基于宏指令的数车常用编程方法浅析

闫振杰

摘 要：数控车床技能训练是职业学校机械专业的核心课程，也是必修课程。随着学生知识储备与技能水平的提高，复杂曲面编程与加工应该纳入到技能训练的任务中来。笔者结合近几年的教学实践，对学生在数控车床宏程序编程与加工中出现的问题进行原因分析和总结，以常见的复杂曲面加工为例，阐释宏程序的编程方法和技巧，降低学生学习宏指令编程的难度，以提高实训教学的质量。

关键词：数控车床 变量宏程序 复杂曲面

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0190-02

随着生产力的发展和技术进步，数控设备的使用越来越广泛，越来越普及。在机械制造领域，新产品的外形轮廓采用特殊曲面的设计逐渐增多，在数控车床上，利用宏程序编程来加工此类复杂曲面，是一种简单高效的方法。但这种方法对程序员，机床操作员的要求比较高，这是因为宏程序的编写不仅要求熟悉机床的编程代码指令，还要了解相关的数学知识和计算机逻辑运算知识，更要熟练掌握宏指令程序架构。

1 FANUC 0i系统宏指令简介

在程序编制过程中，程序字通常为常量，一段程序仅可以描述单一的固定的几何轮廓。当加工轮廓未发生改变而尺寸发生变化时，只能重新进行编程，这样就缺乏灵活性与程序的通用性。若通过改变程序里面的某一参数使同一程序可以加工相同轮廓但尺寸不同的零件，这样就大大提高了程序的使用效率，也提高了加工可靠性，扩展了数控系统的编程功能。针对这一情形，FANUC数控系统提供了另一种编程方式——宏程序。概括地讲，宏程序就是能给变量进行赋值的程序。也就是说，在程序中存在因变量和自变量，以变量的组合，通过不同的算术及逻辑运算处理，转移和循环等命令，达到程序功能。

根据变量在系统中的不同功能，我们把它划分为局部变量，公共变量和系统变量。局部变量是我们最常使用的变量，它只能在一个宏程序中进行数据存储（如运算结果），断电后，局部变量被初始化为空，调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。公共变量在各个宏程序中可以被公用，在不同宏程序中的意义相同。系统变量是有固定用途的变量，用于读写计算机数控系统的数据。

用户宏程序一般分为A类宏程序和B类宏程序。A类宏程序一般用于老的FANUC数控系统中，比如FANUC 0-TD系统，该系统的操作面板没有公式符号，只能用“G65Hm”格式宏指令表达数学运算和逻辑关系，极不直观，且可读性差。B类宏程序主要以公式和语言输入，类似于C语言，编程功能更丰富，更直观，所以在本文中只以B类宏程序為重点，介绍相关编程知识。

2 宏程序编程方法和技巧

对于数控车床复杂曲面加工，我们最常见到的就是椭圆，抛物线，双曲线，正、余弦曲线等。笔者结合近几年教学实践，将宏程序编写简化为以下几步：

（1）要熟悉各个曲线的函数方程式及方程式中各要素的含义。

（2）根据图纸中的加工轮廓，确定函数方程式。

（3）将函数方程式中的自变量与因变量转化为与机床坐标轴相同的变量。

（4）结合机床坐标轴实际情况，选择一个合适的轴作为自变量（尽量使自变量和因变量的值是一一对应关系）。

（5）在图纸上确定复杂轮廓的（椭圆，双曲线等）原始曲线坐标系，在该坐标系下确定曲线加工的起始坐标和终止坐标。

（6）在编程过程中，确定所使用的变量个数及变量号，防止发生混淆。

（7）根据轮廓切削加工的实际情况，增加相应的辅助功能，例如：冷却液的开关，语句的循环、粗，精加工等。

（9）最后将程序录入机床，通过图形模拟或试切削检查和调试程序，注意其格式和赋值。

3 椭圆宏程序的编制

4 结语

在本文中，运用FANUC宏程序实现了椭圆曲线的数控车削加工，并根据工艺要求分别编写了粗、精车加工程序。对于其他的复杂加工曲面，如抛物线，双曲线，正、余弦曲线，都可通过修改函数方程式实现，这样就大大扩展了数控机床的功能。随着CAD/CAM软件的广泛使用，手工编程的使用空间越来越小，但对于数控车削加工来讲，手工编程和宏指令有程序短小精悍，加工精度高，加工效率高等优点，是自动编程不可取代的。

参考文献

[1] 杨琳.数控车床加工工艺与编程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[2] 方沂.数控机床编程与操作[M].北京：国防工业出版社，2007.

[3] FANUC-0I数控系统操作与编程说明书，2007.endprint