盧孔寶，陳紅亮，王益土

(浙江水利水電?？茖W校，浙江杭州 310018)

0 引言

目前，為了能夠提高數(shù)控加工的工作效率，數(shù)控宏程序編程也越來越多地應用于數(shù)控加工過程之中，在數(shù)控宏程序編程過程之前，CAM軟件已經(jīng)成為了數(shù)控編程的最為主要的軟件工具，然而，若需要編制那些形狀類似但是尺寸變化或有規(guī)律的數(shù)學關系等方面的零部件時，該編程工具也存在著一些缺陷和弊病，例如所編制的程序的可讀性較差、程序冗繁、程序靈活性不夠好等缺陷.那么，這就要求信息技術領域能夠發(fā)展一種新型的編程技術克服如上述的缺陷以及問題，那么這就使得數(shù)控宏程序編程的出現(xiàn)，該程序所編制出來的程序簡短易懂、靈活方便以及條理性較為清晰等方面的優(yōu)點.對于此編程程序而言，需要編程者在實際的編程過程中保持清晰的思路、語法要正確而且能夠具有嫻熟的工藝經(jīng)驗，這樣才能夠確保一個完整的、正確的以及科學的加工程序的編織成功[1－2］.可以這樣說，宏程序編程的出現(xiàn)，大大地克服了各種缺陷和問題，能夠很好地增加數(shù)控加工的可控性以及可操作性.本文在對數(shù)控宏程序編程進行概述的基礎上，舉出一個宏程序編程的實例，來說明研究的問題.

1 數(shù)控宏程序編程概述

1.1 數(shù)控宏程序的涵義

宏指令屬于數(shù)控系統(tǒng)中的一個部分，它指的就是包含轉(zhuǎn)向、變量以及比較判斷等方面功能的一種特殊的指令，若一個程序包含有宏指令，那么就將這個程序稱作為宏程序.宏程序是作為數(shù)控機床編程手工編程方法中的高級程序而出現(xiàn)的.

1.2 數(shù)控宏程序的優(yōu)點

數(shù)控宏程序與普通的數(shù)控程序以及其他編程軟件如CAM軟件具有一定的差異性，主要而言，具體包括如下幾個方面的優(yōu)點.

1.2.1 較強的通用性

具體而言，可以概括為如下3個方面，即:①可以對某一個程序中的修改部分變量加以賦值，這就是說運用宏程序能夠?qū)Σ煌叽缫约靶螤畹念愃屏悴考M行很好地加工;②可以將某一程序通過一些修改對加工的余量變量進行賦值，這就是說可以同時對同一種程序的粗細加工兩個方面的應用;③可以對某些程序進行適當?shù)匦薷腫3－4］.

1.2.2 簡練的程序

在對比較復雜的零件進行加工的時候，若用現(xiàn)有的計算機輔助編程軟件編制的程序進行加工的時，通常情況下有大量的點位計算是采用G00或G0l等方式插補計算;而在走圓弧插補時，通常情況下不是采用G02或G03直接進行圓弧插補，而是采用G01逐點逼近形成圓弧.這樣在執(zhí)行圓弧走刀對每兩個基點之間都要進行插補運算.按這種方式.大大增加了數(shù)控系統(tǒng)的工作量，如果零件精度要求越高，則基點分布越需要密集，同時計算量也成倍增長.形成程序量也隨之增大.

1.2.3 機床效率高

宏程序最大的特點是采用的都是機床內(nèi)部編碼G01直線插補、G02順圓弧插補、G03逆圓弧插補等.數(shù)控系統(tǒng)可以直接進行插補運算，減少了程序運算時間，從而提高加工效率.

2 應用實例

2.1 用銑削方式加工任意坐標位置上的整圓

對于用銑削方式加工任意坐標位置上的整圓，是非常重要的一步.圖1為銑削方式加工任意坐標位置上的整圓.

圖1 削加工整圓示意圖

根據(jù)內(nèi)孔加工的工藝要求，確定了圖1所示的走刀路徑，并編制出如下程序:

(該例選用的加工尺寸為:該圓圓心坐標為(100，100)，深度H為8 mm，半徑R為30 mm，刀具直徑與深度相同，即為12 mm

O1234(主程序)

G00 G90 G54 G80 G40 G49 G21;

G91 G00 G28 Z0.0;

G91 G00 G28 X0.0 Y0.0;

M06 T1;

M08;

S1000 M3;

G90;

G43 G00 H1 Z100.;

Z5.;

G65 P1235 X100.0 Y100.0 Z －8.0 R30.0 D12 F200;G00 G49 Z150;

M5;

M09;M30;

O1235(宏程序名)

#110=100(該圓圓心坐標X為100)

#111=100(該圓圓心坐標Y為100)

#112=30(該圓圓弧半徑為30 mm)

#113=12 mm(加工該圓的刀具直徑為12 mm)

#114=12 mm(加工該圓的深度為12 mm)

#101=#112－#113/2;(#101為為計算加工圓半徑的刀具中心尺寸)

#102=#101/2;(#102為切入圓的切線的長)

#103=#110+#102;(#103為切入圓的切線X的坐標)

#104=#111+#102;(#104為切入圓的切線Y的坐標)

#105=#111+#101;(#105為切入圓的切弧的Y坐標)

#106=#110－#102;(#106切入圓的切弧的X坐標)

G00 X#110 Y#111;(此步可以快速定位至加工圓的圓心)

G01 Z#114 F80;(該程序段為用G01形式下刀至切深)

G01X#103Y#104F200;(該程序段為用G01形式到切入線的終點坐標)

G03X#110Y#105R#102;(該程序段為G03形式到切入弧的終點坐標)

G03I0.0J－#101;(該程序段為G03形式加工整圓)

G03X#106Y#104R#102;(該程序段為G03形式切出弧的終點坐標)

G1X#110Y#111;(該程序段為G01形式退回至該圓的圓心坐標)

M99;(程序結束.)

2.2 用宏程序的方式編制公式曲線加工

用宏程序的方式編制公式曲線加工的示意圖見圖 2[1］.

圖2 用宏程序的方式編制公式曲線加工的示意圖

用宏程序的方式編制公式曲線加工的具體公式主要包括:

具體的加工程序如下:

O1236;(主程序名)

G00 G90 G56 X －10.0 Y0.0;

G91 G00 G28 Z0.0;

G91 G00 G28 X0.0 Y0.0;

M08;

M06 T01;

G90;

M03 S1200;

G43 H01 Z50.0;

G01 Z5.0 F1500;

G01 Z －8.0 F200;;

#100=0;(#100為加工起始角度為0°)

N10 1F[#100 GT 720］GOTO20;(如果加工角度≥720°，則循環(huán)結束跳至N20程序段)

#101=COS(#100+180)*(10.0+#100/45);(#101 為當前刀具的x位置)

#102=SIN(#100)*(10.0+#100/45);(#102為當前刀具的y位置)

G01 X#101 Y#102 F200;(該程序為用G01方式對曲線進行加工)

#100=#100+0.05;(加工角度增大 0.005°)

GOTO 10;(如果加工角度小于720°，跳回到N10進行加工)

N20 G00 G49 Z100.0;

G91 G28 Z0.0.

G91 G28 X0.0 Y0.0

M05;

M09;

M30;(程序結束.)

3 結論

采用宏程序方式編制出來的程序，是將一些特定的尺寸和相應的數(shù)學邏輯關系設定成變量，如果當特定尺寸和數(shù)學邏輯關系需要發(fā)生變化時，只需將相應的變量進行更改即可實現(xiàn).從上述實例中，可看出宏程序可以使數(shù)控編程人員可以減少大量編程時間，編制出來程序的可讀性、合理性和簡潔性表現(xiàn)明顯.同時也對編程人員提出了更高的要求，即在編程過程中，需要根據(jù)零件的特性及該企業(yè)所生產(chǎn)的零件情況以及企業(yè)的生產(chǎn)設備等因素考慮程序的編制方式選擇，從來更加合理的滿足加工所需.因此作為優(yōu)秀的數(shù)控程序工藝員，掌握宏程序的編制是很有必要的，根據(jù)企業(yè)實際情況在批量生產(chǎn)時以提高生產(chǎn)效率為準則，不要一味地依賴CAD/CAM軟件出后置程序.可選用宏程序編程.在國外一些機械行業(yè)相對發(fā)達國家，計算機輔助軟件CAD/CAM軟件的應用已經(jīng)分廠普遍，但他們始終堅持著對手工編程的培訓，大力提倡宏程序的在加工中的應用.

[1]楊 鋼，陳小安.宏程序在數(shù)控加工中的應用[J］.現(xiàn)代制造工程，2007(12):45－46.

[2]陳銀清.宏程序編程在數(shù)控加工中的應用研究[J］.機床與液壓，2009，37(5):45 －46.

[3]楊世平，楊湘軍，胡自化，等.絞龍類零件數(shù)控加工宏程序的開發(fā)[J］.組合機床與自動化加工技術，2003(4):40－41.

[4]霍蘇萍，張月樓.宏程序在數(shù)控加工中的應用分析[J］.煤礦機械，2007，28(9):121 －122.