淺談數(shù)控宏程序編程

摘 要：宏程序是數(shù)控編程的一種高級語言，本文通過加工實例，說明宏程序的特點、作用及應(yīng)用推廣的意義。

關(guān)鍵詞：宏程序； 功能； 意義； 應(yīng)用舉例

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）03-114-001

一、引言

隨著數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展和數(shù)控技術(shù)的不斷更新，各種數(shù)控編程軟件也隨之不斷出現(xiàn)，自動編程固然簡單，但是仍然不能代替手工編程，在手工編程中采用宏程序編程，不僅能夠簡化編程結(jié)構(gòu)，并且對提高編程和加工的效率也有重要的作用。

二、宏程序簡介

在各類數(shù)控系統(tǒng)中，將包含變量、轉(zhuǎn)向、比較判別等功能的指令稱為宏指令，包括有宏指令的程序稱為宏程序。宏程序是數(shù)控機(jī)床編程手工編程方法中的高級程序，主要有以下功能：

1.可在宏程序中使用變量；2.可以進(jìn)行變量之間的演算，特別是可以進(jìn)行常規(guī)函數(shù)的演算；3.可以用宏程序命令對變量進(jìn)行賦值；4.可以使用宏程序判斷、循環(huán)、轉(zhuǎn)移等特殊指令控制宏程序運(yùn)行次序。

三、宏程序的特點

宏程序與普通數(shù)控程序及CAM軟件造型生成程序相比，具有如下優(yōu)點：

1.通用性強(qiáng)

（1）同一程序修改部分變量的賦值，即可加工不同尺寸形狀的類似零件；

（2）同一程序通過修改加工余量變量，即可實現(xiàn)同一程序的粗、精加工應(yīng)用；

（3）通過適當(dāng)修改程序，可以加工內(nèi)腔漸變體。

2.程序簡練

加工復(fù)雜零件時，如果采用CAM軟件造型加工，則采用的是大量的點位計算，如果精度要求很高，則基點分布必須非常密集，形成程序量十分巨大。而采用宏程序編程，則可以充分利用各項數(shù)控編程指令，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、固定循環(huán)、子程序功能，進(jìn)行程序的簡化處理。同時通過變量循環(huán)等方式，簡化程序。

3.機(jī)床效率高

由于宏程序采用的都是機(jī)床內(nèi)部編碼G01、G02、G03等，計算機(jī)可以直接進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，機(jī)床反應(yīng)迅速，加工效率高。

三、推廣應(yīng)用宏程序編程的意義

合理而廣泛地應(yīng)用宏程序，對數(shù)控機(jī)床應(yīng)用企業(yè)具有很大的意義：

1.減少編程時間，使機(jī)床具有最佳的工作性能，最大極限地提高效率，以降低成本。機(jī)械零件絕大多數(shù)都是批量生產(chǎn)，在保證質(zhì)量的前提下要求最大極限地提高效率以降低成本，一個零件哪怕僅僅節(jié)約1秒，成百個同樣零件合起來節(jié)約的時間就非常可觀了。

2.優(yōu)化加工工藝，工藝的優(yōu)化主要就是程序的優(yōu)化，是一個反復(fù)調(diào)整、嘗試的過程，這就要操作者能夠非常方便地調(diào)整程序中的各項加工參數(shù)，只要其中任何一項發(fā)生，再智能的軟件也要根據(jù)變化后的加工參數(shù)重新計算刀具軌跡，過程耗時費(fèi)力煩瑣，宏程序在這方面就有強(qiáng)大的優(yōu)越性，操作者無需觸動程序本身，只需對各加工參數(shù)所對應(yīng)的自變量賦值做出個別調(diào)整，就可以將程序調(diào)整到最優(yōu)化的狀態(tài)，這就體現(xiàn)了宏程序的一個突出的優(yōu)點。

3.用途廣，可以進(jìn)行有規(guī)律的數(shù)學(xué)運(yùn)算。機(jī)械零件的形狀主要是由凸臺、凹槽、圓孔、斜平面、回轉(zhuǎn)面組成，很少包含不規(guī)則的復(fù)雜曲面，構(gòu)成的幾何因素有點、直線、圓弧和各種二次圓錐（橢圓，拋物線、雙曲線）以及一些漸開線，所有這些都基于三角函數(shù)、解析幾何，而數(shù)學(xué)上都可以用三角函數(shù)表達(dá)式及參數(shù)方程加以表達(dá)，因此宏程序可以發(fā)揮其最大的作用。

4.解決生產(chǎn)中的一些復(fù)雜加工編程問題，機(jī)械零件還有一些特殊的應(yīng)用，即使采用CAD/CAM軟件也不一定能輕而易舉地解決，如變螺距螺紋的加工和鉆深可變深孔鉆加工等，而宏程序就可以發(fā)揮它的優(yōu)勢。

四、應(yīng)用舉例

數(shù)控車宏程序編制實例

非圓曲線（橢圓）方程為：■+■=1

化成參數(shù)方程為：f（x）=20*sinθ；f（z）=30*cosθ，其中：θ1=arcsin15/20=48.591，θ2=131.409。

O0001

G0G97G99T0101S1000M03F0.15；設(shè)置刀具、轉(zhuǎn)速及走刀量

X105.0Z0；

X75.0G42； 定位起點、設(shè)定右刀補(bǔ)

#1=48.591； 橢圓起始θ1

#2=131.409； 橢圓結(jié)束θ2

WHILE=[#1LT#2]DO1； 循環(huán)語句方式

N1#3=30*COS[#1]； 橢圓表達(dá)式（Z軸）

#4=105-40*SIN[#1]； 橢圓表達(dá)式（X軸）

G01X[#4]Z[#3]； 直線插補(bǔ)方式

#1=#1+0.3； 插補(bǔ)步距為0.3°

END1； 宏程序結(jié)束符

G01X75.W-50； 直線插補(bǔ)

G0X100； 退刀至X100.0

M30； 程序結(jié)束

注意事項：

在FANUC、SIEMENS、華中系統(tǒng)中編寫宏程序可以在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的操作面板上直接用MDI方式，也可以在計算機(jī)上編寫程序，通過RS-232接口傳輸?shù)綑C(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。程序編寫原理基本一致，都是通過設(shè)定變量、建立數(shù)學(xué)關(guān)系、條件判斷和跳轉(zhuǎn)指令來實現(xiàn)的。在宏程序編制時首先應(yīng)準(zhǔn)確確定邏輯關(guān)系式，然后要與對應(yīng)的變量賦值準(zhǔn)確，不能混淆。但對于不同的系統(tǒng)，所允許使用的變量符號及范圍都是有嚴(yán)格限制的，要針對特定的系統(tǒng)準(zhǔn)確區(qū)分。

五、結(jié)論

由此可見，在數(shù)控編程中大量應(yīng)用宏程序編程，可以極大地增加零件加工范圍；縮短程序長度，減少占用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存；提高程序適應(yīng)性；實現(xiàn)同一程序的粗精加工應(yīng)用。因此，建議數(shù)控機(jī)床應(yīng)用企業(yè)應(yīng)大力加強(qiáng)企業(yè)員工的宏程序編程及應(yīng)用能力，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。