閆振杰

摘 要：數(shù)控車床技能訓練是職業(yè)學校機械專業(yè)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(jié)合近幾年的教學實踐，對學生在數(shù)控車床宏程序編程與加工中出現(xiàn)的問題進行原因分析和總結(jié)，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(zhì)量。

關鍵詞：數(shù)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(chǎn)力的發(fā)展和技術進步，數(shù)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(chǎn)品的外形輪廓采用特殊曲面的設計逐漸增多，在數(shù)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(shù)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(gòu)。

1 FANUC 0i系統(tǒng)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(fā)生改變而尺寸發(fā)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(shù)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(shù)控系統(tǒng)的編程功能。針對這一情形，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)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(zhuǎn)移和循環(huán)等命令，達到程序功能。

根據(jù)變量在系統(tǒng)中的不同功能，我們把它劃分為局部變量，公共變量和系統(tǒng)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(shù)據(jù)存儲（如運算結(jié)果），斷電后，局部變量被初始化為空，調(diào)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(tǒng)變量是有固定用途的變量，用于讀寫計算機數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

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(shù)控系統(tǒng)中，比如FANUC 0-TD系統(tǒng)，該系統(tǒng)的操作面板沒有公式符號，只能用“G65Hm”格式宏指令表達數(shù)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(shù)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(jié)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(shù)方程式及方程式中各要素的含義。

（2）根據(jù)圖紙中的加工輪廓，確定函數(shù)方程式。

（3）將函數(shù)方程式中的自變量與因變量轉(zhuǎn)化為與機床坐標軸相同的變量。

（4）結(jié)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(shù)及變量號，防止發(fā)生混淆。

（7）根據(jù)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(huán)、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(diào)試程序，注意其格式和賦值。

3 橢圓宏程序的編制

4 結(jié)語

在本文中，運用FANUC宏程序?qū)崿F(xiàn)了橢圓曲線的數(shù)控車削加工，并根據(jù)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(shù)方程式實現(xiàn)，這樣就大大擴展了數(shù)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(shù)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(yōu)點，是自動編程不可取代的。

參考文獻

[1] 楊琳.數(shù)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(shù)控機床編程與操作[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[3] FANUC-0I數(shù)控系統(tǒng)操作與編程說明書，2007.endprint