數控車宏程序教學中五步編程法的應用實踐

劉俊輝

摘 要：在向初步接觸數控中宏程序的學生授課時，可以用五步編程法實施教學，將一個比較完整的宏程序具體分解成五個步驟。數控車宏程序通常只需要依照一定的順序去執行規定含義的五步程序就可以實現。數控車的教學和高級工培養教學中對宏程序的教學是不可或缺的，將宏程序教學當中的編程技巧進行有效掌握是對零件進行加工的關鍵。這種方式可以有效降低職業院校教師對學生傳授宏程序知識的難度，從而提升學校的教學質量。

關鍵詞：數控車 宏程序 非圓曲線 零件加工

經過近幾年的發展，我國在數控專業技能鑒定方面增添了反對非圓曲線的加工以及嚴格的考察，在全國范圍內也舉辦了四屆數控技能比賽。我們從比賽的結果上可以看出非圓曲線的加工技能是一個非常重要的考點，并且所占的考核分值比較重。從企業發展的角度上來分析，宏程序不只使用在非圓曲線的加工方面，還可以擴展到同樣類型、但是在型號方面存在很大差異性的零件加工上。這些方面我們都可以看出，對于當前職業院校的數控專業來講，學習和掌握宏程序是非常重要的。

一、五步編程法的定義

在進行編程工作之前需要對已有的圖樣實施數學工作處理，這其中主要是需要解決兩個方面的問題：依照實際的要求，選用X方向或者是Z方向上的變量來代替曲線上的開始和結束的位置，這樣可以方便地確定具體位置;依照所選取的變量的大小，對曲線的標準方程依照實際加工的要求進行準確的計算。對圖紙了解和掌握以及基本的數學處理之后就可以正式開始宏程序的編制，具體的五步編程法如下。

1.將變量進行初始化

第一步主要是依照具體的圖紙來確定一個變量以及給定一個實際的變量，通常宏程序就是從這個加工點開始進行加工，所確定的這個點可以方便人們確定位置并且存在的誤差相對較小。基本來講，初始的變量值為曲線標準方程中坐標系靠下的值，通過簡化的方式進行計算;對于實際的位置，在五步法中的第三步可以通過具體的坐標平移來實現。

2.公式計算

第二步是依照所選用的實際變量來對數學公式實施具體處理，將另外一個坐標軸上的數值用實際的變量值來具體表現出來。這個步驟之前應當具備一個程序段的段落號，這樣可以方便對終點值的判斷，這個語句可以組成一個循環性的語句來完成整體的加工過程。

3.對G01進行加工

第三步是在對G01實施直線近似值的處理過程中，需要完成單、雙兩方面量的轉換以及對平面坐標實施平移，讓圖標可以處于坐標系當中具體所指定的位置。這其中單雙兩方面的轉換主要是通過宏程序的編程來實現的。

4.自變量的增減

第四步是主要是推動刀具工作的驅動器。其中自變量就是通過第一步的變量初始化的定義變量，主要是控制增量的大小，提升量加大則出現的誤差就比較大，但是實際的運行速度比較快，增效比較小，那么實際的誤差就比較小，運行的速度就比較緩慢。

5.對終點進行判斷

這是五步編程法中最后一個步驟，這個步驟主要是對判斷宏程序是否真實執行到頭，屬于宏程序是繼續執行還是進行終止的判斷者。對變量是否達到了終點進行判斷，如果沒有到達終點，就通過跳轉的語句將其轉移到計算機計算語句補分來重新開始執行;如果已經到達了終點，那么就依照順序繼續進行接下來的程序。

二、數控車宏程序教學五步編程法的實際應用探究

一個比較簡單的橢圓形的曲線，此時就可以采取五步編程的方式來實現精確的加工。首先我們需要分析的就是采取何種變量來作為具體的自變量，因為X的值通過象限的方式處理是比較繁瑣的，而采取Z來作為自變量是相對比較容易的。Z在橢圓形的標準方程當中，采用Z來作為實際的自變量當中取值可以從30降低到-22.。

#1=30;其中Z為變量初始化的值，依照標準方程來具體確定。

N20 #2=[1/3]·sqrt[900-#1*#2];根據 Z 計算相應點 X 坐標。

G01 Z[2*#1] X[#0-30] F1.1;G01 進行加工，X 中開始單、雙邊變量的計算，Z 中完成橫縱坐標系的準確平移。

#1=#2-0.2;自變量自減，增量為 0.2。

IF [#1GT-11] GOT20;對終點進行判斷，要是不滿足實際數值，馬上返回到20號的程序段繼續計算。運用非圓曲線中的宏程序的模板，這樣就可以快速地實現零件加工公式的權限外部輪廓的編程以及加工。下面我們來具體介紹一個實際的應用案例。

在實際的教學過程當中，通過橢圓形的編程和加工居多的，橢圓形的編程具備較強的代表性，具體的橢圓形編程需要重點注意以下幾個方面。

第一，工件的實際精度和在其編程過程中所選取的插補距離有著非常密切的關系，并且差距越來越小，實際的加工的精度就會有很大提升，但是這種方式就會造成數控系統中的實際工作量太大，嚴重影響到程序運行的效率，這樣就會造成加工效率低下。在滿足了這個加工條件的基礎下，需要盡量選取步距較大的。

第二，橢圓形的中心和工件軸線出現不重合的零件的時候，就需要將工件的坐標系實施偏置之后，再依照上述的步驟來進行加工。

第三，以上所運行的程序具備一定的宏觀性和通用性，每次只需要改變其中的變量所賦予的數值，比如橢圓的長軸和短軸的數值，就可以對同一類型和相似類型的零件進行加工。

具體的模板如下。

橢圓長半軸值為a。

橢圓短半軸值為b。

自變量初始值為c。

橢圓的曲線自起點到橢圓中心點的距離為Z。

自變量的終點值為P，也就是橢圓虛線的終點到橢圓中心距離Z的距離。

設#3位橢圓中自變量數值Z;#4作為橢圓中橫軸變量X。

N20 #3=a作為自變量Z的初始值。

N11 WHILE[#3GEp]DOm;WHILE執行循環，當#3滿足大于或等于p時，則程序在WHILE DOm和ENDm之間循環，否則跳出循環，p為橢圓終點至橢圓中心的Z向距離。

三、小結

通過對數控車宏程序教學中五步編程法的應用實踐和探究，我們可以看出五步編程教學的方式主要是將一個比較完整的宏程序具體分解成五個步驟，數控車宏程序通常只需要依照一定的順序去執行就可以得到實現。在數控車的教學中和高級工培養教學中，宏程序的教學是不可或缺的。對宏程序教學中的編程技巧進行有效掌握是對零件進行加工的關鍵所在。這種方式可以有效降低職業院校教師對學生傳授普宏程序教學的實際難度，通過這種方式的教學可以給當前高職院校的數控教學帶來質的改變，對數控車編程教學的發展起到推動作用。

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（作者單位：平頂山高級技工學校）