夏文龍

（廣東省工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校，廣東 韶關(guān)512000）

0 前言

目前數(shù)控系統(tǒng)沒有完善的函數(shù)曲線的插補(bǔ)功能，因此實(shí)際操作中加工函數(shù)曲線的編程多采用手工編輯宏程序來完成，但自動(dòng)編程加工函數(shù)曲線會(huì)直接影響到宏知識(shí)的傳教。作為培養(yǎng)高技能人才的學(xué)校，特別是數(shù)控教學(xué)中根據(jù)不同情況，掌握函數(shù)曲線的宏編程是非常必要的?，F(xiàn)今，數(shù)控系統(tǒng)的種類非常多，宏編程的格式有所不一樣，但原理一樣。宏程序的最大特點(diǎn)是，可以對變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序應(yīng)用更加靈活、方便。雖然子程序?qū)幹葡嗤庸げ僮鞯某绦蚍浅Ｓ杏茫瓿绦蛴捎谠试S使用變量算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制相同加工操作的程序更方便、更容易。

宏程序有A、B兩類，本人以操作過的數(shù)控車床配置的數(shù)控系統(tǒng)為例，發(fā)現(xiàn)GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床使用的是A類宏程序，相比之下，宏編程的格式繁瑣。下面我就以GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床為例，介紹手工編輯加工函數(shù)曲線的宏程序。

1 手工編輯宏程序的相關(guān)知識(shí)

當(dāng)前的數(shù)控系統(tǒng)都為用戶配備了較強(qiáng)大的類似于高級(jí)語言的宏功能，用戶可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)混合運(yùn)算。通過它所提供的循環(huán)語句、分支語句可大大減少手工編程時(shí)繁瑣的數(shù)值計(jì)算，是提高機(jī)床性能的一種特殊功能，在函數(shù)曲線工件的加工中巧用宏程序?qū)⑵鸬绞掳牍Ρ兜男Ч?/p>

用戶宏程序有A、B兩類，A類宏程序是以G65 Hm P#i Q#j R#k的格式輸入的，而B類宏程序則是以直接的公式和語言輸入的，類似于C語言。GSK980TD數(shù)控車床中使用的是A類宏程序，它的一般格式為：

G65 Hm P#i Q#j R#k

m：01～99表示運(yùn)算命令或轉(zhuǎn)移命令功能；

#i：存入運(yùn)算結(jié)果的變量名；

#j：進(jìn)行運(yùn)算的變量名1，也可以是常數(shù)。常數(shù)直接表示，不帶#，單位為微米，編程時(shí)需乘以1000，轉(zhuǎn)變?yōu)楹撩祝?/p>

#k：進(jìn)行運(yùn)算的變量名2，也可以是常數(shù)。常數(shù)直接表示，不帶#，單位為微米，編程時(shí)需乘以1000，轉(zhuǎn)變?yōu)楹撩祝?/p>

指令意義：#i=#jA#k(注：A為運(yùn)算符號(hào)，由Hm決定)。

具體定義看宏指令表（表1）。

表1

注意：1.用度指定的單位，單位是千分之一度；2.在運(yùn)算中，當(dāng)必要的Q、R沒指定時(shí)。其值作為零參加運(yùn)算；3.在運(yùn)算中，小數(shù)部分全部舍去，單位為0.001mm.

2 宏編程路徑

采用一次性切削的方法來加工函數(shù)曲線來編程，在實(shí)際加工時(shí)，把刀補(bǔ)偏移出來。

其流程圖如圖1。

3 加工函數(shù)曲線的宏程序?qū)嵗?/h2>

實(shí)例、加工如圖2所示的零件，工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼，毛坯為直徑Φ50mm，長50mm的棒料。

3.1 正弦曲線圖形（圖3）

3.2 正弦曲線一般式：y=Asin(ωx+φ)+k，ω=

圖1

圖2

圖3

其中：

（1）在直角坐標(biāo)系上的圖象，正弦曲線是一條波浪線；

（2）sin為正弦符號(hào)；

（3）x是直角坐標(biāo)系x軸上的數(shù)值；

（4）y是在同一直角坐標(biāo)系上函數(shù)對應(yīng)的y值；

（5）k、ω和φ是常數(shù)（k、ω、φ∈R），ω≠0；

（6）x∈R時(shí)定與x軸相交但不一定過（0，0）；

（7）A——振幅，當(dāng)物體作軌跡符合正弦曲線的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其值為行程的1/2；

（8）(ωx+φ)——相位，反應(yīng)變量y所處的狀態(tài)；

（10）k——偏距，反應(yīng)在坐標(biāo)系上的圖像為圖像的整體上移或下移；

（11）π——代入計(jì)算時(shí)為180度；

（12）T——周期，半周期是180度，整個(gè)周期是360度。

3.3 轉(zhuǎn)換為車床方程：X=Asin(ωZ+φ)+k，ω=

在車床 上加工正弦線時(shí)，以Z為變量時(shí)，變量的范圍確定：Z的變量也就是Z方向的加工起點(diǎn)和加工終點(diǎn)的兩個(gè)值（正弦線加工起點(diǎn)為Z的變量初始值，一般為0，加工起點(diǎn)到加工終點(diǎn)的距離為Z的變量終止值）。

3.4 加工函數(shù)曲線宏程序計(jì)算

（1）求出正弦線的方程：車床的方程為X=Asin(ωZ+φ)+k，ω=，正弦線的加工起點(diǎn)直徑-正弦線的加工終點(diǎn)直徑由圖形可以得知，φ的變化是270度到450度，由公式sin(π+α)=-sinα可以得270=180+90、450=360+90，也就是說明sin270與sin90成正負(fù)關(guān)系，在計(jì)算X值時(shí)只能正值，那就是用sin90代理sin270，然后在Z的值添加負(fù)號(hào)，sin450與sin90相等關(guān)系；K為42，即偏心距；T的值是正弦線從270至450，只變化180度，此時(shí)為半個(gè)周期是14，整個(gè)周期是28；加工起點(diǎn)是在正弦線的軸線最高點(diǎn)，正弦線的編程方程為：，X為直徑值。

（2）變量的確定：以Z為變量，變量范圍[0,14]，計(jì)算方法是加工起點(diǎn)為0，加工終點(diǎn)是正弦線的起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離。3.5 加工函數(shù)曲線宏程序（表2）

表2

4 結(jié)束語

用手工編輯宏程序可以在數(shù)控車床上進(jìn)行函數(shù)曲線的插補(bǔ)，彌補(bǔ)了數(shù)控系統(tǒng)中沒有函數(shù)曲線插補(bǔ)功能這一不足。編輯程序時(shí)，可參照其數(shù)學(xué)公式、微分方程等有關(guān)知識(shí)，使編程計(jì)算大大簡化，程序的可讀性強(qiáng)，提高了編程效率，從而充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的內(nèi)在潛力，提高加工效率和質(zhì)量，同時(shí)使宏知識(shí)在學(xué)校得到廣泛是學(xué)習(xí)和應(yīng)用。作者通過多次實(shí)踐證明，加工函數(shù)曲線用手工編輯宏程序能高效、準(zhǔn)確地加工出正弦線的輪廓。（說明：至于余弦線曲線的宏編程在此不一一編輯）

［1］廣州數(shù)控設(shè)備有限公司.GSK980TD車床CNC使用手冊[M].

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