數(shù)控車宏程序教學(xué)中五步編程法的應(yīng)用實(shí)踐

劉俊輝

摘 要：在向初步接觸數(shù)控中宏程序的學(xué)生授課時(shí)，可以用五步編程法實(shí)施教學(xué)，將一個(gè)比較完整的宏程序具體分解成五個(gè)步驟。數(shù)控車宏程序通常只需要依照一定的順序去執(zhí)行規(guī)定含義的五步程序就可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)控車的教學(xué)和高級(jí)工培養(yǎng)教學(xué)中對(duì)宏程序的教學(xué)是不可或缺的，將宏程序教學(xué)當(dāng)中的編程技巧進(jìn)行有效掌握是對(duì)零件進(jìn)行加工的關(guān)鍵。這種方式可以有效降低職業(yè)院校教師對(duì)學(xué)生傳授宏程序知識(shí)的難度，從而提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車 宏程序 非圓曲線 零件加工

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，我國在數(shù)控專業(yè)技能鑒定方面增添了反對(duì)非圓曲線的加工以及嚴(yán)格的考察，在全國范圍內(nèi)也舉辦了四屆數(shù)控技能比賽。我們從比賽的結(jié)果上可以看出非圓曲線的加工技能是一個(gè)非常重要的考點(diǎn)，并且所占的考核分值比較重。從企業(yè)發(fā)展的角度上來分析，宏程序不只使用在非圓曲線的加工方面，還可以擴(kuò)展到同樣類型、但是在型號(hào)方面存在很大差異性的零件加工上。這些方面我們都可以看出，對(duì)于當(dāng)前職業(yè)院校的數(shù)控專業(yè)來講，學(xué)習(xí)和掌握宏程序是非常重要的。

一、五步編程法的定義

在進(jìn)行編程工作之前需要對(duì)已有的圖樣實(shí)施數(shù)學(xué)工作處理，這其中主要是需要解決兩個(gè)方面的問題：依照實(shí)際的要求，選用X方向或者是Z方向上的變量來代替曲線上的開始和結(jié)束的位置，這樣可以方便地確定具體位置;依照所選取的變量的大小，對(duì)曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程依照實(shí)際加工的要求進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。對(duì)圖紙了解和掌握以及基本的數(shù)學(xué)處理之后就可以正式開始宏程序的編制，具體的五步編程法如下。

1.將變量進(jìn)行初始化

第一步主要是依照具體的圖紙來確定一個(gè)變量以及給定一個(gè)實(shí)際的變量，通常宏程序就是從這個(gè)加工點(diǎn)開始進(jìn)行加工，所確定的這個(gè)點(diǎn)可以方便人們確定位置并且存在的誤差相對(duì)較小?；緛碇v，初始的變量值為曲線標(biāo)準(zhǔn)方程中坐標(biāo)系靠下的值，通過簡化的方式進(jìn)行計(jì)算;對(duì)于實(shí)際的位置，在五步法中的第三步可以通過具體的坐標(biāo)平移來實(shí)現(xiàn)。

2.公式計(jì)算

第二步是依照所選用的實(shí)際變量來對(duì)數(shù)學(xué)公式實(shí)施具體處理，將另外一個(gè)坐標(biāo)軸上的數(shù)值用實(shí)際的變量值來具體表現(xiàn)出來。這個(gè)步驟之前應(yīng)當(dāng)具備一個(gè)程序段的段落號(hào)，這樣可以方便對(duì)終點(diǎn)值的判斷，這個(gè)語句可以組成一個(gè)循環(huán)性的語句來完成整體的加工過程。

3.對(duì)G01進(jìn)行加工

第三步是在對(duì)G01實(shí)施直線近似值的處理過程中，需要完成單、雙兩方面量的轉(zhuǎn)換以及對(duì)平面坐標(biāo)實(shí)施平移，讓圖標(biāo)可以處于坐標(biāo)系當(dāng)中具體所指定的位置。這其中單雙兩方面的轉(zhuǎn)換主要是通過宏程序的編程來實(shí)現(xiàn)的。

4.自變量的增減

第四步是主要是推動(dòng)刀具工作的驅(qū)動(dòng)器。其中自變量就是通過第一步的變量初始化的定義變量，主要是控制增量的大小，提升量加大則出現(xiàn)的誤差就比較大，但是實(shí)際的運(yùn)行速度比較快，增效比較小，那么實(shí)際的誤差就比較小，運(yùn)行的速度就比較緩慢。

5.對(duì)終點(diǎn)進(jìn)行判斷

這是五步編程法中最后一個(gè)步驟，這個(gè)步驟主要是對(duì)判斷宏程序是否真實(shí)執(zhí)行到頭，屬于宏程序是繼續(xù)執(zhí)行還是進(jìn)行終止的判斷者。對(duì)變量是否達(dá)到了終點(diǎn)進(jìn)行判斷，如果沒有到達(dá)終點(diǎn)，就通過跳轉(zhuǎn)的語句將其轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)計(jì)算語句補(bǔ)分來重新開始執(zhí)行;如果已經(jīng)到達(dá)了終點(diǎn)，那么就依照順序繼續(xù)進(jìn)行接下來的程序。

二、數(shù)控車宏程序教學(xué)五步編程法的實(shí)際應(yīng)用探究

一個(gè)比較簡單的橢圓形的曲線，此時(shí)就可以采取五步編程的方式來實(shí)現(xiàn)精確的加工。首先我們需要分析的就是采取何種變量來作為具體的自變量，因?yàn)閄的值通過象限的方式處理是比較繁瑣的，而采取Z來作為自變量是相對(duì)比較容易的。Z在橢圓形的標(biāo)準(zhǔn)方程當(dāng)中，采用Z來作為實(shí)際的自變量當(dāng)中取值可以從30降低到-22.。

#1=30;其中Z為變量初始化的值，依照標(biāo)準(zhǔn)方程來具體確定。

N20 #2=[1/3]·sqrt[900-#1*#2];根據(jù) Z 計(jì)算相應(yīng)點(diǎn) X 坐標(biāo)。

G01 Z[2*#1] X[#0-30] F1.1;G01 進(jìn)行加工，X 中開始單、雙邊變量的計(jì)算，Z 中完成橫縱坐標(biāo)系的準(zhǔn)確平移。

#1=#2-0.2;自變量自減，增量為 0.2。

IF [#1GT-11] GOT20;對(duì)終點(diǎn)進(jìn)行判斷，要是不滿足實(shí)際數(shù)值，馬上返回到20號(hào)的程序段繼續(xù)計(jì)算。運(yùn)用非圓曲線中的宏程序的模板，這樣就可以快速地實(shí)現(xiàn)零件加工公式的權(quán)限外部輪廓的編程以及加工。下面我們來具體介紹一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用案例。

在實(shí)際的教學(xué)過程當(dāng)中，通過橢圓形的編程和加工居多的，橢圓形的編程具備較強(qiáng)的代表性，具體的橢圓形編程需要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面。

第一，工件的實(shí)際精度和在其編程過程中所選取的插補(bǔ)距離有著非常密切的關(guān)系，并且差距越來越小，實(shí)際的加工的精度就會(huì)有很大提升，但是這種方式就會(huì)造成數(shù)控系統(tǒng)中的實(shí)際工作量太大，嚴(yán)重影響到程序運(yùn)行的效率，這樣就會(huì)造成加工效率低下。在滿足了這個(gè)加工條件的基礎(chǔ)下，需要盡量選取步距較大的。

第二，橢圓形的中心和工件軸線出現(xiàn)不重合的零件的時(shí)候，就需要將工件的坐標(biāo)系實(shí)施偏置之后，再依照上述的步驟來進(jìn)行加工。

第三，以上所運(yùn)行的程序具備一定的宏觀性和通用性，每次只需要改變其中的變量所賦予的數(shù)值，比如橢圓的長軸和短軸的數(shù)值，就可以對(duì)同一類型和相似類型的零件進(jìn)行加工。

具體的模板如下。

橢圓長半軸值為a。

橢圓短半軸值為b。

自變量初始值為c。

橢圓的曲線自起點(diǎn)到橢圓中心點(diǎn)的距離為Z。

自變量的終點(diǎn)值為P，也就是橢圓虛線的終點(diǎn)到橢圓中心距離Z的距離。

設(shè)#3位橢圓中自變量數(shù)值Z;#4作為橢圓中橫軸變量X。

N20 #3=a作為自變量Z的初始值。

N11 WHILE[#3GEp]DOm;WHILE執(zhí)行循環(huán)，當(dāng)#3滿足大于或等于p時(shí)，則程序在WHILE DOm和ENDm之間循環(huán)，否則跳出循環(huán)，p為橢圓終點(diǎn)至橢圓中心的Z向距離。

三、小結(jié)

通過對(duì)數(shù)控車宏程序教學(xué)中五步編程法的應(yīng)用實(shí)踐和探究，我們可以看出五步編程教學(xué)的方式主要是將一個(gè)比較完整的宏程序具體分解成五個(gè)步驟，數(shù)控車宏程序通常只需要依照一定的順序去執(zhí)行就可以得到實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控車的教學(xué)中和高級(jí)工培養(yǎng)教學(xué)中，宏程序的教學(xué)是不可或缺的。對(duì)宏程序教學(xué)中的編程技巧進(jìn)行有效掌握是對(duì)零件進(jìn)行加工的關(guān)鍵所在。這種方式可以有效降低職業(yè)院校教師對(duì)學(xué)生傳授普宏程序教學(xué)的實(shí)際難度，通過這種方式的教學(xué)可以給當(dāng)前高職院校的數(shù)控教學(xué)帶來質(zhì)的改變，對(duì)數(shù)控車編程教學(xué)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

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（作者單位：平頂山高級(jí)技工學(xué)校）