用宏程序在數控銑床上編制球面加工程序

盧小燕

（廣州南洋理工職業學院 機電工程系，廣州 510980）

1 變量編程在數控系統中的運算過程

變量編程在數控系統中的運算過程為：讀取數控代碼→提取變量和變量定義→將預先保存的全局變量和用戶自定義變量保存在相關列表中→讀取數控代碼提取復雜表達式→解釋與執行代碼過程中讀取變量列表中保存的數值，計算表達式，并給變量賦新值→按照條件語句，循環語句等控制程序的下一步操作→按照結果輸出實際數值。

2 編制宏程序的思路

先構建正確的數學模型，再設定所需的變量，并找出各變量之間的關系，列出控制變量變化的表達式，最后編制用戶宏程序。

要編宏程序就得找出各變量的關系，建立各變量的數學模型。所謂數學模型，就是描述數值各變量之間相互關系的數學表達式。有了這個數學模型之后，只要知道變量的初始條件，就可對方程求解，得出數值的解。根據這一解就可以對數值進行評估。可見建立變量之間的數學模型是編宏程序的前提。

3 宏程序編程舉例

在數控銑床上加工半徑為R8 的半球面，材料為45 鋼，選取φ10 立銑刀，如圖1 所示。

圖1 宏程序編制例圖

1）用數學方程加工球面（變量的關系如圖1（a））：

數學方程加工球面是將球面曲線以Z 軸的下刀深度變量為步距，通過勾股定理計算下刀深度變化后，球面曲線所對應的X 軸的變化，再運用圓弧插補形式來加工球面的一種方法。下刀量分得越小，加工出來的球面曲線精度越高。

2）用參數方程加工球面（變量的關系如圖1（b））：

參數方程加工球面是將球面曲線以角度的方式，分角為若干度為單位的步距角，通過球面參數方程計算步距角變化后，球面曲線所對應的X 軸的變化，再運用圓弧插補形式來加工球面的一種方法。步距分得越小，加工出的球面曲線精度越高。

4 加工注意事項

用數學方程加工球面時，8（加工最終深度）與#1（#1的初始賦值）的差值必須是每次下刀增量的整數倍，否則無法加工到8 mm 的深度。例如：當#1 的初始賦值為0.4 mm，#1=#1+0.3 給#1 賦值（每次下刀的增量為0.3mm），此時最終加工到的深度只能為7.9 mm，而不能達到預期的8 mm。當#1的初始賦值為0.5 mm，#1=#1+0.3 給#1 賦值（每次下刀的增量為0.3mm），此時最終加工到的深度能達到預期的8mm。

用參數方程加工球面時，#1（#1 的初始賦值）必須是#1=#1-5（每次以5°作為下刀變量）每次下刀增量的整數倍，否則無法加工到8 mm 的深度。例如：當#1 的初始賦值為85，#1=#1-4 給#1 賦值（每次以4°作為下刀變量），此時最終加工到的深度只能為7.86 mm，而不能達到預期的8 mm。當#1 的初始賦值為85，#1=#1-5 給#1 賦值（每次以5°作為下刀變量），此時最終加工到的深度能達到預期的8 mm。

5 結語

利用宏程序的變量、運算、轉移控制三大功能，通過手工編程，程序簡單明了，便于修改、保存，便于發揮機床控制系統本身的強大功能，可以對零件的精度進行實時控制，最適用于規則零件的批量生產。

鑒于宏程序具有的這些不可替代的優勢，我們在零件加工程序的編制中廣泛合理地加以應用，從而使程序的結構和生成的刀具加工路徑達到最優，這對程序的保存、修改、再次使用以及生產效率的提高都具有重要的意義。

［1］盧增懷.數控車床上橢圓的編程與零件的加工［J］.機械工人：冷加工，2007（6）：66-67.