工工作手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社

[3]謝輔軒.數(shù)控機(jī)床編程與操作技術(shù).湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院內(nèi)部用書

科研項(xiàng)目：湖南省教育廳資助科研項(xiàng)目《機(jī)械加工宏程序簡(jiǎn)易編程法及其應(yīng)用的研究》（課題批準(zhǔn)號(hào)：12C1151）的研究成果。