【摘 要】随着制造工业的发展，数控技术的应用也越来越广泛，更多公司开始开发高效的cnc程序，虽然现在很多复杂的零件采用cad/cam软件自动编程，但是由于各种原因，它们没有也不能代替宏编程。宏程序对专门的需求常有专门的解决办法。本文针对椭圆在数控车床上的加工谈谈宏程序的编程方法。
　　【关键词】数控技术；宏程序；宏指令；椭圆
　　文章编号：issn1006—656x（2013）09 -0110-02
　　前言：我国目前被誉为“世界工厂”、“制造大国”，我国制造工业在发展的同时， 数控技术也得到了最广泛的应用，现在无论是硬件数控系统还是软件数控系统，其插补的基本原理是相同的，只是实现插补运算的方法有所区别。最常见的是直线插补和圆弧插补，没有椭圆、双曲线、抛物线等插补。为了解决这些编程问题，我们可以采用拟合计算，用宏程序方式进行编制。下面就数控车床加工椭圆来介绍a类和b类宏程序的编程方法：
　　一、宏程序概念介绍：
　　用户宏程序是以变量的组合，通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令，而编制的一种可以灵活运用的程序，只要改变变量的值，即可完成不同的加工或操作。
　　用户宏功能主体是一系列指令，相当于子程序体。既可以由机床生产厂提供，也可以由机床用户自己编制。
　　宏指令是代表一系列指令的总指令，相当于子程序调用指令。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。用户宏功能有a、b两类。其中a类宏是以g65hxxp#xxq#xxr#xx的格式输入的，而b类宏程序则是以直接的公式和语言输入的和c语言很相似在0i系统中应用比较广。
　　a类宏程序：
　　（一）变量
　　在常规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个地址。为了使程序更具通用性、更加灵活，在宏程序中设置了变量，即将变量赋给一个地址。
　　（二） 宏指令g65
　　包括算术运算、逻辑运算等处理功能。
　　一般形式： g65 hm p#i q#j r#k
　　式中：
　　m--宏程序功能，数值范围01～99；
　　#i--运算结果存放处的变量名；
　　#j--被操作的第一个变量，也可以是一个常数；
　　#k--被操作的第二个变量，也可以是一个常数。
　　（三）宏功能指令
　　1. 算术运算指令 包括加、减、乘、除等；
　　2. 逻辑运算指令 包括或、与、异或；
　　3. 三角函数指令 正弦、余弦、正切、反正切
　　4. 控制类指令 无条件转移、条件转移、产生ps报警
　　b类宏程序：
　　（四）宏程序的简单调用格式
　　宏程序的简单调用是指在主程序中，宏程序可以被单个程序段单次调用。
　　调用指令格式： g65 p（宏程序号） l（重复次数）（变量分配）
　　其中：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）――为宏程序中使用的变量赋值。
　　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。
　　（五）宏程序的编写格式
　　宏程序的编写格式与子程序相同。其格式为：
　　0 ～（0001～8999为宏程序号） //程序名
　　n10 …… //指令
　　.
　　n～ m99 //宏程序结束
　　上述宏程序内容中，除通常使用的编程指令外，还可使用变量、算术运算指令及其它控制指令。变量值在宏程序调用指令中赋给。
　　（六）变量
　　（七）算术运算指令
　　（八）控制指令
　　（1）条件转移
　　编程格式：if [条件表达式] goto n
　　以上程序段含义为：
　　1）如果条件表达式的条件得以满足，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：
　　#j eq #k 表示=
　　#j ne #k 表示≠
　　#j gt #k 表示>
　　#j lt #k 表示<
　　#j ge #k 表示≥
　　#j le #k 表示≤
　　（2）重复执行
　　编程格式：while [条件表达式] do m （m = 1，2，3）
　　.
　　.
　　.
　　end

m
　　上述“while…end m”程序含意为：
　　1）条件表达式满足时，程序段do m至 end m即重复执行；
　　2）条件表达式不满足时，程序转到end m后处执行；
　　3）如果while [条件表达式]部份被省略，则程序段do m至 end m之间的部份将一直重复执行；
　　二、宏程序编程实例应用：
　　已知椭圆z向长轴半径40，x向短轴半径20，毛坯材料为50棒料，加工右半椭圆，工件坐标系的原点如图所示，设置在工件的右端面中心位置。编写如（图1）所示椭圆a—b段的精加工程序：
　　（图1）
　　（一）以gsk980（当前版本是gsk980td）数控车系统为代表的a类宏程序应用：　　编程分析：
　　由于椭圆是非圆曲线，用宏程序加工非圆曲线时，其原理是将曲线分成若干段后用直线进行拟合，具体分成段数的多少要根据零件加工精度来确定，精度越高，分段数越多。所以实际加工完成的非圆曲线是由很多极短的折线段构成。
　　主程序
　　o1000；
　　n10 g97g99g40； （指定进给方式和取消刀具半径补偿）
　　n20 m03s800t0101；（设置主轴转速选用1号刀和调用1号刀补）
　　n30 g00g41g00x0z2； （圆弧半径左补偿）
　　n40 g65p1001； （调用宏程序）
　　n50 g01x52f0.2； （退刀）
　　n60 g40g00x100z100；
　　n70 m05；
　　n80 m30；
　　椭圆加工宏程序
　　o1001；
　　n10 g65 h01 p#100 q40000； （#100=40mm）
　　n20 g65 h01 p#101 q20000； （#101=20mm）
　　n30 g65 h01 p#102 q40000； （#102=40mm）（初始值）
　　n40 g65 h28 p#103 q#100 p#102；
　　n50 g65 h05 p#104 q#103 p#100； （#104=#103/#100）
　　n60 g65 h04 p#105 q2000 r#104； （#105=2×#104）
　　n65 g65 h03 p#106 q#102 r40；
　　n70 g01 x#105 z#102 f100；
　　n80 g65 h03 p#102 q#102 r500； （确定z向步长为0.5 mm。）
　　n90 g65 h85 p40 q#102 r0； （条件判断：当变量#102≧0时，转移到n40程序段，如果#102﹤0时，继续向下执行。）
　　n100 m99
　　2. 以fanuc-0i数控车系统为代表的b类宏程序应用，编写如（图1）所示椭圆a—b段的粗加工程序：
　　o2000；
　　n10 g97g99；
　　n20 m03s800t0101；
　　n30 g00x52z2； （快速定位刀具）
　　n40 #101=50 （确定x向粗加工余量50mm）
　　n50 while[#101ge0.5]do1； （建立条件式1，当粗加工余量大于0.5mm时，执行1号程序循环do1--end1之间的程序）
　　n60 #101=#101-2； （指定粗加工时的背吃刀量为2mm）
　　n70 #2=40； （确定z向坐标初始值）
　　n80 while[#2ge0]do2； （建立条件式2，当z向坐标在运动到终点坐标前，执行2号程序循环do2--end2之间的程序）
　　n90 #1=40*sqrt[1-#2*#2/1600]；（根据椭圆标准方程公式转换）
　　n100 g01x[#1+#101]z[#2-40]f0.2；（采用g01拟合加工，进给率为0.2mm/r）
　　n110 #2=#2-1； （指定z向坐标的变化步距）
　　n120 end2； （条件式2程序结束）
　　n130 g00x100z100；
　　n140 m05；
　　n150 m30；
　　宏指令编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数混合运算进行编程。在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。可编制各种复杂的零件加工程序。熟练应用宏程序指令进行编程，可大大精简程序量，还可以增强机床的加工适应能力。比如可以将抛物线、椭圆等非圆曲线的算法标准化后做成内部宏程序，以后就可以像圆弧插补一样按标准格式编程调用，相当于增加了系统的插补功能。所以宏程序的编程方法显得越来越重要。
　　参考文献：
　　[1] 数控编程与加工技术，黄登红.中南大学出版社；
　　[2] 数控编程，中国劳动社会保障出版社
　　[3] 数控车床加工椭圆方法的研究，陈松；
　　[4] 广数980td数控车床编程说明书；
　　[5]fanuc-0i数控车床编程说明书；