分析在数控加工中宏程序的运用

彭晓玲 程少慧

【摘要】随着科技与经济的发展，数控机床零件的加工工艺受到人们的重视。由于数控加工过程比较复杂、系统，而应用传统加工技术的工程量比较大，需要消耗大量的人力、物力，也容易产生各种误差，因此近几年来，在数控车床中渐渐应用宏程序，其不仅可以保证数控车床表面的粗糙度，而且能够加工出标准曲线，提供产品质量。本文就数控加工中宏程序意义与特点进行分析，探讨宏程序特点，同时研究在数控加工过程中对于宏程序的应用，从而提供数控加工的精度。

【关键词】数控加工；宏程序；运用；数控车床

中图分类号：？TP391？ 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

1.前言

随着社会经济与科学技术发展，传统数控加工技术已经难以满足新时代机械产品质量要求，而为了保证机械产品加工质量，近几年来，主要在数控加工过程中应用宏程序加工方式。而且目前数控机床的自动化与技术密集性都相对较高，且属于一体化机电加工的设备，也就是综合使用精密机械、计算机、自动化的控制以及自动化检测等高技术产物。新时代数控加工的工艺是在传统加工工艺基础上进行变革，数控加工过程中，必须要全方面考虑定位误差与基准选择这两种问题，因为当下很多车床设计基准与定位基准不能重合问题普遍存在，而使用宏程序进行数控车床加工就可以和设计基准保持一致，尽可能避免因为二次曲线、双曲线解算而造成的误差，从而保证车床加工精度。

1.数控加工中宏程序意义与编制特点

1.1数控加工中宏程序应用的意义

数控指令一般是ISO代码的指令，也就是每一个代码功能都是固定不变的，并且有相关的公司专门生产，消费者使用根据规定进行编程。但很多时候ISO代码无法满足用户需要，为此系统为用户提供宏程序的功能，让用户能够拓展数控系统功能，事实上是指数控系统尽可能对用户开放，同时给用户提供数控系统的使用工具，从而在数控的系统平台上实施第二次的开发，只是这种开放与开发都有区别与条件。其中早期数控加工程序主要是主程序，后来逐渐使用子程序的嵌套与子程序，即便子程序对于编制加工程序方面比较有用，但由于主程序与子程序基本一致，在整个程序运行的过程中，不仅需要数控系统进行插补运算，而且还要进行数字的运算。而宏程序经常会使用条件转移、变量、逻辑运算与算数，这样编制加工操作程序过程比较容易与方便，也就是能够把同种加工操作程序编制成通用的程序，例如：固定式加工循环的宏程序与型腔加工的宏程序[1]。

1.2宏程序的编制特征

能够将变量应用在宏程序的主体中；能够进行变量间运算；能够使用宏程序的指令对变量赋值。

2.宏程序特点

2.1应用的范围比较广

在实际的加工过程中，宏程序能够应用在数控加工其他的环节中，例如：M代码、刀具长度的补偿、主轴的转速、刀具的半径补偿、G代码与进给量等设置，能够大大的提高加工率[2]。

2.2能够彻底解决软件的编程缺陷

就软件的编程而言，一般编制曲面加工的程序内容比较多，数控加工的容量为256kB或是128kB，如果程序容量大于该容量，需要进行在线加工。而在线加工过程中，经常容易发生速率达不到机床加工速率要求的情况，从而引发迟滞、断续的现象，导致加工过程受到严重影响。但是宏程序可以控制在60行以内，即便换字节也只是几个kB，编制程序的内容比较简短，因此不需要进行在线的加工。

2.3高效性

在数控的加工过程中，容易遇到有规则、数量少与品种多的几何工件，编制时只需要总结与分析这类共同点，将各种几何形状共同点设成变量，同时应用到数控加工的程序中，而且只要对其中几个变量赋值进行改变，就能够多次调用并加工，这样不仅可以节省编程的时间，而且可以大大提高准确性。。

2.4经济性

在数控加工的过程中，往往会存在数量少、品种多的零件，这类零件特征不会发生改变，若是使用常规的加工方式，应该针对数控加工要求来制定加工成型的刀具，但是制造这类成型刀具需要花费大量的资金与时间，而使用宏程序能够解决这种问题。更甚者部分需要使用球头的铣刀加工零件，也可以使用宏程序来解决，从而减小制造的成本[3]。

3.在数控加工过程中对于宏程序的应用

3.1数控铣床加工中椭圆顶面倒角宏程序的编制

由于普通铣床上前后、上下与左右后托板均是手动拖板，加工双曲线、椭圆与二次曲线等，很多标准曲线无法满足，如果数控的铣床上没有应用宏程序加工，不能满足加工要求。如果使用宏程序，可以对各类曲线标准公式算法进行转换，使数控系统可以逐步地运算，及时完成标准曲线的加工。具体从图二中的可以看出，图中椭圆上部是圆弧的倒角，#4等于4（也就是圆球刀具的半径r），5#等于5（椭圆倒角的半径R）。#6等于0，是倒角中心的连线、刀心和+X方向的夹角，其初始值为0，#7等于9×COS[#6]-动态刀具的半径。

3.2大直径的端面加工

在数控车床中应用宏程序来加工较大直径的断面，也就是直径大约是100毫米的一些钢料，在普通的车床中加工一些大直径断面，或是在数控的车床中直接给出终点的坐标时，经常会由于刀具由里到外进给速度没有发生改变，虽然可以确保数控车床表面的粗糙度，但却无法保证端面内部的粗糙度。但应用宏程序进行加工，能够彻底解决以上问题，也就是将进给量作为变量，确保进给量可以由外到里呈现出逐渐减小的趋势。

3.3数控车床加工中椭圆宏程序的编制

由于普通车床中大小托板均是手动控制，在双曲线、椭圆与二次曲线的加工过程中，很多标准曲线都无法满足加工要求。此外，很多数控车床中缺乏直接的加工椭圆指令，但如果使用宏程序进行加工，可以对各种曲线标准公式金边变换，准确计算出曲线精度，从而加工出标准的曲线，具体从图二中可以看出，图二为椭圆的曲线，应用宏程序来编写加工的程序。

5.结语

总而言之，数控加工过程中数控编程的一个重要环节就是标准曲线计算，标准曲线计算合理性直接关系着数控车床使用的效率，还关系到零件经济性、零件加工的质量，因此，拟定零件的数控加工标准曲线精度过程中，需要全方面的对工艺进行分析，充分了解数控加工工艺可能存在的缺陷，并采取相应的解决措施进行处理，同时合理、灵活的对工艺进行设计。此外，从过去的实践中可以看出，选取高效、合理的加工路线与工艺方法，在提高经济效益、加工质量与生产效率方面都有着重要的意义。

【参考文献】

[1]韦富基，李振尤.宏程序及自动编程软件在复杂曲面零件加工的应用[J].桂林电子科技大学学报，2014，23（04）：217-221.

[2]谢越，刘健雄.基于华中数控系统宏程序功能在椭圆球面加工中的应用[J].新技术新工艺，2014，15（04）：19-22.

[3]吴凯，张柳清.基于FANUC-0i系统数控铣削非圆曲线零件宏程序的编制[J].机电工程技术，2015，13（07）：14-17.