宏程序編程在數(shù)控銑加工的實(shí)例探討

向建平

（貴州裝備制造職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 500005）

筆者從事職業(yè)教育多年，也一直從事數(shù)控加工編程的理論和實(shí)操教學(xué)。所在單位也從中職升格為高職，在多年的實(shí)踐教學(xué)中也積累了一些經(jīng)驗(yàn)。對(duì)中職生而言，宏程序是他們的一個(gè)難點(diǎn)。畢竟他們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)還是很薄弱，學(xué)起來(lái)很費(fèi)勁，近年來(lái)我也上高職班的數(shù)控編程課程。學(xué)生對(duì)手工編程很有興趣。故宏程序教學(xué)是建立在有一定編程基礎(chǔ)之上來(lái)授課的。它需要學(xué)者具備一定的高中函數(shù)的知識(shí)。還要一定的邏輯思維能力。當(dāng)然，通過(guò)本章宏程序編程的學(xué)習(xí)，一定會(huì)鍛煉和提高學(xué)者的邏輯思維能力和編程能力。隨著各類(lèi)編程軟件在教學(xué)和加工中的應(yīng)用。手工宏程序編程在實(shí)際應(yīng)用中越來(lái)越少。但是，在實(shí)際工作中如果遇到不具備軟件編程的條件時(shí)，加工的工件是簡(jiǎn)單的曲面時(shí)，可用手工編程來(lái)解決問(wèn)題。這就需要宏程序的相關(guān)知識(shí)。再說(shuō)，宏程序是手工編程的最高層次，也體現(xiàn)了數(shù)控從業(yè)者的水平。

對(duì)于從事數(shù)控車(chē)、銑編程的學(xué)者而言，形狀簡(jiǎn)單的工件，可用手工編程就可完成且效率也挺高，但是對(duì)于工件形狀帶有曲面或非線(xiàn)性的輪廓面。一般采用軟件編程就可解決問(wèn)題。但是，有些時(shí)候不具備軟件編程條件的情況下（如：沒(méi)有規(guī)定的軟件、或傳輸接口參數(shù)設(shè)置有誤）。在這種情況下。何嘗不試一試用宏程序來(lái)解決問(wèn)題呢，所以本文就對(duì)宏程序在實(shí)例中的應(yīng)用來(lái)探討。以夠用為原則的知識(shí)點(diǎn)如下：

一、宏程序的基本知識(shí)

（一）何為宏程序

用變量的方式進(jìn)行數(shù)控編程的方法叫數(shù)控宏程序編程。

舉例說(shuō)明：

普通程序：G01X100.Y100.Z100.F200，X，Y，Z 地址后面是常量，如果把后面的常量改成變量#1,#2,#3。這就是所謂的宏程序。

（二）何為變量

變量的設(shè)定：宏程序中規(guī)定#+數(shù)值為變量。如#1;#2;#3 等。根據(jù)數(shù)值的不同，把變量分為局部變量(#1-#33)和全局變量(#110-#149)

變量是一個(gè)會(huì)變化的量，與之對(duì)應(yīng)的是常量。常量比如：1，2,22，65等等阿拉伯?dāng)?shù)字。變量比如：#1，#2，#5 等等，#1，#2 的值到底是多少，要由賦值語(yǔ)句來(lái)確定。

（三）變量的傳遞

宏程序的變量傳遞不同于等式含義，

例如 #3=2 其含義的變量#3 的值為2，這里的等號(hào)含義是：把右邊的值傳遞到等號(hào)的左邊。規(guī)定：只有#號(hào)的變量才可帶入公式進(jìn)行計(jì)算。

又有：#3=#3+2.其含義為每次變量#3 的值增加2，這就是變量的賦值更新。把這個(gè)每次變化后的值帶入指定的計(jì)算公式，從而實(shí)現(xiàn)變量計(jì)算。

（四）宏程序的計(jì)算表達(dá)

二、實(shí)例探討

例如：如圖2所示，工件的材料為鋁件，毛坯尺寸為150mm×150×72mm，手工編程半球部分輪廓。現(xiàn)有刀具：平底銑刀直徑Φ20用于粗加工，球頭銑刀Φ10 用于精加工。同時(shí)寫(xiě)出加工工工藝。

探討分析

該圖要是考察手工編程，故用宏程序完成。同時(shí)考慮粗加工和精加工。平底銑刀用于粗加工和球頭銑刀用于精加工。同時(shí)考慮用平底銑刀清根處理。

（一）粗加工探討

A 工藝分析：

毛坯件為鋁件，對(duì)刀點(diǎn)和編程坐標(biāo)點(diǎn)選定在工件的上表面的中心。因?yàn)榇旨庸ひ獮榫庸ち粝掠嗔繛?mm。上圖虛線(xiàn)為半球體的輪廓。所以需要去除的材料為四周倒角，角度為45 度。本題重點(diǎn)是對(duì)倒角的手工編程，其余材料不在課題考慮范圍之內(nèi)。

B 表達(dá)式分析：

圖3 所示，H 為高度，設(shè)為變量，B 和H 是相等關(guān)系。斜邊輪廓上的點(diǎn)的變化關(guān)系是：B=H,平底銑刀的刀具半徑為10

整理為 ：X=37+H

設(shè)變量#2 為深度的自變量H

因變量#3=（37+#2）

C 粗加工程序如下:

（二）精加工探討

A 表達(dá)式分析：如圖3。

由圖形分析：

關(guān)于x 的宏程序表達(dá)為:

B 工藝分析

a 因?yàn)槭乔蝾^刀，底部殘留材料要清根處理。

b 加工進(jìn)刀是由上到下，由外到內(nèi)。

c 循環(huán)條件考慮刀具的半徑值，否則會(huì)過(guò)切。

C 精加工程序如下：

三、總結(jié)

通過(guò)對(duì)宏程序的基本知識(shí)點(diǎn)介紹，再結(jié)合實(shí)例的分析，在實(shí)踐的應(yīng)用中，筆者認(rèn)為學(xué)好宏程序的關(guān)鍵是多練習(xí)，在實(shí)踐中去總結(jié)。首先要注意宏程序的特殊表達(dá)含義和表達(dá)方式。特別是有關(guān)符號(hào)的輸入格式。寫(xiě)好后，可以先在機(jī)床上模擬軌跡。常用的系統(tǒng)有華中和FANUC 數(shù)控系統(tǒng)，二者只是在輸入格式上有所區(qū)別。再者，要根據(jù)曲線(xiàn)方程或線(xiàn)性方程，結(jié)合機(jī)床坐標(biāo)進(jìn)行自變量和因變量的表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。要注意自變量的取值范圍。本文中的構(gòu)思肯定有不周全的之處，比如還可以建立刀具半徑補(bǔ)償。這樣的構(gòu)思就可以跟好的控制精度。文中有不妥之處還請(qǐng)同行老師多多包涵，并提出更好的建議，筆者定將虛心接受。