淺談宏程序在非圓曲線輪廓加工中的應用

王向麗，朱慧妍

（平頂山市工業(yè)學校，467000）

0 前言

在普通教育有高考，職業(yè)教育有技能大賽的氛圍下,技能競賽得到空前的重視，而數(shù)控車競賽中加工的難點正是一些特殊曲線（如橢圓，拋物線，雙曲線以及變坐標曲線）的加工。

數(shù)控車床加工屬于點位直線控制數(shù)控機床。對于簡單的零件，手工編程工作量小，加工程序段少，快捷、簡便。

1 宏編程的概述及特點

宏程序是含有變量的程序，宏編程也稱是變量編程。它是由宏程序主體和宏指令組成。在程序中可對變量賦值、運算，并可通過各種語句實現(xiàn)程序的跳轉(zhuǎn)，具有很大的靈活性。常用于拋物線、橢圓、雙曲線等各種數(shù)控系統(tǒng)沒有插補指令的二次曲線的編程。

變量編程的最大特點是在用戶宏程序主體中,可以使用變量并對變量可以運算、賦值，還可調(diào)用各種語句。用戶只要能利用系統(tǒng)提供的各種運算符以及語句，把零件形狀表達出來，就可以利用變量編程來實現(xiàn)曲面的加工。用戶宏功能把實際值設定為變量，通過改變變量就可以解決類似的問題，這是戶宏功能通用性特點,而且靈活的參數(shù)設置也使機床具有最佳的工作性能。

2 常用的宏變量

(1）變量的表示: 變量常用“#”號和變量序號來表示。#n（n=1,2，3,…）例如 :#5。

(2）變量的引用

將地址后的數(shù)值用變量來代替即可。例如：F［#101］，若#101=50，則為 F50

(3）變量的類型變量通常分為空變量、局部變量、全局變量和系統(tǒng)變量。

3 運算符及函數(shù)

宏編程時用到的系統(tǒng)中的運算符有：

1、算術運算符 : +、-、*、/。

2、條件運算符 : EQ（=）、NE（≠）、GT（＞）、GE（≥）、LT（＜）、LE（≤）。

3、邏輯運算符 : AND（與）、OR（或）、NOT（非）。

4、函數(shù) SIN（正弦） 、COS（余弦）、TAN（正切） 、ATAN（反正切 (-90°～ 90°）、 ABS（絕對值） 、FUP（上取整）、FIX( 下取整 )、ATAN（反正切 -180°～ 180°）、SQRT（平方根）、 EXP（指數(shù)）。

4 語句表達式

（1）賦值語句格式：宏變量=常數(shù)或表達式

（2）無條件轉(zhuǎn)移格式: GOTON N為要轉(zhuǎn)移的程序段

（3）有條件轉(zhuǎn)移格式：IF[條件表達式]GOTON

如果條件成立時，轉(zhuǎn)移到標有順序號n的程序段；如果條件不成立，執(zhí)行下一個程序段.

5 常見非圓曲線的變量編程

以下以FANUC 0i系統(tǒng)并通過實例介紹一下B類宏程序在非圓曲線加工中的應用。

例.加工零件如圖1所示，已知毛壞直徑為?25，材料為鋼的棒料。

圖1

1)、確定自變量及其起點和終點的坐標值。

公式中的X和Z都能作為自變量，但通常選變化范圍大的那個，有時也考慮表達上的方便。此處選Z為自變量。橢圓起點P和終點Q相對于公式曲線自身的原點的坐標是8、-8，故P點Z1=8,Q點Z2＝-8。

2)、公式曲線的變換。

3)、宏編程模板

（1）利用WHILE[條件]DO n 語句設計宏編程模板

#2＝Z1

WHILE[#2GEZ2]DO n

#1=F[#2]

#3=±#1+ΔX （#3為工件坐標系下的X值，ΔX為公式曲線原點相對于工件坐標系原點的X向偏置量）

#4=#2+ΔZ（#4為工件坐標系下的Z值，ΔZ為公式曲線原點相對于工件坐標系原點的Z向偏置量）

G01 X[2*#3]Z[ #4](X取直徑值)

#2=#2-ΔW（ΔW是自變量變化步長）

END n

（#3=±#1+ΔX中的正負號的確定：對于前置刀架來說，工件坐標系的X向下為正，當編程的輪廓在曲線自身坐標系中處于X負方向時，#1取負號，反之#1取正號。此處取負號。）

（2)用IF[條件]GOTO n語句設計宏編程模板

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，結合G71粗加工循環(huán)指令采用宏程序編程如下：

國家統(tǒng)計局于2018年2月28日發(fā)布了2017年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。根據(jù)公報的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年年末，我國60周歲及以上人口數(shù)為24090萬人，占總?cè)丝诒戎貫?7.3%；值得關注的是，繼2014年末65周歲以上人口數(shù)突破10%之后，2017年末65周歲及以上人口數(shù)增加了1.4個百分點，達到15831萬人。然而，根據(jù)國際慣例，國家或地區(qū)的人口處于老齡化社會的一個重要標志是區(qū)60歲以上老年人口占人口總數(shù)的10%，或65歲以上老年人口占人口總數(shù)的7%。而我國則比上述數(shù)據(jù)分別高出了6.7和0.8個百分點，表明我國已全面進入老齡化社會。

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 總結

在手工編程中合理地利用宏程序可簡化數(shù)控加工程序.在現(xiàn)實的加工與比賽中，有相同或相似特征的零件很多，只要加工的產(chǎn)品模型能用基本的數(shù)學函數(shù)表達出來，就可面采用變量編程。合理利用宏程序，可簡化編程，提高效率。所以只要把宏程序徹底搞懂，在各類競賽中也必能取得優(yōu)異的成績。

[1]沈建峰,虞俊數(shù)控車工（高級）.機械工業(yè)出版社,2006.9.

[2]馮小剛.數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實例.機械工業(yè)出版社,2008.6.

[3]宋小春,張木青.數(shù)控車床編程與操作.廣東經(jīng)濟出版社,2007.2.