利用手工編輯加工函數曲線的宏程序

夏文龍

（廣東省工業高級技工學校，廣東 韶關512000）

0 前言

目前數控系統沒有完善的函數曲線的插補功能，因此實際操作中加工函數曲線的編程多采用手工編輯宏程序來完成，但自動編程加工函數曲線會直接影響到宏知識的傳教。作為培養高技能人才的學校，特別是數控教學中根據不同情況，掌握函數曲線的宏編程是非常必要的。現今，數控系統的種類非常多，宏編程的格式有所不一樣，但原理一樣。宏程序的最大特點是，可以對變量進行運算，使程序應用更加靈活、方便。雖然子程序對編制相同加工操作的程序非常有用，但宏程序由于允許使用變量算術和邏輯運算及條件轉移，使得編制相同加工操作的程序更方便、更容易。

宏程序有A、B兩類，本人以操作過的數控車床配置的數控系統為例，發現GSK980TD數控系統的數控車床使用的是A類宏程序，相比之下，宏編程的格式繁瑣。下面我就以GSK980TD數控系統的數控車床為例，介紹手工編輯加工函數曲線的宏程序。

1 手工編輯宏程序的相關知識

當前的數控系統都為用戶配備了較強大的類似于高級語言的宏功能，用戶可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數混合運算。通過它所提供的循環語句、分支語句可大大減少手工編程時繁瑣的數值計算，是提高機床性能的一種特殊功能，在函數曲線工件的加工中巧用宏程序將起到事半功倍的效果。

用戶宏程序有A、B兩類，A類宏程序是以G65 Hm P#i Q#j R#k的格式輸入的，而B類宏程序則是以直接的公式和語言輸入的，類似于C語言。GSK980TD數控車床中使用的是A類宏程序，它的一般格式為：

G65 Hm P#i Q#j R#k

m：01～99表示運算命令或轉移命令功能；

#i：存入運算結果的變量名；

#j：進行運算的變量名1，也可以是常數。常數直接表示，不帶#，單位為微米，編程時需乘以1000，轉變為毫米；

#k：進行運算的變量名2，也可以是常數。常數直接表示，不帶#，單位為微米，編程時需乘以1000，轉變為毫米；

指令意義：#i=#jA#k(注：A為運算符號，由Hm決定)。

具體定義看宏指令表（表1）。

表1

注意：1.用度指定的單位，單位是千分之一度；2.在運算中，當必要的Q、R沒指定時。其值作為零參加運算；3.在運算中，小數部分全部舍去，單位為0.001mm.

2 宏編程路徑

采用一次性切削的方法來加工函數曲線來編程，在實際加工時，把刀補偏移出來。

其流程圖如圖1。

3 加工函數曲線的宏程序實例

實例、加工如圖2所示的零件，工藝條件：工件材質為45#鋼，毛坯為直徑Φ50mm，長50mm的棒料。

3.1 正弦曲線圖形（圖3）

3.2 正弦曲線一般式：y=Asin(ωx+φ)+k，ω=

圖1

圖2

圖3

其中：

（1）在直角坐標系上的圖象，正弦曲線是一條波浪線；

（2）sin為正弦符號；

（3）x是直角坐標系x軸上的數值；

（4）y是在同一直角坐標系上函數對應的y值；

（5）k、ω和φ是常數（k、ω、φ∈R），ω≠0；

（6）x∈R時定與x軸相交但不一定過（0，0）；

（7）A——振幅，當物體作軌跡符合正弦曲線的直線往復運動時，其值為行程的1/2；

（8）(ωx+φ)——相位，反應變量y所處的狀態；

（10）k——偏距，反應在坐標系上的圖像為圖像的整體上移或下移；

（11）π——代入計算時為180度；

（12）T——周期，半周期是180度，整個周期是360度。

3.3 轉換為車床方程：X=Asin(ωZ+φ)+k，ω=

在車床 上加工正弦線時，以Z為變量時，變量的范圍確定：Z的變量也就是Z方向的加工起點和加工終點的兩個值（正弦線加工起點為Z的變量初始值，一般為0，加工起點到加工終點的距離為Z的變量終止值）。

3.4 加工函數曲線宏程序計算

（1）求出正弦線的方程：車床的方程為X=Asin(ωZ+φ)+k，ω=，正弦線的加工起點直徑-正弦線的加工終點直徑由圖形可以得知，φ的變化是270度到450度，由公式sin(π+α)=-sinα可以得270=180+90、450=360+90，也就是說明sin270與sin90成正負關系，在計算X值時只能正值，那就是用sin90代理sin270，然后在Z的值添加負號，sin450與sin90相等關系；K為42，即偏心距；T的值是正弦線從270至450，只變化180度，此時為半個周期是14，整個周期是28；加工起點是在正弦線的軸線最高點，正弦線的編程方程為：，X為直徑值。

（2）變量的確定：以Z為變量，變量范圍[0,14]，計算方法是加工起點為0，加工終點是正弦線的起點到終點的距離。3.5 加工函數曲線宏程序（表2）

表2

4 結束語

用手工編輯宏程序可以在數控車床上進行函數曲線的插補，彌補了數控系統中沒有函數曲線插補功能這一不足。編輯程序時，可參照其數學公式、微分方程等有關知識，使編程計算大大簡化，程序的可讀性強，提高了編程效率，從而充分發揮數控機床的內在潛力，提高加工效率和質量，同時使宏知識在學校得到廣泛是學習和應用。作者通過多次實踐證明，加工函數曲線用手工編輯宏程序能高效、準確地加工出正弦線的輪廓。（說明：至于余弦線曲線的宏編程在此不一一編輯）

［1］廣州數控設備有限公司.GSK980TD車床CNC使用手冊[M].

［2］馮志剛.數控宏程序編程方法、技巧與實例[M].機械工業出版社,2007.