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1、提出问题提出问题 如何采用手工编程完成下图所示的椭圆手柄的数控车削加工？分析问题分析问题 前面学过的各种数控编程指令，其功能都是固定的，使用者只需按规定编程即可。但有时这些指令满足不了用户的要求，如加工椭圆、双曲线等，这时就需要使用用户宏程序功能，用户可以自己扩展数控系统的功能。解决问题解决问题 用宏程序指令编程来加工如图所示工件。请进入第第1212章章 利用宏指令编程及加工利用宏指令编程及加工知识、技能目标知识、技能目标 相关知识简介相关知识简介 宏程序的调用和编写格式宏程序的调用和编写格式 变量变量 算术运算指令算术运算指令 控制指令控制指令 操作实训操作实训小小 结结知识、技能目标知识、
2、技能目标知识目标知识目标了解宏程序应用范围。掌握宏指令编程技巧。技能目标技能目标通过对带椭圆、抛物线等二次曲线的零件实训加工，掌握用数 控车床加工该类零件的主要步骤和合理的工艺路径，扩展数控车床的应用范围。能对工件加工质量进行正确分析处理。相关知识简介相关知识简介用户宏程序与子程序的相同之处用户宏程序与子程序的相同之处 用户宏程序是提高数控车床性能的一种特殊功能，使用中，通常把能完成某一功能的一系列指令像子程序一样存入存储器，然后用一个总指令代表它们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能。子程序是将零件中常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，编制成有固定顺序和重复模式的程序段，通常在几个程序中
3、都会使用它。用户宏程序的调用和子程序完全一样。不同之处不同之处 用户宏程序的最大特点是：可以对变量进行运算，使程序应用更加灵活、方便。虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用；用户宏程序由于允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同加工操作的程序更方便、更容易，可将相同加工操作编为通用程序。宏程序的调用和编写格式宏程序的调用和编写格式宏程序简单的调用格式宏程序简单的调用格式 指令格式：G65 P（宏程序号）L（重复次数）（变量分配）式中：G65：宏程序调用指令；P（宏程序号）：被调用的宏程序代号；L（重复次数）：宏程序重复运行的次数，重复次数为1时，可省略不写；（变量分配）：宏程序中
4、使用的变量赋值。宏程序与子程序相同的一点是，一个宏程序可被另一个宏程序调用，最多可调用4重。宏程序的编写格式宏程序的编写格式宏程序的编写格式与子程序相同。O （00018999为宏程序号）N10 指令 N M99 说明：程序内容，除通常的编程指令外，还可使用变量、算术运算指令及其他控制指令。说明：程序内容，除通常的编程指令外，还可使用变量、算术运算指令及其他控制指令。变变 量量变量的分配类型变量的分配类型 表12-1 文字变量与数字序号变量的关系 文字变量为除G、L、N、O、P以外的英文字母，一般可不按字母顺序排列，但I、J、K需要按字母顺序指定；#1#26为数字序号变量。例如，G65 P10
5、00 A1.0 B2.0 I3.0 上述程序段为宏程序的简单调用格式，其含义为：调用宏程序号为1000的宏程序运行 一次，并为宏程序中的变量赋值，其中：#1为1.0，#2为2.0，#4为3.0。变量的级别变量的级别 本级变量：#1#33，作用于宏程序某一级中的变量 通用变量#100#144，#500#531，可在各级宏程序中被共同使用 算术运算指令算术运算指令变量之间进行运算的通常表达形式是：#i=（表达式）（1）变量的定义和替换#i=#j（2）加减运算#i=#j+#k加#i=#j#k减（3）乘除运算#i=#j#k乘#i=#j#k除（4）函数运算#i=SIN#j正弦函数（单位为度）#i=COS
6、#j余函数（单位为度）#i=TANN#j正切函数（单位为度）#i=ATAN#j/#k反正切函数（单位为度）#i=SQRT#j平方根#i=ABS#j取绝对值（5）运算的组合。以上算术运算和函数运算可以结合在一起使用，运算的先后顺序是：函数运算、乘除运算、加减运算。（6）括号的应用。表达式中括号的运算将优先进行。连同函数中使用的括号在内，括号在表达式中最多可用5层。控制指令控制指令 条件转移条件转移 程序格式:IF条件表达式GOTOn 详细说明循环语句（循环语句（While DO-END语句）语句）程序格式:WHILE条件表达式 DO m（m1,2，3）END m 详细说明1）如果条件表达式的条件
7、得以满足，则转而执行程序中程序号为n的相应操作，程序段号n可以由变量或表达式替代；2）如果表达式中条件未满足，则顺序执行下一段程序；3）如果程序作无条件转移，则条件部分可以被省略。4）表达式可按如下书写：jEQk表示jNEk表示jGTk表示jLTk表示jGEk表示jLEk表示IF语句说明语句说明WHILE语句说明语句说明1、条件表达式不满足时，程序转到ENDm后处执行；2、如果WHILE条件表达式部分被省略，则程序段DOm至ENDm之间的语句将一直重复执行。注意：条件表达式满足时，程序段DOm至ENDm即重复执行；1）WHILEDOm和ENDm必须成对使用；2）DO语句允许有3层嵌套，即：DO
8、1DO2DO3END3END2END13）DO语句范围不允许交叉，即如下语句是错误的：DO1DO2END1END23、示例示示 例例例：用宏程序编制如图所示抛物线Z=X2/8 在区间0，16内的程序。%8002#10=0；X 坐标#11=0；Z 坐标N10 G92 X0.0 Z0.0；M03 S600；WHILE#10 LE 16 DO 1；G90 G01 X#10 Z#11 F100；#10=#10+0.08；#11=#10*#10/8；END 1；G00 Z0 M05；G00 X0；M30；椭圆编程与加工实例椭圆编程与加工实例解决过程解决过程【案例】加工如图12-3所示的零件。工艺条件：工
9、件材质为45#钢或铝；毛坯为直径30mm，长100mm的棒料。解决过程解决过程零件图工艺分析数值计算工件参考程序与加工操作过程安全操作和注意事项零件图工艺分析零件图工艺分析（1）技术要求分析。如图12-3所示，零件由圆柱面、椭圆面构成。零件材料为45#钢棒或铝棒。（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。工件零点设在工件右端，加工起点和换刀点可以设为同一点，在工件的右前方距工件右端面100mm，X向距轴心线50mm的位置。（3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。加工刀具的确定如表12-2所示，加工方案的制定如表12-3所示数值计算数值计算（1）设
10、定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。（2）计算各节点位置坐标值。C点（X14，Z37.321），其余略。工件参考程序与加工操作过程工件参考程序与加工操作过程（1）工件的参考程序如表12-4所示。（2）输入程序。（3）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，或数控系统图形仿真加工，进行程序校核及修整。（4）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。（5）启动程序，自动加工。（6）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。安全操作和注意事项安全操作和注意事项（1）对刀时，切槽刀左刀尖作为编程的刀位点。（2）设定宏程序加工起点时要注意变量的选取方向。（3）为保证椭圆左右两部分无接合痕迹，精加工时利用外圆刀对整个外形轮廓采取连续车削。续表续表小小 结结 宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲线的编程；适合图形一样、尺寸不同的系列零件的编程；适合工艺路径一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。运用宏指令可大大简化程序；扩展数控车床手工编程应用范围。利用宏程序编程时，变量的选取非常重要，宏程序加工起点的位置与变量方向和数值紧密相关。考虑到刀尖圆弧半径对椭圆形状造成的误差，精加工时引入刀尖圆弧半径补偿编程。