浅谈数控宏程序编程

摘 要：宏程序是数控编程的一种高级语言，本文通过加工实例，说明宏程序的特点、作用及应用推广的意义。

关键词：宏程序； 功能； 意义； 应用举例

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）03-114-001

一、引言

随着数控机床的快速发展和数控技术的不断更新，各种数控编程软件也随之不断出现，自动编程固然简单，但是仍然不能代替手工编程，在手工编程中采用宏程序编程，不仅能够简化编程结构，并且对提高编程和加工的效率也有重要的作用。

二、宏程序简介

在各类数控系统中，将包含变量、转向、比较判别等功能的指令称为宏指令，包括有宏指令的程序称为宏程序。宏程序是数控机床编程手工编程方法中的高级程序，主要有以下功能：

1.可在宏程序中使用变量；2.可以进行变量之间的演算，特别是可以进行常规函数的演算；3.可以用宏程序命令对变量进行赋值；4.可以使用宏程序判断、循环、转移等特殊指令控制宏程序运行次序。

三、宏程序的特点

宏程序与普通数控程序及CAM软件造型生成程序相比，具有如下优点：

1.通用性强

（1）同一程序修改部分变量的赋值，即可加工不同尺寸形状的类似零件；

（2）同一程序通过修改加工余量变量，即可实现同一程序的粗、精加工应用；

（3）通过适当修改程序，可以加工内腔渐变体。

2.程序简练

加工复杂零件时，如果采用CAM软件造型加工，则采用的是大量的点位计算，如果精度要求很高，则基点分布必须非常密集，形成程序量十分巨大。而采用宏程序编程，则可以充分利用各项数控编程指令，如直线插补、圆弧插补、固定循环、子程序功能，进行程序的简化处理。同时通过变量循环等方式，简化程序。

3.机床效率高

由于宏程序采用的都是机床内部编码G01、G02、G03等，计算机可以直接进行插补运算，机床反应迅速，加工效率高。

三、推广应用宏程序编程的意义

合理而广泛地应用宏程序，对数控机床应用企业具有很大的意义：

1.减少编程时间，使机床具有最佳的工作性能，最大极限地提高效率，以降低成本。机械零件绝大多数都是批量生产，在保证质量的前提下要求最大极限地提高效率以降低成本，一个零件哪怕仅仅节约1秒，成百个同样零件合起来节约的时间就非常可观了。

2.优化加工工艺，工艺的优化主要就是程序的优化，是一个反复调整、尝试的过程，这就要操作者能够非常方便地调整程序中的各项加工参数，只要其中任何一项发生，再智能的软件也要根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹，过程耗时费力烦琐，宏程序在这方面就有强大的优越性，操作者无需触动程序本身，只需对各加工参数所对应的自变量赋值做出个别调整，就可以将程序调整到最优化的状态，这就体现了宏程序的一个突出的优点。

3.用途广，可以进行有规律的数学运算。机械零件的形状主要是由凸台、凹槽、圆孔、斜平面、回转面组成，很少包含不规则的复杂曲面，构成的几何因素有点、直线、圆弧和各种二次圆锥（椭圆，抛物线、双曲线）以及一些渐开线，所有这些都基于三角函数、解析几何，而数学上都可以用三角函数表达式及参数方程加以表达，因此宏程序可以发挥其最大的作用。

4.解决生产中的一些复杂加工编程问题，机械零件还有一些特殊的应用，即使采用CAD/CAM软件也不一定能轻而易举地解决，如变螺距螺纹的加工和钻深可变深孔钻加工等，而宏程序就可以发挥它的优势。

四、应用举例

数控车宏程序编制实例

非圆曲线（椭圆）方程为：■+■=1

化成参数方程为：f（x）=20*sinθ；f（z）=30*cosθ，其中：θ1=arcsin15/20=48.591，θ2=131.409。

O0001

G0G97G99T0101S1000M03F0.15；设置刀具、转速及走刀量

X105.0Z0；

X75.0G42； 定位起点、设定右刀补

#1=48.591； 椭圆起始θ1

#2=131.409； 椭圆结束θ2

WHILE=[#1LT#2]DO1； 循环语句方式

N1#3=30*COS[#1]； 椭圆表达式（Z轴）

#4=105-40*SIN[#1]； 椭圆表达式（X轴）

G01X[#4]Z[#3]； 直线插补方式

#1=#1+0.3； 插补步距为0.3°

END1； 宏程序结束符

G01X75.W-50； 直线插补

G0X100； 退刀至X100.0

M30； 程序结束

注意事项：

在FANUC、SIEMENS、华中系统中编写宏程序可以在机床数控系统的操作面板上直接用MDI方式，也可以在计算机上编写程序，通过RS-232接口传输到机床数控系统。程序编写原理基本一致，都是通过设定变量、建立数学关系、条件判断和跳转指令来实现的。在宏程序编制时首先应准确确定逻辑关系式，然后要与对应的变量赋值准确，不能混淆。但对于不同的系统，所允许使用的变量符号及范围都是有严格限制的，要针对特定的系统准确区分。

五、结论

由此可见，在数控编程中大量应用宏程序编程，可以极大地增加零件加工范围；缩短程序长度，减少占用机床数控系统内存；提高程序适应性；实现同一程序的粗精加工应用。因此，建议数控机床应用企业应大力加强企业员工的宏程序编程及应用能力，从而提高企业的生产效率。