基于宏程序的双曲线类零件的程序编制

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宏程序在具有特殊轮廓零件数控编程中的应用

宏程序在具有特殊轮廓零件数控编程中的应用呼刚义;关雄飞【摘要】具有椭圆、抛物线、双曲线和渐开线等特殊轮廓零件的手工编程效率低下,自动软件编程则程序过长、精度难以控制.本文提出了特殊轮廓“插补”算法,在此基础上给出了采用宏程序进行特殊轮廓的编程方法.椭圆零件轮廓加工编程实例说明采用该方法编写的程序简洁易读、逻辑严密、通用性强、加工精度易于控制.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)023【总页数】3页(P93-95)【关键词】数控编程;宏程序;特殊轮廓加工;节点【作者】呼刚义;关雄飞【作者单位】西安理工大学高等技术学院,西安 710048;西安理工大学高等技术学院,西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言数控机床是一种程序控制的自动加工机床，其加工表面形成运动和辅助动作不需要人的直接参与而是完全按编写的程序指令进行的。

根据零件形状和工艺需要，编写适合其加工路径的数控程序，是进行数控加工的关键。

常见的数控机床所能实现的加工轨迹曲线是直线和圆弧两种，即机床具有直线插补和圆弧插补功能。

随着科技的不断进步和工业产品日益多样化，加工零件中越来越多出现如椭圆、抛物线、双曲线和渐开线等特殊轮廓。

直接利用直线插补和圆弧插补指令来编写特殊轮廓加工程序，需要提前计算出所走轨迹的大量中间点，再通过这些中间点形成接近特殊轮廓的逼近线，费时、费力、程序过长、精度没法保证，甚至难以完成。

而针对特殊轮廓曲面构建实现插补算法的数学模型，并利用宏程序来编程，不但容易而且零件的加工质量容易保证。

1 宏程序编程宏程序编程最大的特点就是在编程中引入变量和算术、逻辑运算，以及循环和条件转移等功能，使得特殊轮廓加工编程更容易、更方便。

不同的数控系统其宏程序语言有所不同，例如西门子SINUMERIK系统采用的是R参数编程，而FANUC系统提供了A类和B类两类宏程序，其中A类宏程序可读性差，编写起来比较费时费力，B类宏程序类似于C语言的编程，编写起来很方便。

宏程序在双曲线轮廓类零件数控车削中的应用

［盛利强．数控车非圆曲线轮廓的加工［．机械研究与应５］Ｊ］
用，０９（）８ — ６２０，３：５８．
【］爱国．数控机床技能实训【．北京：１姜Ｍ］北京理工大学出
ＴｈｐｉａｉｎｏｃｏＰＯｒｍｎＮＣｒｉｇｏｐｒｏａＰａｔｅＡｐｌｔｆｃｏＭａｒｒｇａｉＴｕｎｎｆＨｙｅｂｌｒｓ
’ ２
一
’ ２
一
Ｚ２
２：１ ‘
０
ｂ
＃４＝ＳＲ［＃４－１＃１２ＱＴ［２４１１＃］－Ａ为向实半轴，Ｂ为ｚ向虚半轴。
．为双曲线对称中心在方向的偏移值，为２３双曲线编程模板应用零件如图４所示，加工该零件，毛坯为＋ＯｍｌＯｍ双曲线对称中心在ｚ向的偏移值（ｚ方在轴正方向ＸｆＴｏ７０ｒｌｌｌ为正值，负方向为负值）。变量定义见表ｌ。
版社，０６２０．
２】技巧Ｍ］机用，变化的量必须用变量来设定，中间计算的值可以【冯志刚．数控宏程序编程方法、与实例［．北京：械工业出版社，０８２０．用变量来过渡，某些常量也可以赋值给变量后来使
用，以增加程序的通用性和可读性。这样就可以巧妙
Ｚ
相对于双曲线对称中心的起点坐标
加工程序如下：
Ｏ２００ｏ
图４零件图
（）件分析与编程技巧。图中看出双曲线的１零从（断句，果＃２＋３的值大于等于＃６中的ｚ向是实半轴，向是虚半轴，双曲线的零点与编程判如６＃２值，程序在ＷＨＩＥ和ＥＤ１之间循环执行，则零点重合。Ｇ５则ＬＮ否用６标准宏程序调用的方法编程，这种跳出循环，执行ＥＤ１Ｎ之后的语句）方法对于数控机床的操作人员，只需要知道宏程序

二次曲线类零件在数控铣削加工编程中的研究

Internal Combustion Engine &Parts表2二次曲线宏程序编程模板步骤程序说明…第1步N10#i=a（给自变量#i 赋值，初始值为a ，a 为自变量#i 的起点坐标值）第2步N20WHILE #i ?b DO （条件判断，如果满足条件执行N30程序段，b 是自变量#i 的终点坐标值，？为条件运算符）第3步N30#j=f （#i ）（用自变量表示因变量的表达式，确定因变量#j 相对于自变量#i 的宏表达式）第4步N40G01X[2*#X+g]Y [#Y+i]（直线段拟合曲线，在此要注意坐标的变换，#X ，#Y 分别是在X 、Y 轴上的宏变量，g 为曲线本身坐标原点在工件坐标系下的X 坐标值，i 为曲线本身坐标原点在工件坐标系下的Y 坐标值[3]）第5步第6步N50#i=#i±ΔN60END …（自变量递变一个步长Δ，递增a>b 取+，递减a<b 取-）条件不满足时结束循环0引言数控铣削加工与车削加工不同，车削加工是工件旋转，刀具移动；铣削加工是刀具旋转而工件移动即将毛坯固定在工作台上，把刀具装夹到高速旋转的主轴上，通过工作台的前后、左右的移动，高速旋转的铣刀在工件上走刀，切出需要的形状和特征[1]。

在机械加工中，除了常规的圆弧和直线所构成的轮廓面以外，我们还会遇到由二次非圆曲线所构成的复杂曲线类零件。

因此，针对二次非圆曲线类零件的数控铣削编程也是手工编程中的难点。

以FANUC 系统所对应的数控铣削加工为例，分析如何使宏程序变量编程来编写二次非圆曲线类零件的加工程序，以此探讨如何编写数控铣削加工二次非圆曲线类轮廓程序的方法和技巧。

1二次曲线类零件在数控铣削加工中的编程过程研究应用宏程序对带有二次曲线轮廓的零件进行数控编程，是现代数控系统功能的一个重要拓展，要快速熟练准确地掌握宏程序变量编程再数控铣削加工中的应用还是较为困难。

事实上，数控加工二次曲线的宏程序编制具有一定的规律性。

多曲线轮廓拔模型腔零件的宏程序编程 (1)

1 序言我公司加工的某零件图样如图1所示，其加工面具有2.14°拔模斜度，并且其横截面轮廓是由多条直线和圆弧连接而成的复杂曲线，同时棱边处还要求倒圆弧角R5mm。

图1 零件图样根据零件加工内容和以往经验，我们采用了CAM软件编程的方式进行了试制，由于零件加工面积大，对表面粗糙度要求高，所以用CAM编制的程序很复杂，从而造成了该零件的加工程序在存储执行、中断再运行、更改铣削参数等各方面均十分不便，严重影响了零件的生产效率。

另外，受程序存储空间的影响，该零件只能在具有外部扩展存储的大型加工中心上生产，而公司闲置的两台小型简易数控铣床因存储空间不足而无法加工该零件，从而导致了零件生产成本的增加和空闲设备的资源浪费。

2 改进思路为了改善生产现状，利用公司闲置资源，降低生产成本，同时有效提高零件生产效率，我们通过研究决定改用人工编程来替代CAM编程。

通过运用数控系统的高级参数来编制适合机床系统的宏程序，同时利用子程序和循环功能来实现零件加工参数的调整和更改，从而实现零件加工程序的优化，达到提高生产效率的目的。

2.1 刀具选择根据前期CAM编程及刀具的使用情况，我们决定仍然采用f25mm的R5型可转位圆角立铣刀（见图2）来加工零件。

由于采用该规格的刀具加工效率高且刚性好，并且在加工两侧R13mm圆弧时不产生过切干涉，应用效果较好，所以后期程序编制均按此规格刀具来执行。

a）实物b）尺寸示意图2 可转位圆角立铣刀2.2 编程分析通过分析零件加工面结构特性，可以把该零件的加工曲面分层考虑，每切削层（横截面）的加工曲线都是由相同的直线、R圆弧、过渡圆弧等多条曲线连接而成，切削截面如图3所示。

另外，自上而下每层都比上一层在某单一轴向增加一个偏移位置，从而形成零件的2.14°拔模斜度。

图3 切削截面示意通过以上分析可得出，该零件的加工面可以分层切削，每层的加工刀路（切削曲线）均相同，并且下一层的加工零点的X轴坐标（或Y轴坐标）只需偏置一个固定距离，执行同样的加工刀路，刀具半径参数不变，就能够实现拔模角度的偏移。

二次曲面轮廓数控零件宏程序的研究与实践

活性和运用性。
曲率半径较小处的误差，通常由轮廓图形直接观察确定校验
的位置。
２用户宏程序功能
２１变量．
在Байду номын сангаас规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给
一
个地址，了使用程序更加具有通用性、为灵活性，在宏程序中
设置了变量。
＃０＝ＳＴ＃０Ｏ；１１ＱＲ【１０４．１］＃０＃０＂；（径量）１２＝１１２直
Ｇ０１２Ｚ１０１Ｘ＃０＃０；
＃０＃０— ．；１０＝１００１０
Ｇ０Ｚ．：０２０Ｇ０Ｘ１００Ｚ０．：００．１０Ｏ
ｐｏｅｓｃｎｒｌｅｃｒｃｓｏｔ，ｔ．ｏ
Ｋｅｒｓｃｓｏｍａｒ；ｏｉ；Ｃｐｇａｙｗｏｄ：ｕｔｍｃｏｃｎｃＮｒｒｍｏ
８０
将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程，称为引
用变量。
如：０＃１０Ｙ－１１Ｆ１２Ｇ１Ｘ０－０＃０；－＃
当＃ｏｌ００＃０＝００＃０１０＝０．；１１５．；１２＝８Ｏ时，上式即表示为Ｇ１１００Ｙ５．Ｆ０００．一００８；Ｘ２１３变量的种类．．
Ｃｎ－ｅ，ＡＮＸｉ－ｈＡＯＤｏｇｗｉＰｕｓｉ
（．ｅａｔｅｔｆｅｈｏｉＳｚｏｅｉｅｈｉｌｎｔｕｅＳｚｏａｇｕ２５０，ｈａ１ＤｐｒｎｃｔｎｅｕｈｕＳｎｒｃｎｃｓｔｔｕｈｕＪｎｓ１０９Ｃｉ；ｍｏＭｒ，ｏＴａＩｉ，ｉｎ２Ｄｐｒｅｔｆｅｈｎ，ｕｈｕＩｓｔｔｏＴａｅｏｅｃＳｚｏａｇｕ２５０，ｈａ．ｅａｍｎｏｅｔｉＳｚｏｔｕｒ＆ＣｍｍｒｔＭｒｃｏｎｉｅｆｄｅ，ｕｈｕＪｎｓ１０９Ｃｉ）ｉｎ

宏编程在二次曲线轮廓数控车加工中的应用

53科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 信息技术1 非圆二次曲线轮廓的数控车加工编程对非圆二次曲线数控车加工进行编程有两种方式,一是普通编程,由于数控车床一般只有直线插补和弧插补功能,对于非圆二次曲线进行普通编程只能采取用直线段或是圆弧段逐步逼近非圆曲线轮廓的手工数学处理方式,计算量庞大,容易出现失误,处理的时间也比较长,如果采取CA D/CAM数控自动编程,虽然对某个单一的非二次曲线计算精确,时间也快,但却仅仅适用于同一形体,对于类似产品只能重新编程,并且自动编程占用内存较大,对数控系统配置要求较高。

二是宏程序编程,采取宏程序手工编程可以避免普通手工编程精度低、自动编程程序占内存较大以及仅单品适用的缺点,由于手工编写的宏程序可以尽量短小并且实用性强,极大拓展了非圆二次曲线轮廓数控车加工的范围与功能。

2 非圆二次曲线宏程序编程的主要技术特点宏程序编程具有几个非常鲜明的特点,一是编程方式灵活。

二是宏程序通用性广。

三是使用宏程序编程加工精度高。

四是宏程序充分利用了数控系统内部代码,使得程序运行更加高效、精确。

宏编程在二次曲线轮廓数控车加工中的应用刘志国(厦门市海沧区职业中专学校福建厦门 361027)摘要：随着生活水平的提升,人们对事物的美感要求也越来越高,曲线作为最具美感的外形之一,常常成为设计师们设计产品的首选,越来越多的复杂曲线型面部件、产品给数控车加工带来挑战。

另外,在近几年的全国各级各类竞赛中应用宏程序加工也屡见不鲜,各校在教学和竞赛培训中,都进行了这方面的培训。

本文结合教学及竞赛实践分析了数控车床技术中宏编程和普通编程的特点,详细介绍了宏编程在非圆二次曲线轮廓数控车加工中的应用。

关键词：数控车加工非圆二次曲线轮廓宏程序编程中图分类号：T G 51文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)03(c)-0053-023 非圆二次曲线宏程序编程的基本步骤(1)将数学坐标转化为工件坐标。

宏程序在具有特殊轮廓零件数控编程中的应用

０引言
数控机床是一种程序控制的自动加工机床，其加工表面形成运动和辅助动作不需要人的直接
参与而是完全按编写的程序指令进行的。根据零件形状和工艺需要，编写适合其加工路径的数控程序，是进行数控加工的关键。常见的数控机床所能实现的加工轨迹曲线是
为圆周率符号。
类宏程序可读性差，编写起来比较费时费力，Ｂ类宏程序类似于Ｃ言的编程，编写起来很方便。不语论是何种数控系统的宏程序，它们运行的效果都
所用的变量范围为：＃￣＃９，而＃９以上的变０５９５９
量仅供系统程序编辑人员使用。其中＃～＃９当０４为
前局部变量；＃０１９全局变量；＃０￣＃４５￣＃９为２０２９
为０局部变量；＃５～＃９为１局部变量；层２０２９层＃０￣＃４为２局部变量；＃５￣＃９为３局３０３９层３０３９层
为５局部变量；＃０￣＃４为６局部变量；层５０５９层＃５￣＃９为７５０５９层局部变量。需要说明的是华中世
１宏程序编程
宏程序编程最大的特点就是在编程中引入变量和算术、逻辑运算，以及循环和条件转移等功能，使得特殊轮廓加工编程更容易、更方便。

利用宏指令编程及加工教程

式中：m——循环执行范围的识别号，只能是1、 2和3，否则系统报警 DO- END m之间的循环识别号（1-3）可使用任意次，但不能执行交叉循环。
例如，例如 WHILE[…] …..; END 1; …..; WHILE[…] …..; END 1 DO 1; DO语句范围不允许交叉，即如下语语句范围不允许交叉，语句范围不允许交叉句是错误的：句是错误的： DO 1 DO 2 END 1 END 2
O0001；； N10 T0101; N20 #1=0；； N30 #2=1；； N40 IF [#2 GT 10] GOTO 90 ； N50 #1=#1+#2；； N60 #2=#2+1；； N70 G01 X#1 Z#2 F0.1; N80 GOTO 40；； N90 M30；；宏程序号结果的初值加数的初值若加数大于10，则程序转移到90 若加数大于，则程序转移到计算结果下一个加数刀具运动，刀具运动，到达运算所得的坐标点程序转移到N40 程序转移到程序结束
DO 1;
控制指令
循环嵌套：（最多为3重）DO—END 循环能够按
需要使用多次，即循环嵌套。 DO—END循环嵌套：循环嵌套：循环嵌套 WHILE [条件式1] DO 1； …… WHILE [条件式2] DO 2； …… WHILE [条件式3] DO 3； …… END 3； …… END 2 …… END 1；
IF后面是条件式。如果条件成立，程序转移到段号为n的程序段，否则，按程后面是条件式。如果条件成立，程序转移到段号为的程序段否则，的程序段，后面是条件式序顺序执行下一个程序段。程序段号n可以由变量或表达式替代序顺序执行下一个程序段。程序段号可以由变量或表达式替代；可以由变量或表达式替代

零件加工程序的编制宏程序编程

根据工艺流程和加工需求，选择合适的机床、刀具、夹具等设备和工具，以确保加工过程的稳定性和可靠性。
加工工艺参数确定
切削速度
根据刀具材料、工件材料、加工精度和表面质量要求等因素，选择合适的切削速度，以提高加工效率并减少刀具磨损。
进给量
合理设置进给量，以控制切削深度和切削宽度，从而获得良好的切削效果和表面质量。
03
02
编写加工程序
根据加工工艺，使用宏指令和宏变量编写加工程序。
机床加工
将调试好的程序传输到数控机床上进行加工。
04
02
零件加工工艺分析
零件加工需求分析
01
Байду номын сангаас02
03
零件材料
根据零件的用途和性能要求，选择合适的材料，如钢铁、铝合金、塑料等。
加工精度
确定零件的尺寸、形状、位置和表面粗糙度等精度要求，以确保零件的装配和使用性能。
切削深度
根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素，选择合适的切削深度，以确保加工过程的稳定性和可靠性。
03
宏程序编程实现
宏程序变量定义
定义宏程序中的变量
在宏程序中，需要先定义变量，以便在后续的逻辑编写中使用。变量类型包括整数型、浮点型、字符型等，根据实际需求选择合适的变量类型。
变量赋值与传递
零件加工程序的编制宏程序编程
目录
• 宏程序编程基础 • 零件加工工艺分析 • 宏程序编程实现 • 零件加工程序的编制实例 • 宏程序编程的未来发展
01
宏程序编程基础
宏程序定义与特点
宏程序定义
宏程序是一种在数控加工中，通过宏变量和宏指令实现零件加工程序的自动编程的方法。

椭圆、双曲线、抛物线类零件的宏程序编制

椭圆类零件的宏程序编制椭圆的标准方程：椭圆宏程序结构流程：椭圆加工：零件材料45钢，毛坯为φ50mm ×100mm ，按图要求完成数控加工程序。

O0001；T0101 ;M03 S800；G0 X51. Z2.；G71 U1.5 R1. ；（粗车右端外形轮廓）G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F150 ；N10 G1 X25.966；（椭圆处外径）Z0.；Z-19.；X35.988 Z-29.;Z-46；X44.；X45.992 Z-47.；N20 Z-55.；G70 P10 Q20 S1000 F120；（精车右端外形轮廓）G00 X100.；Z50.；S800 F150；#150 = 26.；（定义椭圆加工余量）N30 IF [#150 LT 1] GOTO 40；（如果余量小于1，跳到40句）M98 P0003；（调用椭圆加工宏程序）#150 = #150 - 2；（每次递减2mm）GOTO 30 ；（无条件跳转到30句）N40 G0 X30. Z2.；S1500 F80；#150 =0；（开始精加工椭圆轮廓）M98 P0003；G0 X100. Z5.； M30； O0003；（椭圆加工子程序） #101=20.；（椭圆长半轴） #102=13.；（椭圆短半轴） #103=20.；（起点处Z 坐标）N20 IF [#103 LT 1] GOTO 50；（如果Z#104 = SQRT[#101*#101 - #103*#103]；） #105 = #102*#104/#101；（构造G01 X[2*#105 + #150] Z[#103 – 20]；（直径值定义加上加工余量，Z #103 = #103 –0.5；（Z 坐标递减0.5mm ） GOTO 20；（绝对跳转到20句） N50 G00 U2. Z2.；（退刀） M99；椭圆轮廓编程技巧O0027； T0101 ; G98； M43;M03 S800； G0 X80. Z5.；G73 U25 R25；(调用粗车循环加工椭圆轮廓) G73 P10 Q20 U0.5 W0 F150 ； N10 G1 X30 Z0；(轮廓起点） Z-8.79；#100=-8.79;（椭圆起点Z 坐标）N15 #102=[#100+44]* [#100+44]；#103=SQRT[36*36-#102];）#104=10+2/3*#103;（构造向半径偏移10mm ） #105=2*#104;G01 X#105 Z#100;#100=#100-2;（Z 向递减2mm ）IF [#100GT-72.102] GOTO 15（如果Z 坐标值大于-72.102跳转到15句） G00 U30; N20 X70; G00 X80 Z5;G70 P10 Q20 F100;（精加工椭圆轮廓） G00 X100; Z100; M05; M30;参数方程编写椭圆宏程序：O0271; T0101; M03 S800; G0 X36 Z26;#20=26;（X 向总加工余量） N56 G0 U2;Z26;（Z 向加工起点）N100 #20=[#20-2];（X 向递减2mm ） #1=12.5;（椭圆短半轴）#2=25;（椭圆长半轴）#3=0.5;（起始处椭圆离心角） #5=90;（终止处椭圆离心角）WHILE [#3 LT #5] DO2;（当起始角小于终止角时执行DO2到ＥＮＤ２之间的程序段）#6=#2*COS[#3];（构造） #7=2*#1*SIN[#3];（构造） G1 X[#7+#20] Z#6 F150;（椭圆Ｘ坐标加余量值） #3=#3+#4;（椭圆离心角递增） #10=#7+#20;（Ｘ向当前点坐标）IF [#10 GT 26] GOTO 56;（如果Ｘ向当前点坐标大于２６跳转到５６句从新定起点） END 2 G0 U2;Z26;（退刀）IF [#20 GE 0] GOTO 100;（如果余量大于等于０跳转到１００句） G0 X100; M05; M30;抛物线类零件的宏程序编制)(*αCOS a )(**2αSIN b抛物线宏程序编制：O0272; M03 S800; G98;G00 X90 Z100;N10 #24=0;（抛物线顶点处Ｘ值） #26=0; （抛物线顶点处Ｚ值） #17=-10;（常量）#22=42;（抛物线开口处直径） #6=1;（每次步进量） #9=100;（进给率）G00 X#24 Z[#26+5];（加工起点） G01 Z#26 F[2*#9];N30 #24=#24+#6;（Ｘ向递增）#26=[#24*#24]/[#17]; (构造） G01X2*#24 Z#26 F#9;N60 IF [#24 LT #22/2] GOTO 30;（如果X值小于开口处直径一半跳转到30句）G01 X#22 Z#26 F[3*#9]; M05; M30;双曲线过渡类零件的宏程序编制焦点在X 轴上的双曲线，其标准方程为焦点在Y轴上的双曲线宏程序编制：程序编制：O0273;T0101;M03 S500;G98;G01 X10;Z-5.05;X17.524;#1=20;N10 #2=38-10/SIN[#1];#3=-60+20/TAN[#1];G01 X2*#2 Z#3;#1=#1+1;IF [#1 LT 80] GOTO 10;G01 X56 Z-56.473;X60;G00 X100;Z100;M05;M30;焦点在X 轴上的双曲线宏程序编程：O0045; T0101; G98;M03 S500; G00 X60 Z0; G01 X0; #100=0;N15 #101=4/3*SQRT[[#100-6]*[#100-6]-36]; G01 X2*#101 Z#100; #100=#100-1;IF [#100 GT -16.594] GOTO 15; G01 X58 Z-16.594; X60; G00 Z0; G00 X100; Z100; M05; M30;椭圆轮廓的加工对椭圆轮廓，其方程有两种形式。

基于CAXA数控车双曲线轴类零件的自动编程加工

基于CAXA数控车双曲线轴类零件的自动编程加工作者：陈银黄俞淇来源：《海峡科技与产业》2016年第11期摘要：本文介绍利用CAXA数控车对双曲线零件进行自动编程，即“零件造型，工艺分析，设定刀具轨迹，设置切削参数，路径仿真，实体切削”的过程，与传统的手工编程方法相比，利用CAXA数控车软件对复杂零件，尤其是对非圆曲线类零件有其方便快捷的方法。

一方面缩短了传统手工编程对于复杂零件调试程序的时间，使真正实现CNC变得可行；另一方面可以即时更改参数优化刀路，对新产品研发和生产实践有一定的指导意义关键词：数控车；自动编程；双曲线0 引言CAXA作为国内CAD/CAM软件的先驱者，经受了实践的检验，得到了市场的认可。

与其他国外软件相比，其特点更加鲜明，其强大的绘图功能更加方便快捷，易于上手，其完善的外部接口也兼容多种数据形式，如STL、IGS、DXF等，便于与其他通用软件交换数据。

CAXA数控车可根据工艺要求生成多种加工轨迹，并提供了开放式的后置处理模块，满足各种数控加工系统，并可完成平面刀路的轨迹仿真和实体切削模拟。

1 双曲线分析定义1：平面内与两定点F1，F2的距离之差的绝对值等于常数c、小于|F1F2|的点的轨迹称为双曲线。

定义2：平面内到给定一点及一直线的距离之比大于1且为常数的动点的轨迹称为双曲线，如图1所示。

在XY平面内，双曲线的各点坐标之间呈规律变化，可用双曲线的方程表示为：2案例分析2.1 零件图分析如图2所示，该轴类零件的轮廓由常规线段和非圆曲线——双曲线轮廓组成，零件编程的难点在于双曲线轮廓部分的复杂数学计算，用常规的方法计算量比较大，若采用手工编程，则双曲线的各点计算非常复杂，若用宏变量编程，对编程者和数控系统的要求又特别高，这时可借助计算机软件绘图，比如CAXA数控车软件来实现。

2.2 加工工艺分析根据零件图纸和加工要求，确定加工工艺。

CAD/CAM软件只能根据操作人员的加工工艺生成相应的程序，所以工艺部分还是要由操作人员来确定。

数控机床宏程序编程的技巧和实例

论文：数控机床宏程序编程的技巧和实例西北工业集团有限公司白锋刚2011年8月11日前言随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。

现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。

这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。

要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。

常用的编程方法有手工编程和计算机编程。

计算机编程的应用已非常广泛。

与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。

因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。

只须了解一些基本的编程规则就可以了。

这样的想法并不能全面。

因为，计算机编程也有许多不足：1、程序数据量大，传输费时。

2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。

3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。

手工编程是基础能力，是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。

手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。

实践证明，手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快，程序质量高。

在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。

宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。

合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。

作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师，在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题，因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。

在传授指导徒弟和与同事探讨中，总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。

有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过，我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。

一、非圆曲面类的宏程序的编程技巧1、非圆曲面可以分为两类；（1）、方程曲面，是可以用方程描述其零件轮廓的曲面的。

数控车加工非圆二次曲线零件程序编制

数控车加工非圆二次曲线零件的程序编制摘要：数控车床加工是一种自动化的工业生产与零部件加工技术，随着自动化与信息化的不断发展，它在工业生产与加工领域的运用越来越广，并且自动化加工技术水平提升越来越快。

数控车加工过程中，非圆二次曲线几何形状是加工零部件结合要素中存在的一种，由于这种零部件几何要素的特殊性，与常规几何要素的零部件相比，加工生产过程要相对复杂一些，需要通过对于这种零部件的结合要素进行编程设计，以通过数控车自动控制系统进行生产加工实现。

在对于非圆二次曲线零部件的数控车加工数学理论进行计算分析的基础上，结合某数控系统中的宏程序，通过实例进行数控车加工非圆二次曲线零件的程序编程分析与研究，以提高数控车床加工技术，推进工业自动化的发展提升。

关键词：数控车床；自动化；零部件；非圆二次曲线；几何要素；程序编制在现代化的工业发展与机械制造领域，随着工业生产与零部件加工制造设备技术的不断提升发展，在工业生产与机械加工制造中，不仅工业生产与机械加工技术水平的发展提升越来越快，并且工业生产与机械加工制造设计中，加工制造零部件的结构形式也由简单以及单一化，逐渐向着复杂化与多样性方面发展。

因此，在现阶段的数控车床加工生产中，也经常会碰到一些非圆二次曲线零部件设计加工情况，像椭圆以及抛物线、双曲线等各种几何要素与形状的零部件，在进行这类零部件加工生产中，由于数控车中的自动控制系统不能够满足这类几何要素比较复杂并且多样的零部件设计与加工控制实现，因此，就需要结合零部件的几何形状与要素，进行数控车床自动化控制系统与程序的重新编制，以满足该类型零部件的生产加工需求。

本文将利用某数控系统中自带的宏程序以及循环指令，通过实例对于数控车加工非圆二次曲线零部件的程序编制进行分析论述。

一、非圆二次曲线零部件加工程序编制的思路分析通常情况下，在应用数控车自动控制系统以及程序功能进行零部件的加工生产中，对于结构形状比较简单的零部件，可以通过数控车自动控制系统本身的系统存储记忆与功能，实现对于简单以及常用几何形状的零部件进行自动控制加工与生产实现，但是，非圆二次曲线零件，由于零件结构本身的复杂性与多变形，使得数控车生产加工的数量与情况比较少，因此，数控车的自动控制系统就不能满足该结构类型的零部件生产设计与加工需求，就需要在数控车加工过程中，通过提编制该类型结构的数控车加工生产控制系统与程序来进行具有复杂性以及多样性的零部件加工生产实现。

数控机床宏程序编程的技巧和实例

数控机床宏程序编程的技巧和实例论文:数控机床宏程序编程的技巧和实例西北工业集团有限公司白锋刚2011年8月11日1前言随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。

现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。

这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。

要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。

常用的编程方法有手工编程和计算机编程。

计算机编程的应用已非常广泛。

与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。

因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。

只须了解一些基本的编程规则就可以了。

这样的想法并不能全面。

因为，计算机编程也有许多不足:1、程序数据量大，传输费时。

2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。

3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。

手工编程是基础能力，是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。

手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。

实践证明，手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快，程序质量高。

在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。

宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。

合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。

2作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师，在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题，因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。

在传授指导徒弟和与同事探讨中，总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。

有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过，我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。

一、非圆曲面类的宏程序的编程技巧1、非圆曲面可以分为两类;(1)、方程曲面，是可以用方程描述其零件轮廓的曲面的。

曲面类零件的程序编制

二、相关知识
（一）宏程序中的变量表示、运算符
1) 编程: R0=…到R249=… 2) 一共250个计算参数可供使用：
R0…R99 ---可以自由使用 R100…R249 ---加工循环传递参数 R250…R299 ---用于加工循环的内部计算参数如果你没有用到加工循环，则这部分计算参数也同样可以自由使用。 3)赋值范围：+(0．000 000 1----9999 9999)．
曲线凸台加工的走刀路线
三、工作任务的完成
（一）数控加工工艺的制订
圆球的精加工路线
三、工作任务的完成
（一）数控加工工艺的制订
4. 数控铣削刀具的选择
刀具号
T01 T02 T03
名称球头刀立铣刀立铣刀
刀具规格直径
Φ8mm Φ20mm Φ10mm
材料硬质合
金高速钢
高速钢
三、工作任务的完成
三、工作任务的完成
（二）编写零件程序
（1）曲线凸台的粗精加工（2）曲线凸台粗加工子程序（3）曲线凸台的精加工子程序（4）圆球的粗加工程序（5）圆球的精加工程序（6）圆球清根程序
四、自主练习
1.如图所示零件具有型腔、环形阵列8个U形槽。要求利用宏指令、旋转等编程。
四、自主练习
2.编制如图所示零件的数控加工工艺及程序，毛坯材料为 45钢。
1) 标记符可以自由选取，但必须由2—8个字母或数字组成，其中开始两个符号必须是字母或下划线。 2) 跳转目标程序段中标记符后面必须为冒号。
标记符位于程序段段首。如果程序段有段号，则标记符紧跟着段号。 3) 在一个程序中，标记符不能含有其它意义。程序举例: N10 MARKEl：G1 X20 ；MARKEl为标记符，跳转目标

宏程序在二次曲线轮廓数控车削加工的应用

ＥＮＤｎ
该程序含意为：条件表达式满足时，程序段ＤＯｎ至ＥＮＤｎ即重复执行；条件表达式不满足时。程序转到ＥＮＤｎ后处继续执行；
图１含椭圆的二次曲线编写程序时，我们可以设定：Ａ为椭圆长半轴值；Ｂ为椭圆短半轴值；Ｃ自变量初始值，椭圆曲线起点到椭圆中心的Ｚ向距离；Ｋ自变量终点值，即椭圆曲线终点到椭圆中心Ｚ向距离。设＃１为椭圆上的自变量Ｚ；舞２为椭圆上的变量Ｘ，Ｎ１０＃１＝Ｃ赋自变量Ｚ的初始值；Ｎ２０ＷＨＩＬＥ【样３ＧＥＫ】ＤＯｍ；ＷＨＩＬＥ执行循环，当＃３满足大于或等于Ｋ时，则程序在ＷＨＩＬＥＤＯｍ和ＥＮＤｍ之间循环，否则跳出循环，Ｋ为椭圆终点至椭圆中心的Ｚ向距离。Ｎ３０＃２＝Ｂ／ＡＳＱＲＴ［ＡＡ一样１＃１］＿通过椭圆标准方程分解得到，其中的Ｚ为＃１作为参数变量在它的定义域内从曲线起点逐步向曲线终点变化，从而求出椭圆任意一个点的坐标值。Ｎ４０Ｇ０１Ｘ［［ＡＸ±＃２２］Ｚ【｝｝１一ＡＺ］Ｆ１００；直线插补进行拟合加工，其中ＡＸ为椭圆中心到编程原点的ｘ向距离， ‘ ［ＡＸ± ＃２ｒ２表示ＸＴ件直径的编程坐标，ＡＺ为椭圆中心到编程原点的Ｚ向距离，为＃１一△Ｚ编程Ｚ坐标。Ｎ５０｝｝１＝样１一Ｏ．０１；椭圆Ｚ轴以一定的插补步进距离（如Ｏ．Ｏ１ｍｍ）；Ｎ６０ＥＮＤｍ；循环结束。如图１所示含椭圆的二次曲线轮廓，程序编写如下：

宏程序各种类型及曲线程序

阿基米德螺旋线的轨迹线加工已知此曲线极坐标的方程为r=aθ（a：常数θ：弧度）起始角θ=0°=0弧度终止角θ=270°+360°=630°=630×3.14／180弧度=10.99弧度设定变量表达式#1=θ=0°(θ由00变化到630°设定初始值#1=0) #2=θ（弧度=#1×3.14／180）#3=r=a*#2#501表示周期#3=1 *[#2] 中的1是一个常数。

%O1236#504=6*360G90 G54 G00 X0 Y0S500 M03G43 H1 Z50.Z3G01 Z0 F100#1=0WHILE [#1LE#504 ]DO1#2=#1*3.14/180#3=1*[#2]G16 G01 X#3 Y#1 F500#1=#1+1END1G15 G00 Z100M05M09M30%宏程序G17平面铣螺旋线#716 表示圆半径#717 表示刀具半径#718 表示螺纹深度#719 表示螺距#720 表示孔位X轴坐标#721 表示孔位Y轴坐标%O1480#716=10 (YUAN BAN JING) #717=6 (DAO BAN JING)#718=30 (SHENG DU)#719=5 (LUO JIU)#720=0 (X)#721=0 (Y)T1M06G90 G10 L12 P1 R#717G90 G54 G0 X#720 Y#721 S3000 M03G43 H1 Z50Z2#1=0WHILE[#1 LE #718]DO1G42 G01 D1 X[#716+#720] F100G02 I-#716 Z-#1#1=#1+#719END1G01 X#720 G40G0 Z200M05M09M30%球头刀倒凹圆角#501 表示孔直径#502 表示孔底圆角半径#503 表示刀半径#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=12 (KONG ZHI JIN)#502=5 (YUAN JIAO BANG JIN R)#503=4 (DAO BIAN JIN )S1000 M03G90 G54 G0 X0 Y0Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501/2-#502+[#502-#503]*COS[#1] #3=[#502-#503]*SIN[#1]+#503G01 Z-#3 F100G03 I-#2 F300#1=#1+1END1G00 Z100M30%平刀倒凹圆角#501 表示孔直径#502 表示孔底圆角半径#503 表示刀半径#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=20 (KONG ZHI JIN)#502=5 (YUAN JIAO BANG JIN R) #503=4 (DAO BIAN JIN )S1000 M03G90 G54 G0 X0 Y0Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501/2+#502*COS[#1]-#503-#502 #3=#502*SIN[#1]G01 X#2 F300G03 I-#2 F300#1=#1+1END1G00 Z100M30%内孔倒斜角加工1: 牛鼻刀倒内孔口斜角#501 表示内孔直径#502 表示倒角长度#504 表示倒角角度#503 表示牛鼻刀圆角半径#505 表示牛鼻刀底面有效直径#507 表示要倒角的孔位X轴坐标#508 表示要倒角的孔位Y轴坐标#506 表示倒角深度#1=#1+1后面的1表示每刀间隔深度%O0001#501=25 (NEI KONG ZHI JIN)#502=5 (DAO JIAO CHANG DU)#504=45 (DAO JIAO JIAO DU)#503=4 (DAO BANG JIN )#505=8 (DI MIAN ZHI JIN)#507=0 (X)#508=0 (Y)#506=#502*TAN[#504]+#503-#503*COS[#504]S1000 M03G90 G54 G0 X#507 Y#508Z3#1=#503-#503*COS[#504]WHILE[#1 LE #506]DO1#2=#501/2+#502+#507-[#505/2]-#503*SIN[#504]-[#1-#503+#503*COS[#504]]/TAN[#504] G01 X#2 F300Z-#1 F100G03 I-[#2-#507] F300#1=#1+1END1G00 Z100M30%2:平刀倒内孔口斜角#501 表示内孔直径#502 表示倒角长度#504 表示倒角角度#503 表示平底刀直径#507 表示要倒角的孔位X轴坐标#508 表示要倒角的孔位Y轴坐标#1=#1+1后面的1表示每刀间隔深度%O0001#501=20 (NEI KONG ZHI JIN)#502=5 (DAO JIAO CHANG DU)#504=45 (DAO JIAO JIAO DU)#503=8 (DAO ZHI JIN )#507=0 (X)#508=0 (Y)#506=#502*TAN[#504]S1000 M03G90 G54 G0 X#507 Y#508Z3#1=0WHILE[#1 LE #506]DO1#2=#501/2+#502+#507-#1/TAN[#504]-#503/2 G01 X#2 F300Z-#1 F100G03 I-[#2-#507] F300#1=#1+0.1END1G00 Z100M30%3:球头刀倒内孔口斜角#502 表示倒角长度#504 表示倒角角度#503 表示球头刀半径#506 表示倒角深度#507 表示孔位X轴坐标#508 表示孔位Y轴坐标#1=#1+1后面的1表示每刀间隔深度%O0001#501=20 (NEI KONG ZHI JIN)#502=5 (DAO JIAO CHANG DU)#504=45 (DAO JIAO JIAO DU)#503=4 (DAO BANG JIN )#505=0.2(JIAN JIU)#507=20 (X）#508=20（Y）#506=#502*TAN[#504]+#503-#503*COS[#504]S3000 M03G90 G54 G0 X#507 Y#508Z3#1=#503-#503*COS[#504]WHILE[#1 LE #506]DO1#2=#501/2+#502-#503*SIN[#504]-[#1-#503+#503*COS[#504]]/TAN[#504] G01 X[#2+#507] F400Z-#1 F100G03 I-#2 F400#1=#1+#505END1G00 Z200M05M09M30%内孔加工#501 表示圆直径#503 表示刀直径#504 表示孔位X轴坐标#505 表示孔位Y轴坐标#1=#1+1后面的1表示间隔深度（吃刀深度）%O0001#501=10 (YUAN ZHI JIN)#503=4 (DAO ZHI JIN )#504=0 (X)#505=0 (Y)G90 G54 G0 X#504 Y#505S2000 M03M08Z3#1=0WHILE[#1LT10]DO1#2=#501/2-#503/2+#504#3=#501/2-#503/2#1=#1+1G01 Z-#1 F100G01 X#2 F300G03 I-#3 F300G01 X#504 Y#505END1G00 Z100M05M09M30%内孔凸圆角加工:牛鼻刀倒凸圆角#501 表示孔直径#502 表示孔口圆角半径#503 表示牛鼻刀圆角半径#504 表示牛鼻刀底面直径的一半#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=20 (KONG ZHI JIN)#502=5 (YUAN JIAO BANG JIN R)#503=4 (DAO YUAN JIAO BIAN JIN r)#504=5 (DAO DI MIAN BANG JIN)S1000 M03G90 G54 GOO X0 Y0Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501/2+#502-[#502+#503]*SIN[#1]-#504 #3=[#502+#503]*[1-COS[#1]]G01 X#2 Y0 F300G01 Z-#3 F100G03 X#2 Y0 I-#2 J0 F300#1=#1+1END1G00 Z100M30%平刀倒凸圆角#501 表示孔直径#502 表示孔口圆角半径#503 表示刀直径#506 表示需要倒圆角的孔位X向坐标#505 表示需要倒圆角的孔位Y向坐标#504 表示进刀点X轴坐标#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=20 (KONG ZHI JIN)#502=5 (YUAN JIAO BANG JIN R)#503=8 (DAO ZHI JIN )#506=0(X)#505=0(Y)#504=#506+[#501-#503]/2-1G90 G54 G0 X#504 Y#505S2000 M03G43 H1 Z50Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501/2+#502+#506-#503/2-#502*SIN[#1] #3=#502-#502*COS[#1]G01 X#2 F300G01 Z-#3 F100G03 I-[#2-#506] F300G01 X#504 Y#505#1=#1+2END1G00 Z150M30%球刀倒凸圆角#501 表示孔直径#502 表示孔口圆角半径#503 表示球头刀圆角半径#506 表示需要倒圆角的孔位X向坐标#505 表示需要倒圆角的孔位Y向坐标#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=20 (KONG ZHI JIN)#502=5 (YUAN JIAO BANG JIN R)#503=4 (QIU DAO BIAN JIN r)#506=0 (X)#505=0 (Y)G90 G54 G00 X#506 Y#505S2000 M03M08G43 H1 Z50Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501/2+#502+#506-[#502+#503]*SIN[#1]#3=[#502+#503]*[1-COS[#1]]G01 X#2 F300G01 Z-#3 F100G03 I-[#2-#506] F300#1=#1+2END1G00 Z100M30%球刀加工凹半球#501 表示圆半径#502 表示球头刀半径#1=#1+1后面的1表示间隔角度#501=30 (YUAN BANG JIN)#502=6 (DAO BANG JIN)G90 G0 G54 X0.Y0S4500 M3M08G43 H1 Z50Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=[#501-#502]*COS[#1]#3=[#501-#502]*SIN[#1]+#502 G01 X#2 Y0 F300G1 Z-#3 F100G03 X#2 Y0 I-#2 J0 F300#1=#1+1END1G0 Z50.M09M30%球面加工: 牛鼻刀铣球面#501 表示圆半径#502 表示牛鼻刀圆角半径#503 表示牛鼻刀底面直径的一半#1=#1+1后面的1表示间隔角度%O0001#501=30 (YUAN BANG JIN)#502=6 (DAO YUAN JIAO BANG JIN)#503=10 (DAO DI MIANG BANG JIN)G90 G0 G54 X0.Y0M3 S4500M08G43 H1 Z50.Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=[#501+#502+#503]*SIN[#1]#3=[#501+#502]*[1-COS[#1]]G01 X#2 F300G1 Z-#3 F100G02 I-#2 F300#1=#1+1G0 Z50.M05M09M30%平刀铣球面#501 表示圆半径#502 表示平刀半径#1=#1+1后面的1表示间隔角度%#501=30 (YUAN BANG JIN)#502=6 (DAO BANG JIN)G90 G0 G54 X0.Y0M3 S4500M08G43 H1 Z50.Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=#501*SIN[#1]+#502#3=#501-#501*COS[#1]G01 X#2 Y0 F300G1 Z-#3 F100G02 X#2 Y0 I-#2 J0 F300#1=#1+1END1G0 Z50.M09M30%球刀铣球面#501 表示圆半径#502 表示球头刀半径#1=#1+1后面的1表示间隔角度%#501=30 (YUAN BANG JIN)#502=6 (DAO BANG JIN)G90 G0 G54 X0.Y0M3 S4500M08G43 H1 Z50.Z3#1=0WHILE[#1LE90]DO1#2=[#501+#502]*SIN[#1]#3=[#501+#502]*[1-COS[#1]]G01 X#2 Y0 F300G1 Z-#3 F100G02 X#2 Y0 I-#2 J0 F300#1=#1+1END1G0 Z50.M05M09%三轴铣槽#1表示起始角度#1=#1+60 后面的60表示间隔角度。