畢業(yè)設(shè)計-數(shù)控編程宏程序的應(yīng)用

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要··························

2、3;····································&#

3、183;····································

4、··········12</p><p>　　一、宏程序的簡介·····················&

5、#183;····································

6、;······························13</p><p>　　二、用戶宏程序·&

7、#183;····································

8、;····································

9、83;·················13</p><p>　　2.1 宏程序的概念·············&#

10、183;····································

11、····································

12、3;··13</p><p>　　2.2 宏程序應(yīng)用基礎(chǔ)知識····························

13、····································

14、3;···············15</p><p>　　三、宏程序在數(shù)控加工中的應(yīng)用···············

15、;····································

16、83;············17</p><p>　　3.1 分析問題··················

17、3;····································&#

18、183;····································

19、····18</p><p>　　3.2 數(shù)學(xué)計算···························&

20、#183;····································

21、;································18</p><p>　　3.

22、3 參數(shù)設(shè)置···································

23、3;····································&#

24、183;·······················18</p><p>　　3.4 變量賦值·······

25、83;····································&

26、#183;····································

27、;···············19</p><p>　　3.5程序的編制················

28、····································

29、3;····································&#

30、183;····19</p><p>　　四、實(shí)際效果···························

31、;····································

32、83;································20</p><p>　　

33、五、總結(jié)····································

34、····································

35、3;·······························23</p><p>　　謝 辭

36、3;····································&#

37、183;····································

38、····································24&l

39、t;/p><p>　　參考文獻(xiàn)································

40、83;····································&

41、#183;··································25</p>

42、;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　大家都在問宏程序，其實(shí)說起來宏就是用公式來加工零件的，比如說橢圓，如果沒有宏的話，我們要逐點(diǎn)算出曲線上的點(diǎn),然后慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那么需要計算很多的點(diǎn),可是應(yīng)用了宏后，我們把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中然后我們給出Z坐標(biāo)并且每次加10um那么宏就會自動算出X坐標(biāo)并且進(jìn)行切削,實(shí)際上宏在程序中主要

43、起到的是運(yùn)算作用。宏程序序最大特點(diǎn)是在用戶宏程序本體中，能使用變量。變量間可以運(yùn)算，并且用宏指令命令, 可以給變量賦值。</p><p>　　在數(shù)控編程中，宏程序編程靈活、高效、快捷，是加工編程的重要補(bǔ)充。宏程序不僅可以實(shí)現(xiàn)像子程序那樣，對編制相同加工操作的程序非常有用，還可以完成子程序無法實(shí)現(xiàn)的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循環(huán)宏程序、球面加工宏程序、錐面加工宏程序等。</p><

44、p>　　關(guān)鍵詞:宏程序；宏指令；變量；賦值；運(yùn)算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　We are asking macro programs, in fact, speaking the macro is to use formulas to process parts, such as oval, without the

45、 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 applicatio

46、n of the macro, we entered into the system elliptical formula and then we give the Z coordinate, and each time the macro will automatically add 10um then calcul</p><p>　　In NC programming, macro programming

47、flexible, efficient, fast, is an important complement processing programming. Macro is not only achievable, as subroutines, as the preparation of procedures for the same machining operation is very useful, you can also c

48、omplete 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.</p&g

49、t;<p>　　Key words: Macro program; macro; variables; assignment; computing</p><p><b>　　一 宏程序的簡介</b></p><p>　　隨著我國現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及、從事數(shù)控加工的人員不斷增加，數(shù)控加工越來越受到人們的重視。數(shù)控程序編制的效率和質(zhì)量在很

50、大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，它既是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分，也是數(shù)控加工的要害技術(shù)之一。在我國，有相稱多數(shù)控銑床（包括加工中央）應(yīng)用在模具行業(yè)，大部分模具廠都應(yīng)用CAD/CAM軟件，手工編程、宏程序應(yīng)用的空間日趨縮小，究其原因就是大家對手工編程不重視，對宏程序不認(rèn)識。其實(shí)手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，宏程序是手工編程的高級形式，是手工編程的精髓，也是手工編程的最大亮點(diǎn)和最后堡壘。同時編制簡潔合理的數(shù)控宏程序，有著非常重大的現(xiàn)實(shí)意義

51、，既能鍛煉從業(yè)人員的編程能力，又能解決自動編程在生產(chǎn)實(shí)際工作中存在的不足。</p><p>　　在數(shù)控編程中，應(yīng)用宏程序變量編程，對可以用函數(shù)公式描敘的工件輪廓或曲面進(jìn)行數(shù)控加工，是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一個重要的新功能和新方法，宏程序編程靈活、高效、快捷，是加工編程的重要補(bǔ)充。宏程序不僅可以實(shí)現(xiàn)象子程序那樣，對編制相同加工操作的程序非常有用，還可以完成子程序無法實(shí)現(xiàn)的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循環(huán)宏程序、球

52、面加工宏程序、錐面加工宏程序等。</p><p>　　在各種系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床里，宏程序都體現(xiàn)了很大一部分作用，例如，在華中世紀(jì)星HNC-21/22T 、HNC-21M中，為用戶配備了強(qiáng)有力的類似于高級語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)的混合運(yùn)算，此外宏程序還提供了循環(huán)語句、分支語句和子程序調(diào)用語句，利于編制各種復(fù)雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時進(jìn)行繁瑣的數(shù)值計算，以及精簡程序量。

53、</p><p><b>　　二 用戶宏程序</b></p><p>　　用戶宏程序是我們在編程中運(yùn)用的一種類似高級語言的程序，程序中存有變量，正因如此，它能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜曲面或變形面的加工，是我們值得學(xué)習(xí)及研究的一種適用性編程。</p><p>　　2.1 宏程序的概念</p><p>　　把由一組指令實(shí)現(xiàn)的某種功能象子程

54、序一樣事先存入存儲器中，用一個命令代表這些功能。程序中只要寫出該代表命令，就能實(shí)現(xiàn)這些功能。把這一組命令稱為用戶宏程序本體，把代表命令稱為"用戶宏命令"。用戶宏程序本體有時也簡稱宏程序。用戶宏指令也稱為宏程序調(diào)用命令。（如圖1.1所示）</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　編程人員不必記憶用戶宏程序本體，只要記住作為代

55、表命令的用戶宏指令就行了。</p><p>　　宏程序序最大特點(diǎn)是在用戶宏程序本體中，能使用變量。變量間可以運(yùn)算，并且用宏指令命令, 可以給變量賦值。</p><p><b>　　1 用戶宏指令</b></p><p>　　用戶宏指令是調(diào)用用戶宏程序本體的命令。指令格式如下:</p><p>　　M98 P□□□□ ；&

56、lt;/p><p>　　被調(diào)用的宏程序本體的程序號。</p><p>　　利用上述指令，可調(diào)用用P 指定的宏程序本體。 </p><p><b>　　2 用戶宏程序本體</b></p><p>　　在用戶宏程序本體中，可以使用一般的CNC指令，也可使用變量，運(yùn)算及轉(zhuǎn)移指令。用戶宏程序的本體，以O(shè)后續(xù)的程序號開始，用M99結(jié)束

57、。（如圖1.2所示）</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　　2.2宏程序應(yīng)用基礎(chǔ)知識</p><p>　　用戶宏程序與普通程序的區(qū)別在于：在用戶宏程序本體中，能使用變量，可以給變量賦值，變量間可以運(yùn)算，程序可以跳轉(zhuǎn)；而普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運(yùn)算，程序只能順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)，因此功能是固定的，不能變化。

58、用戶宏功能是用戶提高數(shù)控機(jī)床性能的一種特殊功能，在相類似工件的加工中巧用宏程序?qū)⑵鸬绞掳牍Ρ兜男Ч?lt;/p><p>　　宏程序本體既可以由機(jī)床生產(chǎn)廠提供，也可以由機(jī)床用戶自己編制。使用時，先將用戶宏主體像子程序一樣存人到內(nèi)存里，然后用子程序調(diào)用指令調(diào)用。</p><p><b>　　1 宏變量</b></p><p><b>　　空

59、變量：#0</b></p><p>　　局部變量：#1～#49</p><p>　　全局變量：#50～#199</p><p>　　系統(tǒng)變量：#1000以上</p><p>　　注：①：在（2）中，局部變量一般情況下對應(yīng)于字母A～Z；</p><p>　?、冢涸冢?）中，全局變量又叫“公共變量”，屬于最常用

60、的。</p><p><b>　　2 常量</b></p><p>　　PI：圓周率π；TRUE：條件成立(真)；FALSE：條件不成立(假) 。</p><p><b>　　3 運(yùn)算符與表達(dá)式</b></p><p>　　(1) 算術(shù)運(yùn)算符：+，-，*，/</p><p>

61、　　(2) 條件運(yùn)算符：EQ（=），NE（≠），GT（＞），GE（≥），LT（＜＝），LE（≤）</p><p>　　(3) 邏輯運(yùn)算符：AND，OR，NOT</p><p>　　(4) 函數(shù)：SIN，COS，TAN，ATAN，ATAN2，ABS，INT，SIGN，SQRT，EXP</p><p>　　(5) 表達(dá)式：用運(yùn)算符連接起來的常數(shù)，宏變量構(gòu)成表達(dá)式。<

62、;/p><p>　　例如：175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ]；#3*6 GT 14 </p><p><b>　　4 賦值語句</b></p><p>　　格式：宏變量=常數(shù)或表達(dá)式</p><p>　　把常數(shù)或表達(dá)式的值送給一個宏變量稱為賦值。</p><p>　　例如：

63、 #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180；#3 = 124.0 </p><p><b>　　5 宏語句</b></p><p><b>　?。?）條件判斷語句</b></p><p>　　格式(i)： 格式(ii) ： </p><p&

64、gt;　　IF 條件表達(dá)式 IF 條件表達(dá)式</p><p>　　… …</p><p>　　ELSE ENDIF</p><p><b>　　…</b>

65、;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　（2）循環(huán)語句</b></p><p>　　格式：WHILE 條件表達(dá)式</p><p><b>　　…</b></p><p><b>　　ENDW</b&

66、gt;</p><p><b>　　6 宏程序用法簡述</b></p><p>　　宏程序它是與計算機(jī)C語言有著相似的特性。在它的編制過程中，可以運(yùn)用變量，對其變量進(jìn)行賦值，使其之間能夠進(jìn)行運(yùn)算，在執(zhí)行過程中可以跟據(jù)變量的賦值不同而起到循環(huán)作用，這樣它就能夠加工出普通編程加工不出來的零件。例如，將#100=0，即它的初始值為0，再根據(jù)它的循環(huán)語句while …#100

67、… ；……；#100=#100+1；endw 如：變形面、曲面及不規(guī)則形面等。</p><p>　　三 宏程序在數(shù)控加工中的應(yīng)用</p><p>　　在宏程序的應(yīng)用當(dāng)中，看到圖我們首先應(yīng)對它進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行計算、考慮變量的賦值，最后編制出程序。數(shù)控加工程序編制的關(guān)鍵是刀具相對于工件運(yùn)動軌跡的計算，即計算加工輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)或刀具中心的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。數(shù)控機(jī)床一般只提供平面直線和圓弧

68、插補(bǔ)功能，對于非圓的平面曲線Y=f(X),采用的加工方法是按編程允許誤差，將平面輪廓曲線分割成許多小段。然后用數(shù)學(xué)計算的方法求逼近直線或圓弧輪廓曲線的交點(diǎn)和切點(diǎn)的坐標(biāo)。下面以HNC-21T系統(tǒng)為例，如圖3.1所示：</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p><b>　　3.1 分析問題</b></p><p

69、>　　在這個零件圖里，可以看出兩個顯眼的部分，一個是在零件的開頭部分有一個“拋物線形面”，另一個是在中間部位，有一個“局部橢圓形凹槽”。在這兩種的情況下，就可以利用宏程序來編程。除了這兩個之外的部分，我們可以用普通編程就能解決。在編程過程中需要注意一點(diǎn)，要考慮到切削余量的問題。</p><p><b>　　1 對拋物線面分析</b></p><p>　　在這個形

70、面上，我們?nèi)羰怯靡话愕木幊谭椒隙ê茈y，也很懊惱，因?yàn)樗谝晥D表面上的點(diǎn)坐標(biāo)都是不規(guī)則的。在此，我們從圖紙上可以看到一個很熟悉的方程式，即拋物線方程：Z=-X2/10。在這個基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)有兩個變量，其一是Ｘ，其二是Ｚ。它們的坐標(biāo)都是在變化的，根據(jù)方程可以知到，X是隨著Z的變化而變化的。所以我們可以設(shè)Z為一個變量，再根據(jù)拋物線方程式得出變量X。</p><p>　?。?對局部橢圓形凹槽</p>&

71、lt;p>　　根據(jù)對上一個問題的分析，來解決橢圓形凹槽問題應(yīng)該不會太難了。首先知道此橢圓的方程為：。同樣的道理，我們也可以根據(jù)橢圓得出X跟Z的關(guān)系式，然后設(shè)一個變量Z，從而能列出變量X的關(guān)系式。這樣我們編程起來就可以就可以找到突破口了。接下來的問題便迎刃而解。</p><p><b>　　3.2 數(shù)學(xué)計算</b></p><p><b>　　程序計算說

72、明：</b></p><p>　　由拋物線方程Z=-X2/10得X=10 ,故直線段起點(diǎn)X坐標(biāo)值XA=20。</p><p>　　由橢圓方程:,得出，并且X為半徑值。</p><p>　　橢圓中心在如圖編程坐標(biāo)系中的坐(40,-35)。</p><p><b>　　3.3 參數(shù)設(shè)置</b></p>

73、<p>　　對于一個零件的加工，我們必須要設(shè)置好它的參數(shù)，這不僅影響著它的加工效率，還影響它的精確度。所以我們必須根據(jù)實(shí)際情況來對它的參數(shù)進(jìn)行最佳的設(shè)置。如下表所示，數(shù)控加工工序卡（表3.1）、數(shù)控加工刀具卡（表3.2）。</p><p><b>　　3.4變量賦值</b></p><p>　　根據(jù)前面對零件的分析，我們已經(jīng)知道了兩個變量，一個是拋物線Z

74、方向的變量，還有個是橢圓Z方向上的變量，兩個的X值都是隨Z的變化而變的。其次，還有個X方向切削剩余量也在每一次循環(huán)當(dāng)中依次的減小。將其可以賦三個變量的值：</p><p>　?。?）#100=40（X方向切削剩余量初始值）；</p><p>　?。?）#1=0（拋物線Z軸初始值）</p><p>　　#2=2*SQRT［-10*#1 ］+#100（拋物線X向的變量）

75、；</p><p>　?。?）#3=12.5（橢圓Z軸初始值）</p><p>　　#4=8*SQRT［1-#3*#3/256］（橢圓X向的變量）。</p><p><b>　　3.5程序的編制</b></p><p>　　以華中世紀(jì)星HNC—21T系統(tǒng)為例編寫程序如下：</p><p>　　程序

76、 注釋</p><p>　　%2010 主程序號</p><p>　　M03 S600 T0101 F120 主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速600r/min，調(diào)用T01號刀及刀補(bǔ)</p><p>　　G00 X42

77、Z2 快速定位到端面邊緣附近</p><p>　　M08 切削液開</p><p>　　#100 = 40 賦X方向切削剩余量初始值</p><p>　　N30 M98 P100

78、1 調(diào)用子程序P1001</p><p>　　#100 = #100-2 每次循環(huán)后減2mm（即每次切削2mm）</p><p>　　IF［#100 GE 0.5］GOTO 30 條件循環(huán)，當(dāng)#100大于等于0.5時回到序</p><p&

79、gt;<b>　　號為30的程序段</b></p><p>　　M03 S1000 F100 T0102 主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速改為1000r/min，調(diào)用T02</p><p><b>　　刀及01號刀補(bǔ)</b></p><p>　　#100=0

80、 賦X方向切削剩余量二次值</p><p>　　M98 P1001 調(diào)用子程序P1001</p><p>　　M09 切削液關(guān)</p><p>　　M30

81、 程序結(jié)束并返回程序起點(diǎn)</p><p>　　%1001 子程序號</p><p>　　#1=0 賦拋物線Z軸初始值</p><p>　　N11 #2 = 2*SQRT［-10*#1 ］+ #100 拋

82、物線X向變量的計算公式</p><p>　　G01 X#2 Z#1 直線插補(bǔ)到（#2，#1）的位置</p><p>　　#1= #1-0.5 每次循環(huán)后減0.5mm（即每次切削0.5mm）</p><p>　　IF［#1 GE -10］GOTO 1

83、1 條件循環(huán)，當(dāng)#1大于等于-10時回到序列</p><p><b>　　為11的程序段</b></p><p>　　G01 U10 W-5 直線插補(bǔ)同時X反向進(jìn)10mm、Z向進(jìn)5mm</p><p>　　W-7.5

84、 再Z向進(jìn)7.5mm</p><p>　　#3=12.5 賦橢圓Z軸初始值</p><p>　　N12 #4 = 40-16*SQRT［1-#3*#3/256］+ #100 橢圓X向變量的計算公式</p><p>　　G01 X#4 Z［#3-35］

85、 直線插補(bǔ)到（#4，#3-35）的位置</p><p>　　#3=#3-0.5 每次循環(huán)后減0.5mm（即每次切削0.5mm）</p><p>　　IF［#3 GE -12.5］GOTO 12 條件循環(huán)，當(dāng)#3大于等于-12.5時回到序</p>&

86、lt;p><b>　　號為12的程序段</b></p><p>　　G01 W-7.5 直線插補(bǔ)Z向進(jìn)7.5mm</p><p>　　U10 X反向進(jìn)10mm</p><p>　　N20 W-10

87、 Z向進(jìn)10mm</p><p>　　G00 U2 Z2 快速定位同時X向退2mm、Z向退2mm</p><p>　　U-2 Z向快速進(jìn)2mm</p><p>　　M99

88、 返回主程序</p><p><b>　　四、實(shí)際效果</b></p><p><b>　　實(shí)際效果圖如下：</b></p><p>　?。?）平面圖（如圖4.1所示）。</p><p><b>　　圖4.1<

89、/b></p><p>　?。?）立體圖（如圖4.2、圖4.3所示）。</p><p><b>　　圖4.2</b></p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　?。?）實(shí)際加工程序（如圖4.4所示）。</p><p><b>　　圖4.4

90、</b></p><p><b>　　五 總結(jié)</b></p><p>　　在一般的程序編制中程序字為一常量，一個程序只能描述一個幾何形狀，所以缺乏靈活性和適用性。有些情況下機(jī)床需要按一定規(guī)律動作，如在鉆 孔循環(huán)中，用戶應(yīng)能根據(jù)工況確定切削參數(shù)，一般程序不能達(dá)到，在進(jìn)行自動測量時人或機(jī)床要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這些數(shù)據(jù)存貯在變量中，一般程序是不能處理的。針對

91、這種情況，數(shù)控機(jī)床提供了另一種編程方式即宏編程，在程序中使用變量，通過對變量進(jìn)行賦值及處理的方法達(dá)到程序功能，這種有變量的程序叫宏程序。數(shù)控系統(tǒng)的用戶宏編程，應(yīng)用靈活，形式自由，具備計算機(jī)高級語言的表達(dá)式、邏輯運(yùn)算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實(shí)現(xiàn)普通編程難以實(shí)現(xiàn)的功能。</p><p>　　使用宏程序可以大大精簡程序，而且可讀性強(qiáng)，也易于檢查，提高編程效率。手工編程車削方程曲線輪廓，可以解決G代碼指令所

92、不能車削的特殊輪廓工件。如果是配有兩個回轉(zhuǎn)軸的加工中心，利用宏程序編程，在工裝夾具許可的情況下，就可以在任意方位加工上的球面、倒圓角和斜面的銑削，大大的擴(kuò)展了機(jī)床的功能。</p><p>　　我國擁有相當(dāng)數(shù)量的數(shù)控車間或數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床共存的混合車間。這些車間的數(shù)控機(jī)床或加工中心投資巨大，但由于生產(chǎn)任務(wù)不飽滿等原因，造成這些昂貴的設(shè)備得不到充分利用，甚至閑置，使企業(yè)的投資回報率較低。如果采用集成數(shù)控車間運(yùn)行模式

93、，不僅可以提高數(shù)控設(shè)備的利用率，而且對促進(jìn)諸如敏捷制造等先進(jìn)的管理制造模式在我國企業(yè)的具體實(shí)踐中具有重要意義。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學(xué)生活已近尾聲，三年多的努力與付出，隨著本次論文的完成，將要劃下完美的句號。</p><p>　　本論文設(shè)計在xx老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要

94、求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著畢老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計期間，xx老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，xx老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在此向xx老師表示深深的感謝和崇高的敬意！</p><p>　　在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表

95、示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。</p><p>　　同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 </p><p>　　我還要感謝同組的各位同學(xué)以及我的各位室友，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，你們給了我很多的

96、啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[l] 劉力健、牟盛勇編著.數(shù)控加工編程及操作.清華大學(xué)出版社,2007.1</p><p>　　[2] 馮志剛主編.數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實(shí)例[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007.7</p>