B类宏程序编程方法与技巧

摘要：数控加工已成为当今世界机械加工行业领先技术的代表，而数控宏程序的应用程度就更加体现出了数控加工水平的高低和对机床的利用率，直接关系到加工难度与加工效率。本文以数控宏指令为基础，以华中数控操作系统为例，通过机械加工和无数次的宏程序的加工，总结B类宏程序编程方法与技巧。

关键词：数控;宏指令;方法与技巧;华中数控

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的程序编写形式，能提供循环、判断、分支和子程序调用的方法。由于宏程序指令允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移，可将相同加工操作编为通用程序，不仅使程序应用更加灵活，而且可大大精简程序量。

在数控加工中经常会遇到复杂轮廓的加工（如抛物线、椭圆、双曲线、半球、螺旋线等），用普通的手工编程方法处理周期长、计算量大、精度差、容易出错，难以满足生产要求。随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段，华中世纪星数控系统的宏程序编程，应用灵活、形式自由，具备计算机高级语言的表达式、算术和逻辑运算机类似的程序流程，使加工程序简练易懂，可实现普通编程难以实现的功能。

1. B类宏指令（华中数控）

1.1 B类宏指令变量的类型

B类宏是在A类宏的基础上发展起来的，随着数控技术的不断完善，在运用宏加工时就出现了一些运算问题，B类宏也就在这个前提下发展起来了，B类宏的好处在于能够经行四则运算，大大减少了宏的程序长度，大大减少了编程时间。

1.2 B类宏指令变量的赋值、算术运算和逻辑运算

通常在计算机中每个变量都有其变量名，计算机允许使用变量名，但是数控系统中用户宏程序不能直接使用变量名，采用变量符号（#）和后面的变量号指定变量。表达式可以用指定的变量号。此时，表达式必须封闭在括号中。

2. B类宏程序的编程技巧

很多人都认为宏程序比较难编写。通过研究我找到了一种利用填充式的方法进行宏程序的编写，就算不能理解宏程序的人员也能进行编写，通过简单的数字填充来编写宏程序。宏程序就是一种利用逻辑运算的方法来编写宏程序的，如：椭圆公式中我们可以利用改变X轴的坐标值，从而使Z轴的坐标值随之改变。在这个方程式中可以对X的值经行赋初值和结束值，然后通过X值的步进值来改变X的坐标值。因是对宏程序编程方法进行研究的，所以以下实例零件只对宏程序部分进行分析和编写。

实例一

零件分析：零件是椭圆的一个轮廓零件，椭圆长半轴为40，短半轴为30，并且本椭圆的Z坐标值既有正值又有负值，所以我们在这里就有二种方法来进行编写，一种方法是把椭圆在90度的位置分为两部分来编写。一部分为0到90度，另一部分为90到146度，在0到90度时Z轴坐标为正，在90到146度时Z轴坐标为负。另一种方法是利用三角函数的方法来编写，利用同一个角度的正弦与余弦的平方和为1的特性，进行编写。

分段编写方式：

利用宏程序编程六步法编写过程如下

①起点赋值 起始点为零件的最右端，X坐标为0，程序为：#1=0

②终点循环 终始点为椭圆轮廓的最高点，X坐标为30，因为30为X值的最大值，所以变量#1应该小于或等于30，程序为：WHILE #1 LE [30]

③轮廓公式 利用X的值来表示Z的值，通过椭圆公式可得#2=4*SQRT[900-#1*#1]/3

④轮廓插补 通过图可知，编程原点为零件的最右端，椭圆圆心与编程原点不是在一个点上，在编程坐标系中，编程原点坐标为（0，0），椭圆原点坐标为（0，-40）。当把编程原点向椭圆原点移动时，X轴不变，移动量为0，Z轴向负方向移动，移动量为40。程序为：G1 X[2*[#1+0]] Z[#2+[-40]]，简写为：G1 X[2*#1] Z[#2-40]。

⑤变量步进 因为自变量X的值是从0向30来移动的所以步进量应该是依次递加的方式，布进量越小，走刀轮廓越是接近椭圆轮廓。程序为：#1=#1+0.1

三角函数编程方法

①起点赋值 起始点为零件的最右端，自变量为极角α值为0，程序为：#1=0

②终点循环 终始点为椭圆轮廓的结束点，极角α为146，因为146为极角α值的最大值，所以变量#1应该小于或等于146，程序为：WHILE #1 LE [146]

③轮廓公式 利用极角α来表示x的值，通过椭圆公式可得#2=30*SIN[#1*PI/180]，利用极角α来表示Z的值，通过椭圆公式可得#3=40*COS[#1*PI/180]

④轮廓插补 通过图可知，编程原点为零件的最右端，椭圆圆心与编程原点不是在一个点上，在编程坐标系中，编程原点坐标为（0，0），椭圆原点坐标为（0，-40）当把编程原点向椭圆原点移动时，X轴不变，移动量为0，Z轴向负方向移动，移动量为40。程序为：G1 X[2*[#2+0]] Z[#3+[-40]]，简写为：G1 X[2*#2] Z[#3-40]。

⑤变量步进 因为自变量X的值是从0向146来移动的所以步进量应该是依次递加的方式，布进量越小，走刀轮廓越是接近椭圆轮廓。程序为：#1=#1+0.5

⑥结束循环 ENDW

利用三角函数编程方法编写的宏程序如下：

#1=0

WHILE #1 LE [146]

#2=30*SIN[#1*PI/180]

#3=40*COS[#1*PI/180]

G1 X[2*#2] Z[#3-40]

#1=#1+0.1

ENDW

注：PI：圆周率、在数控系统中三角函数不识别角度，只识别弧度的定义，所以需要把角度转换成为弧度。

参考文献：

[1]彭效润.数控车（高级）.中国劳动社会保障出版社

[2]杨继宏.数控加工工作手册.化学工业出版社

[3]谢辅轩.数控机床编程与操作技术.湖南应用技术学院机电工程学院内部用书

科研项目：湖南省教育厅资助科研项目《机械加工宏程序简易编程法及其应用的研究》（课题批准号：12C1151）的研究成果。