劉春蘭　鐘睿

摘 要：文章圍繞宏程序編制的基本步驟、結(jié)構(gòu)流程圖、編程模板等，并以FANUC系統(tǒng)為例，闡述宏程序在公式曲線中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：宏程序；函數(shù)表達(dá)式；定義域

在數(shù)控機(jī)床切削加工中，經(jīng)常會(huì)碰到一些非圓弧曲線類零件的加工，這類零件的若用Ug、CAXA等自動(dòng)編程軟件編程，則生成的程序較長(zhǎng)、占用內(nèi)存大、程序修改有一定的困難，若用數(shù)控系統(tǒng)提供的圓弧插補(bǔ)指令，則無法滿足編程要求。但是，如果利用宏程序功能，就可以很好地解決這類零件的加工問題，文章以雙曲線為例，闡述宏程序在公式曲線的應(yīng)用。

1 編制宏程序的基本步驟

對(duì)于一些可用函數(shù)表達(dá)式表示的非圓弧曲面或工件輪廓的數(shù)控車削加工，是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一個(gè)重要的新功能和方法，也是數(shù)控車加工實(shí)訓(xùn)、數(shù)控技能競(jìng)賽實(shí)操必考核項(xiàng)目，但是對(duì)基礎(chǔ)薄弱的中職學(xué)生來說，要快速熟練準(zhǔn)確地掌握較為困難。

事實(shí)上，可用函數(shù)表達(dá)式表示的非圓弧曲面或工件輪廓的宏程序編制是具有一定的規(guī)律性，如表1所示為反映編制非圓弧曲面或工件輪廓曲線加工宏程序基本步驟的變量處理表。

1.1 自變量的選擇

（1）函數(shù)表達(dá)式中的X和Z坐標(biāo)中任選一個(gè)參數(shù)定義為自變量。（2）在定義自變量時(shí)，一般選擇參數(shù)變化范圍大的作為自變量，數(shù)控車削加工時(shí)通常將Z軸設(shè)定為自變量。（3）根據(jù)函數(shù)表達(dá)式的方便情況來確定X軸或Z軸作為自變量。如某表達(dá)式含開三次方的函數(shù)，這樣在宏程序中不方便表達(dá)。（4）變量的定義也可以根據(jù)編程者個(gè)人習(xí)慣設(shè)定。

1.2 確定自變量的定義域

自變量的起止點(diǎn)坐標(biāo)值是相對(duì)于函數(shù)表達(dá)式自身坐標(biāo)系的坐標(biāo)值（如橢圓自身坐標(biāo)原點(diǎn)為橢圓中心，拋物線自身坐標(biāo)原點(diǎn)為其頂點(diǎn)）。其中起點(diǎn)坐標(biāo)為自變量初始值，終點(diǎn)坐標(biāo)為自變量的終止值。

1.3 進(jìn)行函數(shù)變換，確定因變量相對(duì)于自變量的函數(shù)表達(dá)式。

2 公式曲線宏程序編程模板

2.1 IF語(yǔ)句函數(shù)宏程序編程模板

3 宏程序編制結(jié)構(gòu)流程

宏程序數(shù)控車削加工函數(shù)表達(dá)式的曲線，根據(jù)上述原理與刀具路徑分析，只要選定了自變量，確定了自變量的定義域和函數(shù)表達(dá)式，然后再用微小線段逼近的方式就能夠加工出來，其宏程序編制的結(jié)構(gòu)流程圖如圖1、圖2所示。

4 應(yīng)用舉例

加工如圖3所示零件。工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼或鋁；毛坯為直徑30mm，長(zhǎng)100mm的棒料（文章只以橢圓部份的精車程序且以FANUC系統(tǒng)為例）。

圖樣分析：

（1）圖形中的曲線為橢圓，其方程為X2/142+Z2/202=1，根據(jù)圖形所示，選Z軸為自變量，其函數(shù)表達(dá)式為：X=14（1-Z2/202）1/2，根據(jù)計(jì)算，自變量其在工件坐標(biāo)系下的定義域?yàn)?至Z 37.321。

（2）根據(jù)零件的圖形選用35度精車外圓車刀。

程序：

O0001

S1500 M03

T0101

G00 X30 Z2

Z0

G95 G01 Z0 F0.05

#1=0

WHILE [#1 GE -37.321] DO 1

#2=14*SQRT[1-#1*#1/20*20]

G01 X[2*#2] Z[#1]

#1=#1-0.1

END 1

G00 X30

X100 Z100 M05

M30

5 結(jié)束語(yǔ)

在教學(xué)工作過程中，大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為宏程序高深莫測(cè)，運(yùn)用困難。但作者在進(jìn)行非圓弧曲線類零件宏程序編寫時(shí)，雖相對(duì)軟件自動(dòng)編程有一定的難度，但只要能找出非圓弧曲線的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式，加工刀具的選擇和切削用量的選擇等方面入手，掌握宏程序的一些編程技巧，多加研究，哪么問題也就迎刃而解。

參考文獻(xiàn)

[1]杜軍.數(shù)控宏程序編程手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2]馮志剛.數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：劉春蘭（1979-），女，漢族，講師，學(xué)士，研究方向：數(shù)控加工技術(shù)。

鐘睿（1976-），男，漢族，高級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，學(xué)士，研究方向：數(shù)控加工技術(shù)。