數(shù)控宏程序基礎(chǔ)的應(yīng)用

張睿良

如果你是機(jī)械專業(yè)，那么肯定知道有門學(xué)科叫數(shù)控技術(shù)；如果你是數(shù)控技術(shù)專業(yè)，那么有門課程叫數(shù)控編程。所以本文章的說明對象就是數(shù)控技術(shù)的重點(diǎn)——編程！

     學(xué)習(xí)數(shù)控的人都知道編程的重要性，一個(gè)零件從毛坯到最終成型都需要編程。但不論是手工編程或者軟件編程都必須要有很好的加工思路特，特別是手工編程！ 這里加工思路就不詳細(xì)贅述了，相信做的時(shí)間久了自然會(huì)有感悟。但是，有一種數(shù)控編程技術(shù)不是做的久就可以學(xué)會(huì)的，那就是宏程序！如果說數(shù)控編程技術(shù)是這個(gè)領(lǐng)域的座金字塔，那么宏程序無疑是金字塔的塔尖！很多人領(lǐng)略過宏程序的魅力，各大市、省乃至國家級(jí)技能競賽都少不了它。所以很多人為之努力，但往往都不戰(zhàn)而退。。。。。。

     我們走到每一個(gè)書店，走到數(shù)控技術(shù)專欄面前，都會(huì)有關(guān)于宏程序?qū)W習(xí)的書刊。但絕大多數(shù)是照本宣科、大同小異，都沒有講到宏程序?qū)W習(xí)的核心。那么什么是它的核心？我個(gè)人認(rèn)為，通俗易懂、最簡單的理解方法就是核心。接下來我將會(huì)為學(xué)習(xí)數(shù)控編程技術(shù)的人講講我學(xué)習(xí)的思路，以及是如何理解的。那么至于我懂多少，這并不重要；重要的是你看了我的理解方法，是不是學(xué)會(huì)了宏程序。當(dāng)然，如果你還沒到學(xué)習(xí)宏程序的時(shí)候，請繼續(xù)努力學(xué)好基礎(chǔ)。

    首先宏程序分兩種——A類和B類。坦白的說，A類我從來不看，同時(shí)我也相信99.99%是用不到的。如果你鉆這個(gè)牛角尖去看A類宏程序，用網(wǎng)絡(luò)流行語來說，你就是閑的蛋疼！ B類宏程序就是我們常見到的一種，我相信用到它的幾率是99.99%。如果你學(xué)宏程序，卻不學(xué)B類，那真是大熱天穿棉襖——病的不輕。我們直接進(jìn)入正題吧。

8 }1 l' w$ B# w1 L0 P    先看一個(gè)最常見的宏程序應(yīng)用實(shí)例：（車床——FANUC系統(tǒng)）

    其實(shí)數(shù)控系統(tǒng)中，除了西門子的宏程序格式不大眾化，其他系統(tǒng)都差不多的。就個(gè)人來看發(fā)那科系統(tǒng)的宏指令做的比西門子好，但西門子的其他功能指令卻獨(dú)占鰲頭。在講之前，先說幾個(gè)基本概念：
    1，符號(hào)
         “#1”  這個(gè)符號(hào)很常見，因?yàn)槭且�被賦值的對象。那個(gè)“1”沒別的意思，你可以理解為1號(hào)代表。所以也會(huì)有2號(hào)，寫作“#2” 如此而已！
1 ]) P) ^6 J! A7 S; ^7 c    2，賦值
2 @6 e# q# f5 z0 U8 V* }  N+ o         “#1=10” 這是什么意思？ 其實(shí)就是把“10”這個(gè)數(shù)賦值給了“#1”。只要你賦了值，那么“#1”就等于10了。比如某段程序“G01 X10"我用  
          宏指令表示”G01 X#1" 他的意思和G01 X10“是一樣的。
6 z! t; p4 v2 C; {2 M/ d/ Y    3，運(yùn)算
% {& H  P2 ?5 E9 Y* d% `          假設(shè)我給#1賦值為10，#2賦值為20，那么#1+#2等于多少？很簡單嘛，等于30。這個(gè)如果不理解，騎車去找你小學(xué)老師吧。記得要
          邊騎邊哭！后面有稍微復(fù)雜的宏程序會(huì)用到乘法，除法或者分?jǐn)?shù)等等，他們的運(yùn)算順序不要搞錯(cuò)！如果這個(gè)不懂，同樣的也哭著
8 E* R; v! z; f8 K% i          去找你小學(xué)老師吧。

. H8 I$ n2 s" m) C  c; H   
. z# a) G# E6 T& }6 J9 G9 O言歸正傳！介紹下我對宏程序的理解：描述刀具在工件坐標(biāo)系的位置！通俗的說就是自己要清楚刀具是怎么走才能做出零件。例如“G0 X20 ” 這程序段表示什么？表示當(dāng)前刀具在直徑20MM的地方，宏程序也是一樣的。
8 ]" B6 S' ^- @4 [8 k1 ]) y
6 ?8 X: u% ?6 N$ c/ j# }    如圖，這是最基本的車床類非圓曲線零件——橢圓。它的標(biāo)準(zhǔn)方程是：Z^2/60^2+X^2/20^2=1  （這里要說明的是，學(xué)宏程序需要有一定的數(shù)學(xué)功底，但也并不需要多么的高深，高二水平就可以了。如果達(dá)不到那么最基本的三角函數(shù)要知道）。這個(gè)方程是描述的什么意思我就不說了，沒多大意義。但你要知道橢圓的基本參數(shù)：長半軸和短半軸！（如果這不知道，那去翻書吧）。此圖中的長、短半軸分別是60和20。這就是在方程中我們看到的兩個(gè)分母。Z、X分別代表什么呢？他們代表橢圓上的某一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)你的Z取60，那么對應(yīng)的X值就是0。

     說到這，要介紹兩個(gè)“點(diǎn)”的概念：橢圓中心點(diǎn)和零件原點(diǎn)。零件原點(diǎn)一般取在零件的右端面中心，這樣就構(gòu)成了一個(gè)直角坐標(biāo)系。那么圖中的任何長度方向數(shù)值，都是帶負(fù)號(hào)的！這個(gè)是基礎(chǔ)不再贅述。橢圓中心點(diǎn)在X0 Z-60處。區(qū)別橢圓中心和零件原點(diǎn)是很重要的，很多學(xué)習(xí)宏程序的人會(huì)把這兩個(gè)點(diǎn)弄混淆！
8 j2 z7 h# W5 w( v, Y$ N
    下面我們做零件切削刀路分析；首先這個(gè)零件我們加工順序是從右向左，那么刀具當(dāng)是從零件右端面起切，至最左端結(jié)束（這里不考慮裝夾）。那么我們怎么做才能讓刀具“聽話”的按照我們的思路切削呢？怎么樣把我們的加工思路體現(xiàn)在數(shù)控程序里呢？還是直接看程序吧(只寫精加工）！

  Z" ^" l' K" k% _" u    FANUC
- B" H+ l, B! T% O1 AT0101                    (FANUC系統(tǒng)宏程序格式自己看書）
: G9 a' L- D; Q. oS500M03
2 G. E4 }4 P. b% V' _* FG0X0Z2               刀具初始定位
+ ^; Z, C5 {6 A. b, R8 k1 aG01Z0F150         慢慢走到零件右端中心
+ J2 v! _+ }: v, U, ~" ?, v5 T#1=60                 

4 h/ g# W. _/ Y$ i! j5 N/ k; B/ H我們以橢圓長半軸為自變量（什么是自變量？可以理解為自己是不斷變化的數(shù)值，并且會(huì)因方程關(guān)系而影響其他數(shù)值；
這個(gè)值有正負(fù)之分。取決于需要加工的部分是在橢圓中心點(diǎn)的哪邊。這里取60，是因?yàn)閳D中橢圓要從最右端加工，而最
! w- a2 Y8 U/ ^" X右端的坐標(biāo)值相對于橢圓中心是60。因此長半軸、短半軸的取值不是由零件原點(diǎn)決定，而是根據(jù)橢圓中心決定的，需格
外注意�。�
: v4 u8 G& d) P' \( E  M9 D3 l! @* ?  W                             
WHILE [#1 GE 0] DO1    這句話的意思是：如果#1的值大于等于60，那么就一直執(zhí)行DO1、END1里的程序段，直到不符合條件！

#2=20×SQRT[1-#1*#1/60/60]     此程#2表示橢圓短半軸，跟著長半軸變化而變化。"SQRT“表示根號(hào)。具體符號(hào)意思看書吧。

; R0 B$ _4 b7 S0 V5 V7 t) @G01X[#2*2] Z[#1-60]     
* C9 B# o9 F7 q% i  ]+ p1 N
( S. O, Y8 d7 |. W0 a' v. e( t; U  ^這里是重點(diǎn)！我認(rèn)為這是宏程序的核心！前面說過，宏程序其實(shí)就是描述刀具軌跡且具有邏輯運(yùn)算的程序。這一
步直接關(guān)系到程序的正確與否！首先說明為什么#2要乘以2。因?yàn)檫@里的#2表示短半軸，可以理解為零件X方向單
" |& u- w1 |/ E4 ]邊值。那么在實(shí)際零件里，是雙邊的值才對，所以要乘以2！重點(diǎn)是Z值！�。。。。。�
4 ?- w5 q+ Z6 I
我們先想想，做這個(gè)零件，刀具肯定是從右向左加工的。也就是說Z值是從“-1到-2再到-3一直到-60”的順序變化的。如果這個(gè)Z段改為”Z#1”那么會(huì)怎么樣？ 我們發(fā)現(xiàn)他的第一刀在Z60處！因?yàn)?1=60！而我們加工時(shí)第一刀應(yīng)該在Z0！如果#1一直減小
那么Z加工方向是對了，但值卻不對。他是從60一直加工到0。加工完我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)根本沒做零件，走了空刀而
0 |7 N& t  Z% W' b已！那我們需要的是從0加工到-60。所以重點(diǎn)是怎么樣才能把他的第一刀定位在Z0！其實(shí)很簡單，我們給他點(diǎn)“障
礙”，在#1后面減去60。那么第一刀就會(huì)在Z0了。因?yàn)?0-60=0。。。好，我們看看對不對。第一刀Z0,第二刀Z-1(
這里假設(shè)#1每次運(yùn)算后，減1）第三刀Z-2（程序Z[58-60]的緣故)，我們就發(fā)現(xiàn)Z值和他的方向都是對的！總而言之
Z向的第一刀在你選擇加工的初始點(diǎn)上就可以了！如果把零件原點(diǎn)和橢圓中心原點(diǎn)設(shè)置在一起。那么Z段程序就應(yīng)
+ K0 X) ]8 y" n, X8 t+ l% |該是“Z#1.這里面的奧妙自己摸索，已經(jīng)講的詳細(xì)了。
! d* k/ Y+ t5 W4 I% x3 @
$ u. t. `7 v. x/ ?
#1=#1-1                        
+ C+ S" {' r$ g6 j4 D7 n2 @
8 t9 A" t" R1 C1 ~, q這程序段意思是#1每經(jīng)過一次運(yùn)算后遞減1。（一般遞減值不會(huì)這么大，0.1就可以了。只是這里取1是為配合上面
的講解）
% U) a7 X, l- w( Z1 h- C
4 l8 O9 H7 c$ T! V) H: nEND1
G0X100
2 k, _2 v# f8 H3 s/ z0 JZ100
M30
8 q* d7 _7 h9 |3 U。。。。。。
這里用橢圓的加工做了宏程序的基礎(chǔ)講解。其實(shí)宏程序的編制就是控制刀具的，只不過多了點(diǎn)運(yùn)算，加減乘除等等。當(dāng)然，復(fù)雜的也有，而且相當(dāng)復(fù)雜，比如，如何在三爪卡盤上不加墊片的方式車偏心零件。加工中心機(jī)床中，如何用宏編制立體五角星或者空間曲面等等。
) \( P) f6 J! V
            以上文字沒有使用半點(diǎn)“文學(xué)方面”的文采，全是白話文。華而不實(shí)、咬文嚼字的資料，已經(jīng)很多我就不寫了，通俗就是最好的。
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' h( g8 M! Q1 b' z6 a  A# e           由于是分兩天寫的資料，可能銜接的不太好；或者有什么錯(cuò)誤還望指出。

duanyz

非常好，我初中畢業(yè)的都看懂了，但實(shí)際是用要難的多吧？

老鷹

是原創(chuàng)嗎？

星-星

謝謝分享，學(xué)習(xí)

ywjianghu

廣數(shù)用的是宏A。
其實(shí)，A和B，是表達(dá)方式不同。

冷月梧桐

應(yīng)該是樓主原創(chuàng)的，幸苦了。
6 ?9 k9 X  S  @( ]1 v1 J: ?' T但需要更指一點(diǎn)：A類我從來不看，同時(shí)我也相信99.99%是用不到的。如果你鉆這個(gè)牛角尖去看A類宏程序，用網(wǎng)絡(luò)流行語來說，你就是閑的蛋疼！。在邏輯語言橫行的今天，B類用著確實(shí)比A類宏方便的多，但是在早起的數(shù)控系統(tǒng)（早期的凱恩帝和廣數(shù)）并不支持B類宏的輸入，它們只能用A類宏
有機(jī)會(huì)可以多多探討宏程序也是不錯(cuò)的，貌似樓主傾向于數(shù)控車

老飄

學(xué)習(xí)了，學(xué)習(xí)了…………并感謝樓主的通篇平實(shí)易懂的講解…………

祭奠那歲月

應(yīng)該是原創(chuàng)吧  挺好的  主要佩服你這么有耐心些這些東西

wangice

只講了些皮毛，真的不能在皮毛了。不過我還是喜歡西門子的系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC的簡直廢到渣。

yangjian6471

誰有數(shù)控仿真軟件，   我想校驗(yàn)宏程序yong。謝謝了大俠。   Q453657396