宏指令在數控編程加工中的應用
宏指令在數控編程加工中的應用
摘 要： 本文根據宏指令和CAD/CAMD 在數控編程加工中的應用分析，分析其各自的特點(diǎn);并通過(guò)典型零件的宏指令編程實(shí)例，說(shuō)明利用宏指令編程對程序往往能起到化難為易、化繁為簡(jiǎn)的作用，使程序具有通用性、靈活性。
恰當地使用宏變量，可用同一程序完成一個(gè)系列零件的加工，大大提高編程效率。
關(guān)鍵詞： 數控機床 數控編程加工 宏指令 CAD/CAM
數控編程作為數控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其程序的編制效率和質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，尤其是隨著(zhù)數控加工不斷朝高速、精密方向發(fā)展，提高數控程序的編制質(zhì)量和效率，對提高制造企業(yè)的競爭力有著(zhù)重要的意義。
隨著(zhù)CAD/CAM軟件的不斷普及，數控編程的模式逐漸由自動(dòng)編程取代了手工編程。
但CAM軟件和手工編程有著(zhù)各自的特長(cháng)，且現有的CAM軟件不能滿(mǎn)足所有數控系統的特殊功能。
如何充分結合兩種編程模式，合理有效地利用數控機床的各種功能，編制精簡(jiǎn)合理的小容量數控程序，有著(zhù)非常重要的意義。
一、CAD/CAM和用戶(hù)宏程序在編程加工中的性能對比
當今CAD/CAM軟件越來(lái)越具有智能化，非常適用于各種復雜曲線(xiàn)零件編程和加工，但并不意味著(zhù)CAD/CAM編程能絕對取代用戶(hù)宏程序。
相反，在實(shí)際應用中用戶(hù)宏程序相對于CAD/CAM軟件有其適用范圍和特點(diǎn)，具體如下。
首先，用戶(hù)宏程序是程序編制的高級形式，素質(zhì)較高的編程人員在宏程序里應用大量的編程技巧，使程序簡(jiǎn)潔易懂，并具有較好易讀性和修改性。
而采用CAD/CAM編程，必須先幾何建模，后設定各種加工參數，然后計算刀具軌跡，再經(jīng)后處理生成程序。
這個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)，且生成的程序十分繁瑣，內容較多，可讀性和修改性較差。
對于中等難度的零件，使用宏程序編程要比CAD/CAM方便得多。
其次，一般的數控系統內部存貯空間不超過(guò)256K，而采用CAD/CAM生成的程序比較繁瑣，基本上都超過(guò)額定存貯空間，因而只能通過(guò)DNC方式加工，即通過(guò)數控機床配備的通信接口在線(xiàn)加工。
現在的機床常備的是RS-232串行接口，其最大的傳輸波特率為19200bit/s，當計算精度、計算速度F值較大時(shí)，程序的傳輸速度就跟不上機床的節拍，出現進(jìn)給運動(dòng)有明顯的繼續的現象，采用其他方法也不會(huì )太大的改觀(guān)。
由于宏程序一般都短小精悍，存儲空間一般為3K以下，完全可以存儲在數控系統內部。
在計算的速度較快，使用宏程序不會(huì )出現加工中斷續的現象。
最后，CAD/CAM軟件生成的程序具有一定的誤差，使得對零件加工精度具有很大的影響。
誤差來(lái)源于很多方面，從用戶(hù)使用的層面上說(shuō)，使用CAD/CAM軟件來(lái)生成刀路及程序是非常容易的事，但是剖析CAD/CAM軟件計算刀路的原理，就知道它存在一定的弊端。
在CAD/CAM軟件中，無(wú)論構造規則或不規則的曲面都有一個(gè)數學(xué)運算的過(guò)程，也必然存在著(zhù)計算的誤差和處理，而在對其生成三維加工刀路時(shí)，軟件是根據你選擇的加工方式、設定的加工參數，并結合所設定的加工誤差(或稱(chēng)為曲面的計算精度)，使刀具與加工表面接觸點(diǎn)(相交點(diǎn)或相切點(diǎn))逐點(diǎn)移動(dòng)完成加工，從本質(zhì)上看，其實(shí)就是在允許的誤差值范圍內沿每條路徑用直線(xiàn)去逼近曲面的過(guò)程。
例如手工編程中用G02或G03表示圓弧，CAD/CAM生成的程序使用n邊形去逼近一個(gè)圓。
CAD/CAM軟件生成的程序除了受NC刀具軌跡的計算精度影響，還受多方面因素的影響，例如受CAD建模時(shí)的計算精度的影響、不同軟件之間CAD圖檔的轉換精度的影響和后處理環(huán)節的影響等。
二、用戶(hù)宏程序在數控編程加工中的優(yōu)點(diǎn)
宏功能是數控編程技術(shù)的一項關(guān)鍵技術(shù)，是提高數控加工性能的一種特殊功能。
宏功能的主體是宏程序，由一系列指令組成，宏程序用一個(gè)總指令作代號，也稱(chēng)宏指令。
其特點(diǎn)是可以對變量得對變量進(jìn)行運算，用變量執行相應操作，使程序應用更加靈活、方便。
1.宏程序中的變量有局部變量、公共變量、系統變量三種，可滿(mǎn)足不同的賦值需求。
在宏程中，用事先指定的事變量代替地址符后面直接給出的數值，在調用宏程序或該宏程序本身執行時(shí)，給出計算好的變量值，這種使宏程序有廣泛的通用性。
更改也非常簡(jiǎn)單，若程序中某數據要更改，只需將相應變量重新賦值即可。
2.在宏程序中已賦值的變量，在后續程序中可被重新賦值，原先的內容被新內容代替，利用數控系紡對變量值進(jìn)行計算和變量可以理新賦值的特性，使得在進(jìn)行復雜非圓輪廓的曲線(xiàn)加工中，而不必人工逐點(diǎn)計算，從而用很短的直線(xiàn)或圓弧線(xiàn)段逼近理想輪廓曲線(xiàn)，滿(mǎn)足零件加工精度。
3.宏程序中的算術(shù)和邏輯計算功能，如：反正運算、指數函數運算、異或運算等，滿(mǎn)足了用戶(hù)不同的計算要求，減少了編程的繁瑣計算，使編程更佳快捷、方便。
4.宏程序所具有的轉移和循環(huán)功能，包括GOTO、IF、WHILE語(yǔ)句，可方便地實(shí)現語(yǔ)句的無(wú)條件、有條件跳轉和重復多次循環(huán)減少了編程語(yǔ)句的數量，滿(mǎn)足了用戶(hù)對不同情況的編程要求。
三、宏指令編程實(shí)例
實(shí)例一：宏指令在殼體類(lèi)零件數控加工編程中的應用
在工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中，常常生產(chǎn)不同型號的同類(lèi)產(chǎn)品，每一型號的產(chǎn)品都有不同的規格，這些規格不同而型號相同的產(chǎn)品一般結構和形狀相似，僅尺寸大小不同。
所以其殼體零件也是結構和形狀相似，只是尺寸或數量不同。
而基本上所有產(chǎn)品的殼體零件，其加工內容無(wú)非是軸孔鏜削加工、斷面銑削加工、連接孔鉆削加工，如果對每個(gè)規格殼體的零件都去編程，很費時(shí)，易出差錯，且占用內存空間大。
為了提高程序的通用性，可以將同類(lèi)形狀的表面加工采用宏指令編程，加工時(shí)給宏程序中的變量賦值就可調用宏程序，大大簡(jiǎn)化加工程序。
例如閥門(mén)產(chǎn)品型號很多，然而同一型號的閥門(mén)其結構及外形卻非常相似，閥體結構基本一樣，僅是尺寸大小即規格不同。
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