毕业设计数控编程宏程序的应用

1、目 录摘 要12一、宏程序的简介13二、用户宏程序132.1 宏程序的概念13 2.2 宏程序应用基础知识15三、宏程序在数控加工中的应用173.1 分析问题183.2 数学计算183.3 参数设置183.4 变量赋值193.5程序的编制19四、实际效果20五、总结23谢 辞24参考文献25摘 要大家都在问宏程序，其实说起来宏就是用公式来加工零件的，比如说椭圆，如果没有宏的话，我们要逐点算出曲线上的点,然后慢慢来用直线逼近，如果是个光洁度要求很高的工件的话，那么需要计算很多的点,可是应用了宏后，我们把椭圆公式输入到系统中然后我们给出z坐标并且每次加10um那么宏就会自动算出x坐标并且进行切削,

2、实际上宏在程序中主要起到的是运算作用。宏程序序最大特点是在用户宏程序本体中，能使用变量。变量间可以运算，并且用宏指令命令, 可以给变量赋值。在数控编程中，宏程序编程灵活、高效、快捷，是加工编程的重要补充。宏程序不仅可以实现像子程序那样，对编制相同加工操作的程序非常有用，还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。关键词:宏程序；宏指令；变量；赋值；运算abstractwe are asking macro programs, in fact, speaking the macro is to use formulas to p

3、rocess parts, such as oval, without the macro, we have to calculate the curve point by point to point, and then slowly come to a linear approximation, if it is a finish requirement high workpiece, then the need to calculate a lot of points, but the application of the macro, we entered into the syste

4、m elliptical formula and then we give the z coordinate, and each time the macro will automatically add 10um then calculate the x coordinate and carry out cutting, in fact the macro in the program played a major role in operations.macro sequence is the most important feature in the user macro body ca

5、n use a variable. between variables can be operational, and with the macro command, you can assign values to variables.in nc programming, macro programming flexible, efficient, fast, is an important complement processing programming. macro is not only achievable, as subroutines, as the preparation o

6、f procedures for the same machining operation is very useful, you can also complete special function subroutine can not be achieved, for example, cavity processing macro programs, fixed processing cycle macro programs, macro programs spherical machining, cone processing macro procedures.key words: m

7、acro program; macro; variables; assignment; computing一 宏程序的简介随着我国现代制造技术的发展，数控机床应用的普及、从事数控加工的人员不断增加，数控加工越来越受到人们的重视。数控程序编制的效率和质量在很大程度上决定了产品的加工精度和生产效率，它既是数控技术的重要组成部分，也是数控加工的要害技术之一。在我国，有相称多数控铣床（包括加工中央）应用在模具行业，大部分模具厂都应用cad/cam软件，手工编程、宏程序应用的空间日趋缩小，究其原因就是大家对手工编程不重视，对宏程序不认识。其实手工编程是自动编程的基础，宏程序是手工编程的高级形式，是手工编

8、程的精髓，也是手工编程的最大亮点和最后堡垒。同时编制简洁合理的数控宏程序，有着非常重大的现实意义，既能锻炼从业人员的编程能力，又能解决自动编程在生产实际工作中存在的不足。在数控编程中，应用宏程序变量编程，对可以用函数公式描叙的工件轮廓或曲面进行数控加工，是现代数控系统一个重要的新功能和新方法，宏程序编程灵活、高效、快捷，是加工编程的重要补充。宏程序不仅可以实现象子程序那样，对编制相同加工操作的程序非常有用，还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。在各种系统的数控机床里，宏程序都体现了很大一部分作用，例如，在华中世纪星hnc

9、-21/22t 、hnc-21m中，为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。二 用户宏程序用户宏程序是我们在编程中运用的一种类似高级语言的程序，程序中存有变量，正因如此，它能够实现复杂曲面或变形面的加工，是我们值得学习及研究的一种适用性编程。2.1 宏程序的概念把由一组指令实现的某种功能象子程序一样事先存入存储器中，用一个命令代表这些功能。程序中只要写出该代表命令，就能实现这些功能。把这一

10、组命令称为用户宏程序本体，把代表命令称为用户宏命令。用户宏程序本体有时也简称宏程序。用户宏指令也称为宏程序调用命令。（如图1.1所示）图1.1编程人员不必记忆用户宏程序本体，只要记住作为代表命令的用户宏指令就行了。宏程序序最大特点是在用户宏程序本体中，能使用变量。变量间可以运算，并且用宏指令命令, 可以给变量赋值。1 用户宏指令用户宏指令是调用用户宏程序本体的命令。指令格式如下: m98 p ；被调用的宏程序本体的程序号。利用上述指令，可调用用p 指定的宏程序本体。 2 用户宏程序本体在用户宏程序本体中，可以使用一般的cnc指令，也可使用变量，运算及转移指令。用户宏程序的本体，以o后续的程序号

11、开始，用m99结束。（如图1.2所示）图1.22.2宏程序应用基础知识用户宏程序与普通程序的区别在于：在用户宏程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转；而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此功能是固定的，不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。宏程序本体既可以由机床生产厂提供，也可以由机床用户自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存人到内存里，然后用子程序调用指令调用。1 宏变量（1） 空变量：#0（2） 局部变量：#1#49（3） 全局变量：#50#

12、199（4） 系统变量：#1000以上注：在（2）中，局部变量一般情况下对应于字母az；：在（3）中，全局变量又叫“公共变量”，属于最常用的。2 常量pi：圆周率；true：条件成立(真)；false：条件不成立(假) 。3 运算符与表达式(1) 算术运算符：+，-，*，/(2) 条件运算符：eq（=），ne（），gt（），ge（），lt（），le（）(3) 逻辑运算符：and，or，not(4) 函数：sin，cos，tan，atan，atan2，abs，int，sign，sqrt，exp(5) 表达式：用运算符连接起来的常数，宏变量构成表达式。例如：175/sqrt2 * cos55 *

13、pi/180 ；#3*6 gt 14 4 赋值语句格式：宏变量=常数或表达式把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值。例如： #2 = 175/sqrt2 * cos55 * pi/180；#3 = 124.0 5 宏语句（1）条件判断语句格式(i)： 格式(ii) ： if 条件表达式 if 条件表达式 else endifendif（2）循环语句格式：while 条件表达式 endw6 宏程序用法简述宏程序它是与计算机c语言有着相似的特性。在它的编制过程中，可以运用变量，对其变量进行赋值，使其之间能够进行运算，在执行过程中可以跟据变量的赋值不同而起到循环作用，这样它就能够加工出普通编程加工

14、不出来的零件。例如，将#100=0，即它的初始值为0，再根据它的循环语句while #100 ；#100=#100+1；endw 如：变形面、曲面及不规则形面等。三 宏程序在数控加工中的应用在宏程序的应用当中，看到图我们首先应对它进行分析，然后再进行计算、考虑变量的赋值，最后编制出程序。数控加工程序编制的关键是刀具相对于工件运动轨迹的计算，即计算加工轮廓的基点和节点坐标或刀具中心的基点和节点坐标。数控机床一般只提供平面直线和圆弧插补功能，对于非圆的平面曲线y=f(x),采用的加工方法是按编程允许误差，将平面轮廓曲线分割成许多小段。然后用数学计算的方法求逼近直线或圆弧轮廓曲线的交点和切点的坐标。

15、下面以hnc-21t系统为例，如图3.1所示：图3.13.1 分析问题在这个零件图里，可以看出两个显眼的部分，一个是在零件的开头部分有一个“抛物线形面”，另一个是在中间部位，有一个“局部椭圆形凹槽”。在这两种的情况下，就可以利用宏程序来编程。除了这两个之外的部分，我们可以用普通编程就能解决。在编程过程中需要注意一点，要考虑到切削余量的问题。1 对抛物线面分析在这个形面上，我们若是用一般的编程方法肯定很难，也很懊恼，因为它在视图表面上的点坐标都是不规则的。在此，我们从图纸上可以看到一个很熟悉的方程式，即抛物线方程：z=-x2/10。在这个基础上，可以发现有两个变量，其一是，其二是。它们的坐标都是

16、在变化的，根据方程可以知到，x是随着z的变化而变化的。所以我们可以设z为一个变量，再根据抛物线方程式得出变量x。 对局部椭圆形凹槽根据对上一个问题的分析，来解决椭圆形凹槽问题应该不会太难了。首先知道此椭圆的方程为：。同样的道理，我们也可以根据椭圆得出x跟z的关系式，然后设一个变量z，从而能列出变量x的关系式。这样我们编程起来就可以就可以找到突破口了。接下来的问题便迎刃而解。3.2 数学计算程序计算说明：由抛物线方程z=-x2/10得x=10 ,故直线段起点x坐标值xa=20。由椭圆方程:,得出，并且x为半径值。椭圆中心在如图编程坐标系中的坐(40,-35)。3.3 参数设置对于一个零件的加工，

17、我们必须要设置好它的参数，这不仅影响着它的加工效率，还影响它的精确度。所以我们必须根据实际情况来对它的参数进行最佳的设置。如下表所示，数控加工工序卡（表3.1）、数控加工刀具卡（表3.2）。3.4变量赋值根据前面对零件的分析，我们已经知道了两个变量，一个是抛物线z方向的变量，还有个是椭圆z方向上的变量，两个的x值都是随z的变化而变的。其次，还有个x方向切削剩余量也在每一次循环当中依次的减小。将其可以赋三个变量的值：（1）#100=40（x方向切削剩余量初始值）；（2）#1=0（抛物线z轴初始值） #2=2*sqrt-10*#1 +#100（抛物线x向的变量）；（3）#3=12.5（椭圆z轴初始

18、值） #4=8*sqrt1-#3*#3/256（椭圆x向的变量）。3.5程序的编制以华中世纪星hnc21t系统为例编写程序如下：程序 注释%2010 主程序号m03 s600 t0101 f120 主轴正转转速600r/min，调用t01号刀及刀补g00 x42 z2 快速定位到端面边缘附近m08 切削液开#100 = 40 赋x方向切削剩余量初始值n30 m98 p1001 调用子程序p1001#100 = #100-2 每次循环后减2mm（即每次切削2mm）if#100 ge 0.5goto 30 条件循环，当#100大于等于0.5时回到序号为30的程序段m03 s1000 f100 t0

19、102 主轴正转转速改为1000r/min，调用t02刀及01号刀补#100=0 赋x方向切削剩余量二次值m98 p1001 调用子程序p1001m09 切削液关m30 程序结束并返回程序起点%1001 子程序号#1=0 赋抛物线z轴初始值n11 #2 = 2*sqrt-10*#1 + #100 抛物线x向变量的计算公式g01 x#2 z#1 直线插补到（#2，#1）的位置#1= #1-0.5 每次循环后减0.5mm（即每次切削0.5mm）if#1 ge -10goto 11 条件循环，当#1大于等于-10时回到序列为11的程序段g01 u10 w-5 直线插补同时x反向进10mm、z向进5m

20、mw-7.5 再z向进7.5mm#3=12.5 赋椭圆z轴初始值n12 #4 = 40-16*sqrt1-#3*#3/256+ #100 椭圆x向变量的计算公式g01 x#4 z#3-35 直线插补到（#4，#3-35）的位置#3=#3-0.5 每次循环后减0.5mm（即每次切削0.5mm）if#3 ge -12.5goto 12 条件循环，当#3大于等于-12.5时回到序号为12的程序段g01 w-7.5 直线插补z向进7.5mmu10 x反向进10mmn20 w-10 z向进10mmg00 u2 z2 快速定位同时x向退2mm、z向退2mmu-2 z向快速进2mmm99 返回主程序四、实际

21、效果实际效果图如下：（1）平面图（如图4.1所示）。图4.1（2）立体图（如图4.2、图4.3所示）。图4.2图4.3（3）实际加工程序（如图4.4所示）。图4.4五 总结在一般的程序编制中程序字为一常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性和适用性。有些情况下机床需要按一定规律动作，如在钻 孔循环中，用户应能根据工况确定切削参数，一般程序不能达到，在进行自动测量时人或机床要对测量数据进行处理，这些数据存贮在变量中，一般程序是不能处理的。针对这种情况，数控机床提供了另一种编程方式即宏编程，在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程序叫宏程序。数控系统的

22、用户宏编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。 使用宏程序可以大大精简程序，而且可读性强，也易于检查，提高编程效率。手工编程车削方程曲线轮廓，可以解决g代码指令所不能车削的特殊轮廓工件。如果是配有两个回转轴的加工中心，利用宏程序编程，在工装夹具许可的情况下，就可以在任意方位加工上的球面、倒圆角和斜面的铣削，大大的扩展了机床的功能。我国拥有相当数量的数控车间或数控机床与普通机床共存的混合车间。这些车间的数控机床或加工中心投资巨大，但由于生产任务不饱满等原因，造成这些昂贵的设备得不到充分利用，甚至闲置，使企业的投资回报率较低。如果采用集成数控车间运行模式，不仅可以提高数控设备的利用率，而且对促进诸如敏捷制造等先进的管理制造模式在我国企业的具体实践中具有重要意义。谢 辞走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，三年多的努力与付出，随着本