基于宏指令的數車常用編程方法淺析

閆振杰

摘 要：數控車床技能訓練是職業學校機械專業的核心課程，也是必修課程。隨著學生知識儲備與技能水平的提高，復雜曲面編程與加工應該納入到技能訓練的任務中來。筆者結合近幾年的教學實踐，對學生在數控車床宏程序編程與加工中出現的問題進行原因分析和總結，以常見的復雜曲面加工為例，闡釋宏程序的編程方法和技巧，降低學生學習宏指令編程的難度，以提高實訓教學的質量。

關鍵詞：數控車床 變量宏程序 復雜曲面

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0190-02

隨著生產力的發展和技術進步，數控設備的使用越來越廣泛，越來越普及。在機械制造領域，新產品的外形輪廓采用特殊曲面的設計逐漸增多，在數控車床上，利用宏程序編程來加工此類復雜曲面，是一種簡單高效的方法。但這種方法對程序員，機床操作員的要求比較高，這是因為宏程序的編寫不僅要求熟悉機床的編程代碼指令，還要了解相關的數學知識和計算機邏輯運算知識，更要熟練掌握宏指令程序架構。

1 FANUC 0i系統宏指令簡介

在程序編制過程中，程序字通常為常量，一段程序僅可以描述單一的固定的幾何輪廓。當加工輪廓未發生改變而尺寸發生變化時，只能重新進行編程，這樣就缺乏靈活性與程序的通用性。若通過改變程序里面的某一參數使同一程序可以加工相同輪廓但尺寸不同的零件，這樣就大大提高了程序的使用效率，也提高了加工可靠性，擴展了數控系統的編程功能。針對這一情形，FANUC數控系統提供了另一種編程方式——宏程序。概括地講，宏程序就是能給變量進行賦值的程序。也就是說，在程序中存在因變量和自變量，以變量的組合，通過不同的算術及邏輯運算處理，轉移和循環等命令，達到程序功能。

根據變量在系統中的不同功能，我們把它劃分為局部變量，公共變量和系統變量。局部變量是我們最常使用的變量，它只能在一個宏程序中進行數據存儲（如運算結果），斷電后，局部變量被初始化為空，調用宏程序時，自變量對局部變量賦值。公共變量在各個宏程序中可以被公用，在不同宏程序中的意義相同。系統變量是有固定用途的變量，用于讀寫計算機數控系統的數據。

用戶宏程序一般分為A類宏程序和B類宏程序。A類宏程序一般用于老的FANUC數控系統中，比如FANUC 0-TD系統，該系統的操作面板沒有公式符號，只能用“G65Hm”格式宏指令表達數學運算和邏輯關系，極不直觀，且可讀性差。B類宏程序主要以公式和語言輸入，類似于C語言，編程功能更豐富，更直觀，所以在本文中只以B類宏程序為重點，介紹相關編程知識。

2 宏程序編程方法和技巧

對于數控車床復雜曲面加工，我們最常見到的就是橢圓，拋物線，雙曲線，正、余弦曲線等。筆者結合近幾年教學實踐，將宏程序編寫簡化為以下幾步：

（1）要熟悉各個曲線的函數方程式及方程式中各要素的含義。

（2）根據圖紙中的加工輪廓，確定函數方程式。

（3）將函數方程式中的自變量與因變量轉化為與機床坐標軸相同的變量。

（4）結合機床坐標軸實際情況，選擇一個合適的軸作為自變量（盡量使自變量和因變量的值是一一對應關系）。

（5）在圖紙上確定復雜輪廓的（橢圓，雙曲線等）原始曲線坐標系，在該坐標系下確定曲線加工的起始坐標和終止坐標。

（6）在編程過程中，確定所使用的變量個數及變量號，防止發生混淆。

（7）根據輪廓切削加工的實際情況，增加相應的輔助功能，例如：冷卻液的開關，語句的循環、粗，精加工等。

（9）最后將程序錄入機床，通過圖形模擬或試切削檢查和調試程序，注意其格式和賦值。

3 橢圓宏程序的編制

4 結語

在本文中，運用FANUC宏程序實現了橢圓曲線的數控車削加工，并根據工藝要求分別編寫了粗、精車加工程序。對于其他的復雜加工曲面，如拋物線，雙曲線，正、余弦曲線，都可通過修改函數方程式實現，這樣就大大擴展了數控機床的功能。隨著CAD/CAM軟件的廣泛使用，手工編程的使用空間越來越小，但對于數控車削加工來講，手工編程和宏指令有程序短小精悍，加工精度高，加工效率高等優點，是自動編程不可取代的。

參考文獻

[1] 楊琳.數控車床加工工藝與編程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

[2] 方沂.數控機床編程與操作[M].北京：國防工業出版社，2007.

[3] FANUC-0I數控系統操作與編程說明書，2007.endprint