王瑩

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，遼寧 撫順 113006）

在數(shù)控加工中，使用各種CAD/CAM軟件來(lái)編制加工程序已經(jīng)成為潮流，但是手工編程畢竟還是基礎(chǔ)，各種“疑難雜癥”的解決，往往還要利用手工編程。且手工編程還可以使用變量編程，即宏程序的運(yùn)用。其最大特點(diǎn)就是將有規(guī)律的形狀或尺寸用最短的程序段表示出來(lái)，具有極好的易讀性和易修改性，編寫出的程序非常簡(jiǎn)潔，邏輯嚴(yán)密，通用性極強(qiáng)，而且機(jī)床在執(zhí)行此類程序時(shí)，較執(zhí)行CAD/CAM軟件生成的程序更加快捷，反應(yīng)更迅速。

1 雙曲線宏程序編制步驟

具體步驟如圖1所示。

（1）給常量賦值；

（2）將變量賦初值，也就是將變量初始化；

（3）編制加工程序，若程序較復(fù)雜，用的變量多，可設(shè)子程序使主程序簡(jiǎn)練；

（4）修改賦值變量，重新計(jì)算變量值；

（5）語(yǔ)句判斷是否加工完畢，若否，則返回繼續(xù)執(zhí)行加工程序，若是，則程序結(jié)束。

圖1 雙曲線宏程序編制步驟和流程

2 雙曲線宏程序編程模板與應(yīng)用

編制FUNUC數(shù)控車床加工帶有雙曲線輪廓類零件的通用程序，雙曲線實(shí)半軸為a，虛半軸為b，使用變量編制此類零件宏程序。

2.1 工藝分析

車削雙曲線輪廓的回轉(zhuǎn)零件時(shí)，一般先把工件坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置到雙曲線對(duì)稱中心上，然后采用直線逼近（也叫擬合）法，即在Z向（或X向）分段，以0.1～0.5 mm為一個(gè)步距，并把Z（或X）作為自變量，X（或Z）作為Z（或X）的函數(shù)。為了適應(yīng)不同的雙曲線（即不同的長(zhǎng)短軸）、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，可以編制一個(gè)只用變量不用具體數(shù)據(jù)的宏程序，然后在主程序中調(diào)用該宏程序的用戶宏指令段內(nèi)，為上述變量賦值。這樣，對(duì)于不同的橢圓、不同的起始點(diǎn)和不同的步距，不必更改程序，只要修改主程序中用戶宏指令段內(nèi)的賦值數(shù)據(jù)就可以了，把它當(dāng)作固定模板使用。

2.2 編程模板

（1）雙曲線為左右對(duì)稱（如圖2所示）。

圖2 左右對(duì)稱的雙曲線

雙曲線左右對(duì)稱，實(shí)軸為X'，X'O'Z'為原標(biāo)準(zhǔn)雙曲線方程坐標(biāo)系，XOZ為工件加工坐標(biāo)系，標(biāo)準(zhǔn)雙曲線的方程為

U為雙曲線對(duì)稱中心在X方向的偏移值，W為雙曲線對(duì)稱中心在Z方向的偏移值（在Z軸正方向?yàn)檎?，?fù)方向?yàn)樨?fù)值）。變量定義見(jiàn)表1。

表1 變量定義表

加工程序如下：

O2000

WHILE[[#26+#23]GE#6]DO1

（判斷句，如果#26+#23的值大于等于#6中的值，則程序在WHILE和END1之間循環(huán)執(zhí)行，否則跳出循環(huán)，執(zhí)行END1之后的語(yǔ)句）

#24=[#26*#26]/[#1*#1]（計(jì)算中間變量）

#24=SQRT[[#24+1]*#2*#2]（計(jì)算變量）

G01 G99 X[±#24+#21]*2]Z[#26+#23]F#9

（直線插補(bǔ)進(jìn)給，用直線逼近雙曲線輪廓，加工雙曲線上半部輪廓時(shí)#24前取正號(hào)，加工下半部輪廓時(shí)取負(fù)號(hào)）

#26=#26-0.1 （Z方向坐標(biāo)值減一個(gè)步距）

END1

M99

子程序編寫結(jié)束后，在主程序中用G65調(diào)用。具體格式如下：

G65 P2000 Z__U__W__A__B__K__F__

（2）雙曲線為上下對(duì)稱（如圖3所示）。

圖3 上下對(duì)稱的雙曲線

雙曲線上下對(duì)稱，實(shí)軸為X'程序只有以下兩句改動(dòng)，其余不變。

#24=[#26*#26]/[#2*#2]

#24=SQRT[[#24+1]*#1*#1]

A為X向?qū)嵃胼S，B為Z向虛半軸。

2.3 雙曲線編程模板應(yīng)用

零件如圖4所示，加工該零件，毛坯為φ100 mm×70 mm。

圖4 零件圖

（1）零件分析與編程技巧。從圖中看出雙曲線的Z向是實(shí)半軸，X向是虛半軸，雙曲線的零點(diǎn)與編程零點(diǎn)重合。用G65標(biāo)準(zhǔn)宏程序調(diào)用的方法編程，這種方法對(duì)于數(shù)控機(jī)床的操作人員，只需要知道宏程序主體G65指令中個(gè)參數(shù)的意義，就可以用于同一類型零件的加工。當(dāng)尺寸改變時(shí)，可直接套用。

（2）部分的宏程序。雙曲線部分的宏程序如下：

……

T0303；

G97 S800 M03；

G00 X40.Z20.；

G99 G42 G01 X30.Z2.F0.5；（刀尖圓弧半徑補(bǔ)償）

Z-32.04；

G65 P2000 Z-32.04 U0 W0 A30.B40.K-37.5 F0.2

（用宏程序指令調(diào)用O1200宏程序主體）

X66.；

G00 G40 Z100.；

M00；

……

在曲線輪廓的標(biāo)準(zhǔn)宏程序主體程序中，直線插補(bǔ)時(shí)，#24前取正號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

宏程序編程是數(shù)控加工中必不可少的編程方法，只要掌握宏程序的編程原理，編程格式及變量應(yīng)用，變化的量必須用變量來(lái)設(shè)定，中間計(jì)算的值可以用變量來(lái)過(guò)渡，某些常量也可以賦值給變量后來(lái)使用，以增加程序的通用性和可讀性。這樣就可以巧妙地應(yīng)用宏程序編程，使程序簡(jiǎn)單、易懂、短小，具有比較高的實(shí)用價(jià)值。

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[4]翟瑞波．?dāng)?shù)控車床編程與操作實(shí)例[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．

[5]盛利強(qiáng)．?dāng)?shù)控車非圓曲線輪廓的加工[J]．機(jī)械研究與應(yīng)用，2009，（3）：85-86．