喻 濤 周 翔 李 琦 曾凡毅

(江西省化學工業(yè)高級技工學校，江西 南昌 330029)

當前，數(shù)控加工技術發(fā)展迅猛，CAD/CAM軟件應用廣泛和強大。那么我們將思考的是，“手工編程是否會被自動編程所取代”，尤其是較復雜的宏程序，究竟是否還有市場?現(xiàn)在的數(shù)控技術，CAD/CAM應用非常的全面，但是手工編程仍有無法代替的功能。我國目前的數(shù)控發(fā)展狀況及宏編程的優(yōu)勢，尤其是華中數(shù)控系統(tǒng)的應用廣泛，客觀上決定了宏程序在國內許多企業(yè)應用得仍然廣泛。

針對目前國內使用較廣的數(shù)控車床和數(shù)控銑床加工中心，企業(yè)以及教學應用較多的國產華中系統(tǒng)的宏程序的編程。將探討研究說明華中系統(tǒng)的宏程序編程和實際應用。

一、宏程序的編程特點

宏程序編程雖然比普通編程要更難掌握，但在企業(yè)中有較為特殊的應用，而近些年的數(shù)控加工技能大賽宏程序也應用較多，一些特殊曲線的零件自動編程無法加工或是很難加工，只能應用宏程序編程來處理，結合于此，宏程序編程主要有以下幾方面的特點：

1、加工效率高

數(shù)控加工中經常會遇到批量少、種類多、規(guī)則幾何形狀的工件，在編程時需要加以分析與總結，找出它們之間的加工共同特點，把這些加工共同點設為變量應用到程序中，編制出宏程序，通過改變其中共性的變量就可以解決這些問題。從而在加工有共同點的零件時，只需改變宏程序變量中的賦值，就可以采用宏程序進行零件加工，極大的節(jié)省了編程時間，而且在加工的準確性也大大提高。即便是應用CAD/CAM軟件，對于這些零件也需要重新繪制圖形、設置刀具參數(shù)、切削驗證、后處理以及向機床傳輸程序后才可以進行加工。其次，宏編程程序段相對少，執(zhí)行起來效率高。加工一個零件就算僅僅節(jié)省1s的時間，成百上千的個類似零件合計起來節(jié)省的時間也就非?？捎^了。

2、節(jié)約成本

在企業(yè)生產中，經常會出現(xiàn)許多結構相似，但品類多、批次少的零件。這些零件在少數(shù)特征上變化不定，如果按常規(guī)加工方法，通常需要使用成型刀加工。由于零件品類多，成型刀具需求量非常大，成型刀具費用是普通刀具的3倍左右。為了節(jié)約經濟成本，采用宏程序編程，就可解決高成本的問題。與此同時，許多在企業(yè)生產中必須依靠球頭銑刀加工的零件，采用宏程序編程，只需平底刀就可以直接加工了。

3、加工范圍廣泛

宏編程在生產加工中還可應用到數(shù)控加工的應用，如對刀具長度補償(HD、半徑補償(D)、進給量(F)、主軸轉速(s)、G代碼、M代碼等進行設置。

4、加工成型質量好

對比宏程序與自動編程，對于自動編程來說，通常編制的加工程序的內存存儲量比較大，常用的數(shù)控系統(tǒng)傳輸標準配置一般為128KB或256KB，傳輸量大時就需要在線加工了。在線加工時，程序的傳輸速率跟不上機床的節(jié)奏。常見的數(shù)控系統(tǒng)如FANUC0i，所支持的RS232接口最大傳輸波特率為19200bit/s。當精度要求高、進給速度較大時，在實際加工中機床的進給加工會有明顯的滯緩影響加工質量。在應用宏編程時，加工程序比較簡練。一個合理的變量編程，一般加工零件程序都不會超過60行，換算成字節(jié)數(shù)，至多不過2.2K更用不上在線加工，不用出現(xiàn)滯緩現(xiàn)象。

二、華中宏程序常用編程語句

宏程序指令適合拋物線、橢圓、雙曲線等沒有插補指令的曲線編程；適合圖形一樣，只是尺寸不同的系列零件的編程；適合工藝路徑一樣，只是位置參數(shù)不同的系列零件的編程。較大地簡化編程；擴展應用范圍。

2.1 華中宏表達式

用運算符連接起來的常數(shù)或宏變量構成表達式.

2.2 賦值語句

格式：宏變量=常數(shù)或表達式

#2=175/SQRT[2]*COS[55*PI/180]；

#3=124.0；

2.3 條件判別語句IF，ELSE，ENDIF

格式(i)：IF條件表達式

/

…

ELSE

王愛國：2014年農村水利工作將深入貫徹黨的十八屆三中全會以及中央經濟工作會議和農村工作會議精神，明確目標，突出重點，開拓奮進，克難攻堅，推動農村水利改革發(fā)展再上新臺階。

…

ENDIF

格式(ii)：IF條件表達式

…

ENDIF

2.4 循環(huán)語句WHILE，ENDW

格式：WHILE條件表達式

…

三、宏程序加工實例

3.1 數(shù)控車加工拋物線實例：

%201

NI T0101

N2 G37

N3 #10=0；A坐標

N4 M03 S600拋物線B=A2/2在A區(qū)間[0，8]

N5 WHILE#10 LE 8

N6 #11=#10*#10/2

N7 G90G01X[#10]Z[-#11]F500

N8 #10=#10+0.08

N9 ENDW

N10 G00Z0M05

NIl G00 X0

N12 M30

通過此例我們可以發(fā)現(xiàn)，如果加工不同尺寸的拋物線，只需要修改拋物線參數(shù)變量即可。

3.2 數(shù)控銑床加工中心斜橢圓加工實例

斜橢圓且橢心不在原點的軌跡線加工(假設加工深度為2mm)

橢圓心不在原點的參數(shù)方程

X=a*COS[#1]+ M

Y=b*SIN[#1]+ N

變量數(shù)學表達式

設定θ=#1；(0°～360°)

那么X=#2=a*COS[#1]+ M

Y=#3=b*SIN[#1]+ N

因為此橢圓繞(M，N)旋轉角度為A可運用坐標旋轉指令G68

格式 G68 X-Y-R-X，Y：旋轉中心坐標；R：旋轉角度

程序

O0002；

S1000 M03；

G90 G54 G00 Z100；

GOO X0 Y0；

GOO Z3；

G68 XM YN R45；

#1=0；

N99 #2=a*COS[#1]+M；

#3=b*SIN[#1]+N；

GO1 X#2 Y#3 F300；

G01 Z-2 F100；

#1=#1+1；

IF[#1LE360]GOTO99；

G69 GOO Z100；

M30；

加工這個斜橢圓只有區(qū)區(qū)的十幾行的程序，如果運用自動編程則在幾千行程序甚至超長，而在實際加工中，宏程序編程加工精度更容易控制，因為自動編程的程序操作員無法修改。

四、宏程序與自動編程的對比思考

通過上述兩個加工實例，任何零件的數(shù)控加工只要用宏程序完成表達出來，無論多么復雜，程序段都不會太多，任何一個合理、完善的宏程序，都不會超過60行，換算成節(jié)數(shù)，不會超過2.1KB。宏程序簡便占用存儲量小，即使是最廉價的機床數(shù)控系統(tǒng)，其內部程序存儲空間完全可以存儲下宏程序，因此完全不用考慮機床與計算機的傳輸速度對實際加工質量的影響。其次，為了對復雜的零件加工進行編程，宏程序會最大限度地使用數(shù)控系統(tǒng)的各種代碼，如常用的直線插補G01指令、圓弧插補G02/G03指令等。因此機床在執(zhí)行宏程序時，數(shù)控系統(tǒng)可以直接進行插補運算，運算速度極快，機床的伺服電機響應快，機床反應更加迅速，加工效率也會很高。

但是相對手工編程和自動編程，宏程序學習會很難，學習起來用處不大，學習宏程序需要一定的高級數(shù)學理論基礎，但也沒有想象中那么難，絕大多數(shù)宏程序也涉及到正弦和余弦公式/曲線公式，以及相對的邏輯思考，條件表達式的掌握，這些方面的知識只要愿意花時間是可以掌握的，總的來說，學習華中宏程序編程，掌握上上述講到的相關知識，熟悉數(shù)控機床的加工原理，熟悉華中數(shù)控系統(tǒng)的功能和格式，就能夠熟練的應用到各類加工中，簡化加工程序，提升加工效率和控制精度。

五、結語

宏程序編程是手工編程的高階延伸，而且是手工編程的精髓所在，盡管目前自動編程的應用大有取締宏程序編程的趨勢，但是宏程序依然有它的應用和生存空間。

本文旨在廣大的數(shù)控人員能重新重視和學習宏程序編程，本文作者水平有限，不足之處，敬請批評指正。