宏程序與CAD/CAM在二次曲線加工中的應用比較

楊春花（云南機電職業(yè)技術(shù)學院機械工程系, 昆明 650203）

宏程序與CAD/CAM在二次曲線加工中的應用比較

楊春花
（云南機電職業(yè)技術(shù)學院機械工程系, 昆明 650203）

摘 要：隨著CAD/CAM軟件的普及應用，手工編程逐漸的在被CAD/CAM自動編程所代替。其實自動編程和手工編程（特別是利用宏程序進行手工編程），它們各自有著各自的優(yōu)缺點。因此充分結(jié)合這兩種編程方法，對提高編程的效率和提高加工的質(zhì)量有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：宏程序;CAD/CAM;二次曲線

本文首先分析了CAD/CAM與宏程序編程各自的特點。然后以二次曲線為研究對象，通過實際加工驗證了宏程序短小、高效的特點。

1 CAD/CAM在數(shù)控編程中的特點

CAD/CAM是計算機輔助設計與制造的簡稱，是60年代以來迅速發(fā)展起來的一門新興的綜合性計算機應用技術(shù)。指的是以計算機作為主要技術(shù)手段，處理各種數(shù)字信息與圖形信息，輔助完成產(chǎn)品設計和制造中的各項活動。計算機自動編程的主要工作內(nèi)容包括：零件圖樣分析、零件圖形的數(shù)字化、給定初始條件、生成加工程序。

目前CAD/CAM編程主要用于復雜曲面和異型工件的加工，其主要優(yōu)勢是通過CAD建模以后，軟件自動生成G代碼，無需計算，減少了手工計算的誤差。但同時也存在不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）CAD/CAM編程需要購買相應的CAD/CAM應用軟件，也需要有計算機作為工具，增加了投資，提高了生產(chǎn)成本。

（2）熟練應用CAD/CAM軟件需要一定的時間，特別是國外一些先進軟件。對編程人員的技術(shù)水平提出了更高要求。

（3）CAD/CAM軟件自動生成的程序長度是手工程序的幾十倍上百倍，可讀性很差。

（4）CAD/CAM軟件并不能適用所有數(shù)控系統(tǒng)，應用范圍受到一定限制。

2 宏程序編程的特點

在手工編程的過程中，我們常常把能完成某一種功能的一系列指令像子程序一樣存入到存儲器中，然后用一個總的指令來代表他們，使用的時候只需要給出這個總的指令就能夠執(zhí)行其功能。這里所存入的一系列指令就稱為用戶宏指令主體，這個總的指令稱為用戶宏指令。

宏程序編程主要內(nèi)容包括：列出曲線方程、選取宏程序變量、給變量賦值、選取調(diào)轉(zhuǎn)指令、設定跳轉(zhuǎn)條件等幾方面。其在數(shù)控編程中的應用有如下幾方面：

（1）可彌補一些數(shù)控系統(tǒng)自帶插補功能不足的缺點。很多數(shù)控系統(tǒng)都只有直線插補和圓弧插補功能，很多時候不能滿足加工要求，利用宏程序功能可以加工除直線和圓弧以外一些二次復雜曲線，實現(xiàn)對方程曲線的近似加工。

（2）可以簡化相似零件的編程工作。對于一些形狀相似而只有尺寸不同的工件，可以用宏變量來代表不同的編程尺寸。然后，再來編制參數(shù)化的宏程序。加工時，只需要調(diào)用該宏程序，并根據(jù)具體情況修改其宏變量賦值就可以了。

（3）可定制固定循環(huán)。對于具有相似加工特征的零件編程可利用宏程序功能，將重復出現(xiàn)的加工特征編寫成參數(shù)化的宏程序，設定合適的參數(shù)就可以把宏程序定制成固定循環(huán)。

（4）程序短小精悍、可讀性強。對于一些具有復雜二次曲線的零件的加工，如果利用用戶宏程序進行編程，其加工程序比較短小，占用很小的內(nèi)存空間，且編程邏輯思路清晰，可讀性很強。

3 CAD/CAM編程和宏程序編程分別在拋物線加工中的比較

以FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)為例，加工對象如圖1所示：

用宏指令編程如下：

O0101（粗、精加工程序）　G01 X48; M03 S800　X50 W-1; T0101　Z-53; G00 X72 Z2;　G02 X48 Z-56 R3; G71 U1 R1;　X70; G71 P10 Q20 U0.5 F100;　Z-70; N10 G00 X0;　N20 X72; G01 Z0 F60;　G00 X100 Z100; #1＝0;　T0202; WHILE#1LE [21];　G00 X72 Z2; #2＝-[0.088*#1*#1];　G70 P10 Q20; G01 X [2*#1]Z[#2];　G00 X100 Z100; #1＝#1+0.05;　T0100; ENDW　M30;

用CAXA數(shù)控車自動編程軟件生成粗加工程序和精加工程序（部分）如下：

01234（粗加工程序）N10 G50 S0　01235（精加工程序）N12 G00 G97 S10 T0000　N10 G50 S10000 N14 M03　N12 G00 G97 S10 T0000 N16 M08　N14 M03 N18 G00 X45.455 Z-0.000 　N16 M08 N20 G00 X49.262 Z0.807 　N18 G00 X45.455 Z-0.000 N22 G00 X44.262 Z0.807 　N20 G00 X45.455 Z0.707 N24 G00 X43.555 Z0.100 　N22 G00 X41.000 Z0.707 . . . . N372 G00 X45.455 Z-0.000 　N74 M09 N374 M09　N76 M30 N376 M30

4 結(jié)語

通過分析及應用比較可知，在數(shù)控加工中CAD/CAM編程和宏程序編程各自有自己的特點，其中自動編程的優(yōu)點是建模以后軟件自動生成程序，避免了繁復的計算和手工誤差；宏程序編程的優(yōu)點則是靈活多變、程序短小可讀性強。

參考文獻：

[1]馮志剛．數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007(05)．

[2]胡翔云．宏程序在數(shù)控編程中的應用綜述[J].機床與液壓，2013(22):142-144．

作者簡介：楊春花（1980-），女，云南昆明人，工學碩士，講師，云南機電職業(yè)技術(shù)學院機械工程系教師，研究方向：機械自動化。