1、 宏程序在数控编程中的应用及加工实例摘 要:本文针对宏程序编程的特点,在实际生产、数控编程教学和数控大赛三个方面阐述了宏程序编程的优点及必要性。并列出两类典型零件的编程实例。关键词:宏程序 特点 应用1 宏程序的特点在宏程序中,用户可以使用变量进行赋值及算术运算、逻辑运算和函数的混合运算,并允许在加工程序中使用条件转移和循环语句,从而为手工编写椭圆、抛物线等非圆曲线轮廓的数控加工程序提供了广阔的应用空间。宏程序具有灵活性、通用性和智能性等特点。编程人员只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块化加工程序设计,应用时只需要把零件信息、加工参数等输入到相应模块的调用语句中,就能使编程
2、人员从繁琐的、大量重复性编程工作中解脱出来,达到一劳永逸的效果。2 宏程序的应用2.1 宏程序在实际生产中的应用在实际生产中,宏程序编程是自动编程的有效补充。自动编程也称为计算机辅助编程,即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。在人机对话式自动编程中,从工件的图形确定、刀具的选择、起刀点的确定、走刀路线的安排,到各种工艺指令的插入,都可由计算机完成,最后得到所需的加工程序。可以说自动编程大大减轻了编程人员的劳动强度,提高了效率,同时解决了许多手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。但采用自动编程也会带来一定的问题,比如说,自动编程一定要在专业软件的支撑下方能完成,也就是说,编程人员只有在系统的
3、学习了一门软件之后,才能够进行自动编程。对于某些需要在数控机床上进行直接编程的操作者来说,不仅要求他们能够熟练地操作机床,还要掌握一门软件,并且需要在工厂内给操作者提供进行自动编程的工作环境,对于一些中小企业来说,在一定程度上会增加了其成本。此外,使用 cad/cam 软件编程一般都存在工作量大、程序庞大和加工参数不易修改等缺点,只要任何一个加工参数发生变化,软件就要根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹,任何智能化的软件也不能避免这一步骤。尽管软件计算刀具轨迹的速度非常快,但毕竟是个比较麻烦的过程。宏程序则注重把机床功能参数与编程语言相结合,而且灵活的参数设置也能够使机床具有最佳的工作性能,同
4、时给了操作者极大的自由调整余地。在实际加工中,采用宏程序编程可以有效提高工作效率的情况可以归纳为以下几类:(1)机械零件上常见的一些典型结构,如多边形槽、圆槽、孔系、内外球面和倒 r 面等,在采用了宏程序编程之后,只要是同一类型的零件,不论尺寸如何变化,都可以用同一程序来完成加工,而操作者只需在加工前把反映零件关键尺寸的参数输入即可。(2)在车削零件加工中,可以通过 g 代码编程与宏程序编程相结合的方式,来实现几乎所有零件的加工。有经验的操作工经过相应的培训后,就能够完成从零件的分析到加工的全部工艺过程。对于一些中小企业来说,就完全没有必要设立专门的编程部门,大大的节约了生产成本。(3)对中等
5、难度的零件来说,使用宏程序编程可以选择更加合适的走刀方式。由于应用了大量的编程技巧,使得宏程序的精度很高,这样不仅使程序段大大的缩短了,而且也比自动编程的程序加工时间要少了很多。2.2 宏程序在数控编程教学中的应用在用户宏程序本体中,通过使用变量,并给变量赋值,变量间就可以进行算术运算、罗辑运算和函数的混合运算。程序还可以使用循环语句、分支语句等进行跳转、循环,用近似于 c 语言等高级计算机编程语言的方式,进行数控加工程序的编制。与 g 代码编程方式相比,宏程序编程要更加复杂,不再是利用已有的编程指令,而是输入相应的参数。在进行宏程序编程之前,学生必须对所加工的零件有全面的了解,如:为什么该零
6、件要使用宏程序编程,用其它简单的编程方法是否可以实现;零件的哪些参数要设为变量,是什么类型的变量;要用到哪些数学知识;使用何种语句,达到什么样的加工效果,等等,在综合的考虑好这些问题之后方能进行编程。虽然这些问题对于高职学生来说是有一定难度的,但这也正是学生能力的最好体现。作为新一代的技术工人,不能只限于把活干出来就行,还要会干活、巧干活,在能力上不断的提升自己,给自己未来的职业发展留出足够的空间。所以我们培养的学生也要紧跟时代的变化,不仅技能上胜人一筹,综合素质也要高人一等。能力及素质的培养不是一朝一夕或是一门课就可以完成的,所以在日常的学习生活中,我们就要潜移默化地去感染学生,有意识的去培
7、养学生,使其在校期间就具备了技术工人的初步素质。而宏程序编程就是一个非常有效的载体。简洁的思路、严谨的逻辑思维、细致的工作态度和善于学习的精神等都是对学生综合素质的锻炼。此外,如果学校办学的条件有限,难以提供足够的机房及软件来对学生的自动编程能力进行充分的训练,而复杂零件的加工又是学生的必修课,宏程序编程就可以有效地缓解这一矛盾。在进行宏程序编程时,首先学生可以根据自己的想象和爱好,设计出一些带有复杂曲线及曲面的零件;其次,进行书面编程;再次,将编出的程序(程序长度均较短)手动输入到机床中。以上在编制程序及加工的各个阶段,都不需要使用专用的设备即计算机,但同样可以达到适当的学习效果。2.3 宏
8、程序在数控大赛中的应用纵观近几年国家、省和市级的各种数控大赛,基本上还是以手工编程为主来实现零件的加工。如何做到在有限的时间里和有限的零件载体上体现出选手的综合素质,需要参考多项指标,而宏程序编程就是其中重要的一项。如前所述,想要编出宏程序,必须有严谨的思维和清晰的思路,在紧张的考场环境下做到不慌乱,这就对一个人的心理素质及编程水平提出了考验。也就是说,在选手操作水平相差不多的情况下,宏程序的编程在很大程度上决定了比赛的成败。3 宏程序编程实例在这里针对在生产及数控大赛上经常出现的两种类型的零件,给出编程实例及简要说明,以供参考。(1)如图 1 所示,编制一个宏程序加工沿圆周均匀分布的孔群。圆
9、心坐标为(x,y),圆半径为 r,第 1 个孔与 x 轴的夹角为 ,孔数为 h。主程序如表 1 所示。自变量赋量说明如表 2 所示。宏程序如表 3 所示。(2)如图 2 所示,四角圆角过渡矩形工件 xy 对称中心为 g54 的 xy原点,顶面 z0,矩形四角圆角半径均为#6,周边垂直面与顶面做倒 r面,其圆角半径均为#3,显然必须限定:#6#3。下刀点即开始点选择在工件左前方,采取左侧沿直线切入进刀和1/2 圆弧切出退刀,由下至上逐层爬升,以顺铣方式单向走刀。其程序如表 4 所示。在实际工作中,宏程序有着广泛的应用空间,能够方便数控机床操作者编程,锻炼其编程能力,帮助他们更加深入地了解自动编程的本质。同时,编写宏程序的过程也是直接体现编程者工艺指导思想,衡量编程者工艺水平的过程。宏程序属于手工编程,而手工编程是自动编程的基础,因此,在任何情况下手工编程都是必须掌握的,特别是其精髓 宏程序。参考文献1 陈光伟.关于宏程序循环语句的应用研究j.equipment manufacturing technology,2010(5):100103.2 王宏颖,彭二宝.变量和宏程序在数控编程中的应用j.机床电器,2007(2):1114.3 陈海洲.数控铣削加工宏程序及应用实例m.北京:机械工业出版社,2007.
