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浅谈数控车床宏程序的编写技巧!
1 概念
  在数控机床编程指令系统中,有一类功能非常强大,同时理解、掌握起来也比较困难的高级编程指令——用户宏程序指令。区别普通的NC程序语言,用户宏程序的编程思想基础是“批处理”的概念,他的最大特点是:使用变量,可以对变量进行运算,使程序应用更加灵活方便。虽然子程序对编制相同加工操作的程序有用,但用户宏程序由于允许使用变量运算和逻辑运算以及条件转移,使编制相同加工操作的程序更加方便、更容易,可将相同加工操作编为通用程序(如固定加工循环用户宏程序),使用时用一条简单指令调出就可以了。
  正是因为用户宏程序具有上述特点,使它在理解、使用和教学中成为一个难点。同样,如果能牢牢把握住这些特点,使用起来便会得心应手,使编程变得更加简洁,既可节省编程及输入程序的时间,又能提高生产效率,也可减少程序所占有的内存空间。在教学中,通过用户宏程序编程和普通程序的对比讲解,可使用户宏程序教学内容变得简单明了,通俗易懂。
  2 用户宏程序特点
  下面以FANUC Series oi Mate-TB数控车床为例对用户宏程序的特点分别予以阐述。
  2.1 变量与运算
  普通加工程序直接用数值指定G代码的移动距离:例如,G01 X100.0。使用用户宏程序时,数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时,变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变,并可实现运算如:#1=#1+0.5。
   2.2 批处理
  普通程序所解决的是某一个特定的具体的零件;而用户宏程序所要解决的是同一类型的所有的零件,也就是所谓的要“成批”解决。
  2.3 跳转语句
  这也是掌握宏程序的难点所在。同样,正是因为程序具有了这种特殊功能,使得宏程序在解决许多普通程序语句不能解决的问题上具有明显优势。
  程序格式:IF [条件表达式] GOTO n
  说明:
  1)如果条件表达式的条件得以满足,则转而执行程序中程序序号为n 的相应操作,程序段号n可由变量或表达式替代;
  2)如果表达式中条件未满足,则顺序执行下一段程序;
  3)如果程序作无条件转移,则条件部分可以被省略。
  例如:下面程序可实现车削外圆面
  O9001
  3 用户宏程序编程技巧分析
  数控车床宏程序的编写就是用直线或圆弧连接若干点来逼近曲线,关键在于:1)合理选择变量;2)正确表述点坐标;3)遵循正确的编程格式。
  3.1 技巧分析
  数控车床上非圆曲线宏程序的编写难点在于坐标点数学表达式的求解。本人结合工作经验,总结出“六步法”编写非圆曲线程序段,表述如下:
  第一步:选定自变量,拟订初始值;本步只牵扯数学表达式,自变量结合数控车床特点,一般选取与Z 轴平行轴。
  第二步:根据数学方程,得出因变量表达式。
  第三步:根据位置关系,得出X与Z 坐标表达式;本步主要根据方程原点平移或旋转得出。 本文来自:www.sk115.com
  第四步:实现插补;数控加工中刀具的移动,主要由指令完成。本步可采用直线插补或圆弧插补。
  第五步:根据实际情况,实现自变量变化。
  第六步:条件判断,实现跳转;最终实现曲线的加工编程。
  3.2 例题分析
  以椭圆曲线为例,椭圆曲线除了采用公式“X2/a2+ Y2/b2=1”(其中a和b为半轴长度)来表示外,还可采用极坐标来表示。应注意椭圆上的极角与几何角度的区别,在推导任意点B(XB,YB)点坐标时,用的变量是极角θ,推导如下:
  XB=OD=OA*COS[θ]=a* COS[θ];
  YB=BD=CE=OC*SIN[θ]=b* SIN[θ];
  如果采用直角坐标系,以XB为变量,则推导公式如下:
  YB= b*SQRT[1- X2/a2]
  3.2.1 极坐标系下的曲线程序编写
  以此为例,演示用宏程序表述曲线如下:
  #1=0; 选定自变量
  N10 #2=20*COS[#1];X坐标
  #3=20*SIN[#1]-20; Z坐标
  G01 X[#2] Z[#3] F0.15; 插补
   #1=#1+1; 自变量变化
  IF[#1LE90] GOTO10; 条件判断,实现跳转
  3.2.2 直角坐标系下的曲线程序编写
  如果图形变换为图2时,程序为:
  #1=15;选定自变量
  N10 #2=#1-15; Z坐标
  #3=20*SQRT[1-#2*#2/400]; X坐标
  G01 X[#2] Z[#3] F0.15;插补
   #1=#1-0.1;自变量变化
  IF[#1GE0] GOTO10;条件判断,实现跳转
4 其它非圆曲线、椭圆的加工
  对于其它类型的非圆曲线如双曲线、抛物线等加工,可以按照上面椭圆加工的例子进行加工,所不同的仅仅是把数值和曲线的方程改变即可。在上例中,如果把具体的数值用变量代替,如椭圆的长、短轴等,将宏程序字段写成一个类似子程序的程序,就可以解决所有椭圆加工的问题。
  需要注意的是,利用宏程序编程时,变量的选取非常重要,宏程序加工起点的位置与变量的方向和数值紧密相关。 本文来自:
  5 结论
  总之,宏程序指令适合椭圆、双曲线、抛物线等没有插补指令的非圆曲线的编程;适合图形一样,尺寸不同的系列零件的编程;适合工艺路径一样,只是位置数据不同的系列零件的编程。运用宏程序指令,可大大简化程序,提高手工编程的效率;拓展数控机床手工编程应用范围,提高机床的使用性能。在生产中还可配合G73指令使用,可提高我们的生产效率,加工出普通机床、普通指令难以加工出来的零件。

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