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摘要：本文从数控宏程序的应用实例入手,展示宏程序的实际应用效果,归纳应用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题的技巧。
关键词：数控 宏程序 通用程序
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
寻求一种简单合理的小容量程序进行复杂零件的加工是很有必要的。本文从数控宏程序的应用实例入手,展示宏程序的实际应用效果,归纳应用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题的技巧。
1 宏程序编程实例
1.1 编制一个如下图所示铣削凸球面类零件的曲面通用程序，假设凸球面的半径I、最终加工深度T
工艺分析：加工此类零件曲面，一般采用分层铣削的方式进行；手工编制零件的宏程序时，先用平底立铣刀由上而下（或由下而上）以等高方式逐层切削，每层采用G02/G03圆弧插补铣削。为了保证加工余量的均衡，在Z向分段，以0.1——0.4mm为一个步距，并把Z作为自变量，圆弧半径作为Z的函数。为了适应不同的凸半球、不同的起始点和不同的步距，我们可以编制一个只用变量不用具体数据的宏程序，然后在主程序中呼出该宏程序的用户宏指令段内为上述变量赋值。这样，对于不同的凸半球、不同的起始点和不同的步距，不必更改程序，而只要修改主程序中用户宏指令段内的赋值就可以了。
加工程序：该程序适用于HNC—21/22M华中世纪星数控系统
局部变量的含义：
#23= ； —凸半球球心的X绝对坐标值
#24= ；—凸半球球心的Y绝对坐标值
#25=T；T—凸半球最终加工深度
#7=H； H—凸半球球顶Z绝对坐标值
#8=I； I—凸半球的圆弧半径
#9=J； J—立铣刀半径
#16=Q；Q—Z向下刀每次的深度
#5=F； F—切削速度
#2=C； C—切入圆弧半径
%0001；宏程序号(用平底立铣刀粗、精加工凸半球)
N001#36=#16；
N002G90 G00 X[#23+#8+#9+#2] Y[#24]；指令刀具移动到X轴上
N003Z[#7]；刀具迅速下降到工件上方安全距离
N004WHILE#7GE #25；
N005#7=#7-#16；任意层的Z向高度坐标计算
N006#30=SQRT[#8*#8-[#8-#36]*[#8-#36]]；刀具中心轨迹在任意层的圆弧半径计算
N007G90 G01 Z[#7] F[3*#45]；刀具直接下降到当前层高
N008G01 X[#23+#30+#9+#2] Y[#24-#2]；直线插补到切入圆起点
N009G91 G02 X[-#2] Y[#2] R[#2] F[#5]；以四分之一圆弧方式切线切入
N010G03 I-[#30+#9]；在当前层高上进行整圆插补
N011G02 X[#2] Y[#2] R[#2]；以四分之一圆弧方式切线切出
N012G01 Y[-#2]；直线插补到X轴上
N013#36=#36+#16；
N014ENDW；返回循环体
N015G90 G00 Z100；快速抬刀
N016M99；程序结束
1.2 机械零件制造中经常需要加工相邻面倒R圆滑过渡的零件
倒圆角的宏程序编程: HNC-21/22M华中世纪星数控系统对相邻面倒R的宏程序编制
局部变量含义：
#23＝ ； —零件中心的工件横向绝对坐标值
#24= ； —零件中心的工件纵向绝对坐标值
#17=R；R—刀具起始切削安全高度
#8=I； I—基准孔的直径尺寸值
#9=J； J—倒圆半径的尺寸值
#3=D； D—刀具半径
#1=B； B—角步距初始角度值
#4=E； E—角步距递增均值
#5=F； F—切削进给速度
%183；
N001 #32=#9；倒圆半径的尺寸值赋给中间变量#32
N002 G90 G00 X[#23] Y[#24]；指令刀具移到工件基准孔上方
N003 Z[#17]；刀具快速下降到工件基准孔上方安全距离
N004 WHILE#1LE90；如果#1大于90，则程序跳转至N014程序段
N005 #1=#1+#4；角步距叠加一个均值
N006 #30=[#8/2+#9]-[#9+#3]*COS[#1*PI/180]；
N007 X=（基准孔半径+倒圆半径）-（倒圆半径+刀具半径）×COS（β）
N008 #31=[#9+#3]*SIN[#1* PI/180]；
N009 Z=（倒圆半径+刀具半径）×SIN（β）；
N010 #32=#32-#31；
N011 G01 Z[-#32] F[3*#5]；刀具以工进速度移动到工件表面下一个倒圆半径值
N012 X[#23+#30] Y0 F[#5]；直线插补到基准孔侧
N013 G03 I[-#30] J0；整圆插补
N014 ENDW；返回循环体
N015 G00 X[#23] Y[#24]；刀具快速回到基準孔中心
N016 Z[#17+50]；刀具快速抬起离开工作
N017 M99；宏程序结束并返回主程序
2 宏程序编程的技巧
宏程序与普通程序相比较，一般程序的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性与适用性。而用户宏程序本体中可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值，运算等处理，从而可以使用宏程序执行一些有规律变化的动作。
在工艺分析时,首先要明确被加工零件的材料、结构特点、尺寸参数、主要加工表面及加工精度和表面质量要求,根据这些信息确定加工方法和加工方式,然后拟定零件加工的工艺步骤即工艺路线,最后确定走刀路线及对刀点、起刀点的位置并设计切入、切出方式。
参考文献
[1] 冯志刚.数控宏程序编程方法、技巧与实例.机械工业出版社.
[2] 周劲松.巧用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题.
关键词：数控 宏程序 通用程序
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
寻求一种简单合理的小容量程序进行复杂零件的加工是很有必要的。本文从数控宏程序的应用实例入手,展示宏程序的实际应用效果,归纳应用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题的技巧。
1 宏程序编程实例
1.1 编制一个如下图所示铣削凸球面类零件的曲面通用程序，假设凸球面的半径I、最终加工深度T
工艺分析：加工此类零件曲面，一般采用分层铣削的方式进行；手工编制零件的宏程序时，先用平底立铣刀由上而下（或由下而上）以等高方式逐层切削，每层采用G02/G03圆弧插补铣削。为了保证加工余量的均衡，在Z向分段，以0.1——0.4mm为一个步距，并把Z作为自变量，圆弧半径作为Z的函数。为了适应不同的凸半球、不同的起始点和不同的步距，我们可以编制一个只用变量不用具体数据的宏程序，然后在主程序中呼出该宏程序的用户宏指令段内为上述变量赋值。这样，对于不同的凸半球、不同的起始点和不同的步距，不必更改程序，而只要修改主程序中用户宏指令段内的赋值就可以了。
加工程序：该程序适用于HNC—21/22M华中世纪星数控系统
局部变量的含义：
#23= ； —凸半球球心的X绝对坐标值
#24= ；—凸半球球心的Y绝对坐标值
#25=T；T—凸半球最终加工深度
#7=H； H—凸半球球顶Z绝对坐标值
#8=I； I—凸半球的圆弧半径
#9=J； J—立铣刀半径
#16=Q；Q—Z向下刀每次的深度
#5=F； F—切削速度
#2=C； C—切入圆弧半径
%0001；宏程序号(用平底立铣刀粗、精加工凸半球)
N001#36=#16；
N002G90 G00 X[#23+#8+#9+#2] Y[#24]；指令刀具移动到X轴上
N003Z[#7]；刀具迅速下降到工件上方安全距离
N004WHILE#7GE #25；
N005#7=#7-#16；任意层的Z向高度坐标计算
N006#30=SQRT[#8*#8-[#8-#36]*[#8-#36]]；刀具中心轨迹在任意层的圆弧半径计算
N007G90 G01 Z[#7] F[3*#45]；刀具直接下降到当前层高
N008G01 X[#23+#30+#9+#2] Y[#24-#2]；直线插补到切入圆起点
N009G91 G02 X[-#2] Y[#2] R[#2] F[#5]；以四分之一圆弧方式切线切入
N010G03 I-[#30+#9]；在当前层高上进行整圆插补
N011G02 X[#2] Y[#2] R[#2]；以四分之一圆弧方式切线切出
N012G01 Y[-#2]；直线插补到X轴上
N013#36=#36+#16；
N014ENDW；返回循环体
N015G90 G00 Z100；快速抬刀
N016M99；程序结束
1.2 机械零件制造中经常需要加工相邻面倒R圆滑过渡的零件
倒圆角的宏程序编程: HNC-21/22M华中世纪星数控系统对相邻面倒R的宏程序编制
局部变量含义：
#23＝ ； —零件中心的工件横向绝对坐标值
#24= ； —零件中心的工件纵向绝对坐标值
#17=R；R—刀具起始切削安全高度
#8=I； I—基准孔的直径尺寸值
#9=J； J—倒圆半径的尺寸值
#3=D； D—刀具半径
#1=B； B—角步距初始角度值
#4=E； E—角步距递增均值
#5=F； F—切削进给速度
%183；
N001 #32=#9；倒圆半径的尺寸值赋给中间变量#32
N002 G90 G00 X[#23] Y[#24]；指令刀具移到工件基准孔上方
N003 Z[#17]；刀具快速下降到工件基准孔上方安全距离
N004 WHILE#1LE90；如果#1大于90，则程序跳转至N014程序段
N005 #1=#1+#4；角步距叠加一个均值
N006 #30=[#8/2+#9]-[#9+#3]*COS[#1*PI/180]；
N007 X=（基准孔半径+倒圆半径）-（倒圆半径+刀具半径）×COS（β）
N008 #31=[#9+#3]*SIN[#1* PI/180]；
N009 Z=（倒圆半径+刀具半径）×SIN（β）；
N010 #32=#32-#31；
N011 G01 Z[-#32] F[3*#5]；刀具以工进速度移动到工件表面下一个倒圆半径值
N012 X[#23+#30] Y0 F[#5]；直线插补到基准孔侧
N013 G03 I[-#30] J0；整圆插补
N014 ENDW；返回循环体
N015 G00 X[#23] Y[#24]；刀具快速回到基準孔中心
N016 Z[#17+50]；刀具快速抬起离开工作
N017 M99；宏程序结束并返回主程序
2 宏程序编程的技巧
宏程序与普通程序相比较，一般程序的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性与适用性。而用户宏程序本体中可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值，运算等处理，从而可以使用宏程序执行一些有规律变化的动作。
在工艺分析时,首先要明确被加工零件的材料、结构特点、尺寸参数、主要加工表面及加工精度和表面质量要求,根据这些信息确定加工方法和加工方式,然后拟定零件加工的工艺步骤即工艺路线,最后确定走刀路线及对刀点、起刀点的位置并设计切入、切出方式。
参考文献
[1] 冯志刚.数控宏程序编程方法、技巧与实例.机械工业出版社.
[2] 周劲松.巧用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题.