宏程的講解及應(yīng)用

1、一、宏程序編程的特點隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展以及數(shù)控車技能大賽的舉行，在數(shù)控車競賽中會經(jīng)常遇到復(fù)雜輪廓的加工,如橢圓、拋物線、雙曲線等,采用常規(guī)的數(shù)控編程指令,需要計算每個節(jié)點的坐標(biāo)值,不但計算量大、精度差、編程速度慢,而且容易出錯,難以滿足生產(chǎn)要求。若采用CAD/CAM軟件自動編程,也需要大量時間來建模和處理,而且程序過于冗長,程序傳輸速度慢導(dǎo)致加工滯后,且空刀多,浪費時間。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在先進的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能,而且為編程提供了擴展數(shù)控功能的手段,宏程序的出現(xiàn)為此類圖形的編程提供了很好的解決辦法。宏程序在數(shù)控車中的運用越來越廣泛，掌握它的編程，掌握

2、一定的編程模式，對剛開始接觸數(shù)控車宏程序的學(xué)生,可以大大降低學(xué)生接受的難度,從而提高教學(xué)的效果。宏程序也屬于計算機高級語言編程，它可以在程序中使用變量，通過對變量進行賦值，變量可以進行算術(shù)運算，邏輯判斷和跳轉(zhuǎn)等操作。二、宏程序的應(yīng)用（1）宏程序在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用在實際生產(chǎn)中,宏程序編程是自動編程的有效補充。使用CAD/CAM軟件編程一般都存在工作量大、程序龐大和加工參數(shù)不易修改等缺點,只要任何一個加工參數(shù)發(fā)生變化,軟件就要根據(jù)變化后的加工參數(shù)重新計算刀具軌跡,任何智能化的軟件也不能避免這一步驟。機械零件上常見的一些典型結(jié)構(gòu) ,如多邊形槽、圓槽、孔系、內(nèi)外球面和倒R面等,在采用了宏程序編程之后,

3、只要是同一類型的零件,不論尺寸如何變化,都可以用同一程序來完成加工,而操作者只需在加工前把反映零件關(guān)鍵尺寸的參數(shù)輸入即可。2.在車削零件加工中,可以通過G代碼編程與宏程序編程相結(jié)合的方式,來實現(xiàn)幾乎所有零件的加工。3.對中等難度的零件來說 ,使用宏程序編程可以選擇更加合適的走刀方式。由于應(yīng)用了大量的編程技巧,使得宏程序的精度很高,這樣不僅使程序段大大的縮短了,而且也比自動編程的程序加工時間要少了很多。引言：分廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會接到一種厚度零件的批量生產(chǎn)訂單。該鑄芯零件尺寸規(guī)格不大，精度要求也不高（如圖a所示），主要工藝內(nèi)容就是進行反復(fù)切槽與切斷，因此切槽刀的消耗比較大，同時對加工效率的要求也很高

4、，如此也就對加工程序的設(shè)計有較高的要求。經(jīng)過一段時間的摸索，我運用宏程序巧妙解決了該生產(chǎn)難題，既大大提高了切槽刀的使用壽命，又節(jié)省了更換刀具的調(diào)整時間，保證了較高的生產(chǎn)效率，簡化了操作流程，也豐富了個人運用數(shù)控車宏程序的思路和經(jīng)驗，在此將該實戰(zhàn)程序及經(jīng)驗呈現(xiàn)出來，以期同行間交流和借鑒。該鑄芯件直接采用40的45號鋼棒料毛坯，在CKA6150通用數(shù)控車床上進行批量車削。每次抽拉上料后，可一次性車削34件。為減少對刀次數(shù)首先要運用刀架擋塊進行Z向定位，保證每次抽拉裝夾的長度一致，然后撤出刀架自動更換切槽刀，然后再由切槽刀執(zhí)行定位、切槽及切斷。（該工藝過程可參考圖b）：參考上述工藝思路（四步驟：刀架

5、定位切槽定位切槽切斷），我所設(shè)計的程序也主要分為四個組成部分，分述如下：一、刀架定位程序O0001;主程序名T0101;一號刀為裝在刀架上的定位擋塊M09；切削液為關(guān)閉狀態(tài)M05；主軸為停止?fàn)顟B(tài)G00X10.Z75.;假設(shè)每次上料車削該工件為四個，定探長為75mmM00;程序暫停，進行抽拉上料至刀架擋塊處G00X50.Z100.;定位完畢，撤出刀架擋塊準(zhǔn)備更換切斷刀M00;程序暫停，保證裝夾穩(wěn)固說明：這段程序需要巧妙的利用裝夾在刀架上的擋塊來實現(xiàn)定位，保證從卡盤中抽出的棒料探長一定，即可省去Z向?qū)Φ兜墓ば?。該擋塊可以利用廢棄的車刀桿來代替，Z向零點可設(shè)在卡爪的右端面，定位控制的探長值可根據(jù)要每

6、次切削的嵌件個數(shù)來計算。二、切槽刀定位主程序O0001;.上接主程序第一部分T0202;更換切斷刀，采用左刀尖對刀M03S600G99;主軸正轉(zhuǎn)每分鐘600，每轉(zhuǎn)進給狀態(tài)#100=4;每次裝夾最多切削個數(shù)#101=4;每次裝夾，剩余的切削個數(shù)#1=4;假設(shè)切槽刀寬為4#2=12;工件寬度N10G00X42.Z-#100-#101*#1+#2; 每個嵌件的加工定位始點M98P2;調(diào)用子程序加工每個嵌件#101=#101-1;宏程序自變量變化值IF#101GT0GOTO10;條件判斷，控制程序走向G00 X100.Z100.;加工結(jié)束大退刀M30;主程序結(jié)束說明：由于機床剛的差別，每次裝夾上料的切

7、削個數(shù)也不盡相同。操作者可以根據(jù)所使用機床的剛性實際情況酌情進行調(diào)節(jié)，只需更改#100和#101的賦值即可。利用宏程序完成每次加工定位始點的精確變化，然后主程序自動調(diào)用子程序完成對每個零件的切槽和切斷加工工步。此外，由于切槽刀切削時間較長磨耗較大，經(jīng)常需要更換調(diào)整切槽刀，更換完成后，在這里只需要調(diào)整更改主程序中變量#1的賦值即可，主程序中其它參數(shù)都不需要修改，避免了繁瑣和失誤產(chǎn)生，這也是該宏程序的最大優(yōu)勢所在。 三、切槽子程序O0002；子程序名#3=3;工件側(cè)邊厚#4=6；嵌件槽寬G00W-#1+#3; 切槽刀定位到槽加工起點，增量值等于刀寬加工件邊厚G75R0.1;槽加工循環(huán)指令G75X2

8、5.W-#4-#1P1000Q3000F0.1;G75在子程序里，Z向終點坐標(biāo)須用增量.槽加工循環(huán)指令結(jié)束，刀具返回循環(huán)起點說明：此部分為切槽子程序，重點要注意的是要靈活運用增量值編程方式進行編制，包括G75切槽加工復(fù)合循環(huán)指令中的幾個參數(shù)。并且切槽刀所采用的增量值定位方式和G75切槽增量值方式中都含有切槽刀刀寬量#1，因此前面所提到的切槽刀的刀寬值變化都會自動影響后續(xù)程序加工，從而減少程序更改量和失誤幾率，提高了生產(chǎn)效率。四、切斷子程序O0002;.上接子程序第一部分G00W-#1-#2+#3;T02定位到切斷點#10=40;以F0.1進給時，每次斷屑的切削終點X值#11=4;切斷進給量變更

9、為F0.03的起始直徑N20G01X#10F0.1;切斷刀執(zhí)行G01切削G00U0.1;進行斷屑#10=#10-1;每次變化切入量IF#10GE#11GOTO20;判斷語句，控制程序走向G01X1.F0.03;進給量變更為F0.03，一般切不到X0完成切斷G00X42.;快速退刀，準(zhǔn)備平移切削下一嵌件M99;子程序結(jié)束說明：在實際生產(chǎn)中，我們對切斷加工主要有兩點要求：一是要采用間斷進給保證斷屑和排屑，二是進給量開始大，隨著切削半徑減小，應(yīng)降低進給量，尤其快到中心切斷的時候，較小的進給量可避免打刀。而實際生產(chǎn)中，一般可參考采用三種方式來切斷： 1、運用切槽復(fù)合循環(huán)G75進行切斷，優(yōu)點是可保證間歇

10、切削，缺點是滿足不了第二個要求，因為G75從始至終進給量不能變化，這樣就會導(dǎo)致快到中心或是切斷的瞬間，由于進給量過大導(dǎo)致打刀。 2、運用G01指令先以個較大的F值進行切削，快接近中心的時候?qū)⒃俳o定一個較小的F值。優(yōu)點是在于滿足不打刀的前提下進給速度先快后慢提高了效率，缺點是不能間斷進給斷屑不好。 3、先用切槽復(fù)合循環(huán)G75指令進行間歇切削，待快接近工件回轉(zhuǎn)中心時再用G01進行慢進給切削。這種方法表面看上去是可以滿足要求，但仔細看會發(fā)現(xiàn)G75執(zhí)行完后是以G00的速度返回到循環(huán)起點，所以還須用G00或G01到達G75切削終點后，才能用G01進行慢進給切削，此法不好掌握，所以也不夠好。 故此，我們運

11、用宏程序較好的達到了預(yù)期的理想效果。完成切斷以后，G00X42.快速退刀，隨時準(zhǔn)備平移切削下一嵌件，子程序到此結(jié)束。結(jié)束語 總而言之，如果運用數(shù)控車宏程序可以較好的優(yōu)化連續(xù)切斷切寬槽零件類的加工。通過這一生產(chǎn)實例，我們也可以看到宏程序在實際生產(chǎn)中靈活運用的一種思路，宏程序也可以結(jié)合一些通常指令編制出非常實用靈活的加工程序。在數(shù)控車程序范疇中，宏程序除了可以解決非圓曲線輪廓加工外，還可以解決一些帶有重復(fù)性或有規(guī)律性變化的加工動作。分析這些動作中的變量，酌情進行變量累加，在限定的變量范圍內(nèi)控制程序走向，從而實現(xiàn)自己的加工意圖。希望通過筆者的宏程序案例分析，能對相關(guān)類似生產(chǎn)問題起到一定的借鑒作用在生

12、產(chǎn)實踐中，由于加工零件的形狀千變?nèi)f化，手工編寫的普通程序已無法滿足加工要求，為此數(shù)控系統(tǒng)提供了用戶宏程序功能，用戶可以自己擴展數(shù)控系統(tǒng)的功能。用戶宏功能是多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)所具備的輔助功能，合理地使用好該功能可以使加工程序得到大大簡化。特別是在利用手工編寫車削橢圓、拋物線等非圓二次曲線時，宏程序的優(yōu)點更為突出。本文主要探討了橢圓在FANUC 0i Mate-TD系統(tǒng)的數(shù)控車床進行車削加工時，利用B類宏程序和子程序編制加工程序并進行加工的基本方法。用戶宏程序與普通程序相比優(yōu)勢在于：（1）可以在用戶宏主體中使用變量；（2）變量間可以進行運算；（3）可以用用戶宏指令對變量進行賦值；（4）程序運行可以跳轉(zhuǎn)。

13、針對宏程序的優(yōu)勢，我們在加工同一類零件時，只需將零件的實際尺寸值賦給變量即可，而不需要對每一個零件都編寫加工程序。一、變量普通加工程序直接用數(shù)值指定G代碼和移動距離，例如G01 X50.0使用用戶宏程序時，數(shù)值可以直接指定，也可以使用變量。當(dāng)使用變量時，變量值可以用程序或MDI面板上的操作改變。1變量的表示變量是用符號 # 后面加上變量號碼所構(gòu)成的，即#i（i=1，2，3，4，5，)，如#12，#101，#1005；也可以用#表達式的形式來表示，如#12，#4=#104-5。2.變量的引用在程序中將跟隨在一個地址后的數(shù)值用一個變量來代替，即引入了變量。當(dāng)使用表達式指定變量時，要把表達式放在括號

14、內(nèi)。注意：地址符O、N、/、%等不能引用變量。3.變量的種類變量根據(jù)變量號可分為四種類型，見下表。二、運算指令變量與變量之間、變量與常量之間可以進行各種運算。常用運算符有：（加）、（減）、（乘）、（除）、SIN（正弦）、COS（余弦）、TAN（正切）、ATAN（余切）、SQRT（平方根）、ABS（絕對值）。例如，#20=SIN#2#43.14#4ABS#10。三、宏程序在數(shù)控車中的應(yīng)用下面通過例題來介紹宏程序的應(yīng)用。1.橢圓的加工（1）橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程：+=1。（2）化為參數(shù)方程：x=。（3）橢圓加工子程序O2； 子程序名#101=a； a為長半軸#102=b； b為短半軸#103=c； c為z軸

15、起始尺寸#106=d； d為z軸終點#107=d； d為z軸終點#108=e； e為橢圓圓心與z軸距離N10IF#103LT-#106GOTO20； 判斷是否走到z軸終點d，是則跳動N20程序段#104=SQRT#101*#101-#103*#103；#105=#102*#104/#101； x軸變量G1X2*#105+#108Z#103-#107； 橢圓插補#103=#103-0.05； z軸步距，每次0.05GOTO10； 跳轉(zhuǎn)到N10程序段N20G1U20.0； x軸退刀G0Z5.0； z軸退刀M99； 子程序結(jié)束此為橢圓加工的子程序，對于任意橢圓只要根據(jù)形狀進行賦值就可進行加工而不用重新編程，即程序具有通用性。2.形狀相同、尺寸各異的軸類零件加工O1；T0101； 選擇外圓車刀并建立工件坐標(biāo)系S1000 M3；#1= 局部變量1#2= 局部變量2#3= 局部變量3#4= 局部變量4#5= 局部變量5G00 X60.0 Z5.0 M8； 刀具起點G71 U1.5 R1.0； 外圓粗車循環(huán)G71 P1 Q2 U0.5 W0 F0.3；N1 G42 G01 X0 F0.1； 建立刀具右補償Z0；X#3 C#1；Z#2；X#4；Z#5；N2 G40 U1.0； 取消刀具補償G70 P1 Q2