内方宏程序的编制技巧

赵学庆，王 帅

（大连工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 大连 116034）

内方宏程序的编制技巧

赵学庆，王 帅

（大连工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 大连 116034）

随着CAD/CAM功能越来越强大，宏程序在数控编程中的作用也越来越被低估，实际上宏程序在数控加工中有不可替代的优势。结合国内最常见的FANUC系统，阐述了内方宏程序的编制思路。使用了两层逻辑嵌套以及不常见的取整指令（FIX[]）对内方宏程序进行了编制，可同时完成内方类零件侧壁及底面的粗、精加工。解决了实际加工中内方类零件需要电脑编制程序而造成的效率低下等问题，也使得加工失误率大幅下降。可以广泛运用在日常生产当中。

宏程序；参数；数控编程

0 引言

在数控铣削加工中，数控编程在机械制造行业中越来越重要。各种数控编程软件也层出不穷。自动编程固然在某些方便比较方便，但仍不能取代手工编程[1]。手工编程是现场操作人员必须掌握的技能之一。手编程序在应对简单的图形，例如平面、内方、外方、内圆、外圆、键槽等二维形状的铣削加工时，可以通过变更刀具半径补偿与长度补偿的数值实现灵活控制加工部位的尺寸精度，具有较高的加工效率。

宏程序是把具有相同形状特征的关键数值用参数变量替代，通过改变形状参数以控制尺寸大小，改变位置参数以控制形状在坐标系中的位置，结合程序逻辑结构上的条件判断、子程序循环等手段，实现多层连续加工的程序。加工一组工件时只要给变量赋实际值即可，无需逐一编程[2]，因而通常也成为批量编程[3]。宏程序有效地减少了手编程序的工作量，大幅提高了程序的准确度，使得编制相同加工操作的程序更方便、更容易，编制出来的程序更灵活、更高效[4]。本文通过FANUC系统的宏程序功能，利用两层嵌套逻辑关系以及(FIX[])取整指令完成了对较为复杂的内方宏程序的编制。

1 程序编制

1.1 机床与系统

机床：试验所用机床的主要参数：三轴行程（X×Y×Z）600×450×400 mm，主轴转速范围120~12000 r/min，切削进给1~40000 mm/min。

系统：FANUC 18i，该系统能聚了FANUC公司过去CNC开发的技术精华，是国际上公认的性能稳定、质量可靠的数控系统，在全世界范围内普及应用。其功能有一般的G、M代码，单一循环，单一固定循环和复合循环等。同时更具备了通过变量赋值进行参数编程，即宏程序编程功能[5]。

1.2 程序编制思路

内方形状的加工是模具部件加工中常见的形状之一。内方形状在加工过程中，存在粗加工去除大量毛坯、精加工侧壁、精加工内腔底平面三个过程。当侧壁余量只需一次加工即可完成的时候，程序中判断后以精加工方式完成粗加工过程。编程逻辑示意图如图1。

内方粗加工编程多见平行铣削方式，平行铣削在刀路回转的位置会有凸起的残留量，余量不均会对侧壁的精加工粗糙度有较大影响。本程序采用螺旋环绕的粗加工铣削方式，很好地解决了侧壁表面质量问题。

图1 编程逻辑示意图

2 程序编制

在实际加工中存在大量的内方形加工零件，如图2所示。这类零件加工的部位形状为内方形，需要大量去除材料，并且内方形侧壁及底面需要精加工到尺寸精度。因此要求宏程序中即有大量去除材料的开荒程序，又有能达到尺寸精度的精加工程序。加工零件类型的三围模型示意图如图2。

内方宏程序逻辑结构应用了两层的子程序调用，在子程序中又使用了二级程序嵌套，在常用宏程序中属于结构复杂的一种。在程序中，使用了不常见的取整指令(FIX[])，很好地解决了粗加工残留量的配置，为精加工做好准备。

图2 三围模型示意图

内方粗加工与精加工程序结构：

主程序：

子程序：

在此内方宏程序中，尺寸参数尽可能的用宏变量进行表达[6]，共设置参数13个：

刀具参数4个：刀库号T、刀具转速S、切削进给量F、刀具直径数值D；

形状参数5个：内腔左壁位置坐标（X-）、内腔右壁位置坐标(X+)、内腔下壁位置坐标(Y-)、内腔上壁位置坐标（Y+）、内圆角R；

深度控制参数3个：第一次下切深度、每一次下切深度、最终下切深度；

#121参数设定为粗、精加工选择参数。#121=0时，螺旋环绕粗加工后再执行精加工；#121=1时，直接进行侧壁精加工。

现场应用中，当#121=0时，在刀具半径补偿设置中增加加工余量值，可完成余量均匀的粗加工过程；粗加工结束后，直接设置底层加工（例：#117=2），又可以对内腔底平面进行螺旋环绕方式的深度控制精加工。当#121=1时，可通过变更刀具半径补偿快速实现对侧壁的尺寸精度控制。

内方型粗加工的位置参数示意图，如图3。

图3 内方型粗加工位置参数示意图

3 结语

应用Fanuc系统参数格式，详细阐述内方宏程序的编制思路与方法，使用一个宏程序完成了内方的粗加工、底面精加工、侧壁精加工三个加工过程，体现了宏程序简洁、高效、稳定、易于控制的特点。经现场实践验证后已经投入使用，大幅提高内方零件加工效率。可作为广大数控机床操作者应用、学习很好的范例。

[1]王宏颖,彭二宝.变量和宏程序在数控编程中的应用[J].机床电器,2007(2):11-14.

[2]霍苏萍,张月楼.宏程序在数控加工中的应用分析[J].煤矿机械,2007,28(9):119-122.

[3]胡翔云.宏程序在数控编程中的应用综述[J].机床与液压,2009,37(5):42-45.

[4]何玉山.数控宏程序在铣削凹槽中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,2015(5):104-107.

[5]陈银清.宏程序编程在数控加工中的应用研究[J].机床与液压,2009,37(5):42-45.

[6]周劲松.巧用宏程序解决复杂零件的数控加工编程问题[J].现代制造工程,2005(5):36-39.

Compilation Technique of Pocket Macro Program

ZHAO Xue-qing,WANG Shuai
(School of Mechanical Engineering and Automation,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)

As the function of CAD/CAM is becoming more and more powerful,the use of macro program in NC programming has been underestimated.In fact,the macro program in NC machining has an irreplaceable advantage.This paper expounds the ideas of pocket macro program with FANUC.Two layers of logic nested and integer instruction(FIX[])were used to compile pocket macro program.And it can finish compiling the pocket programs coarsely and meticulously at the same time.The problem of programming computer pocket programs with lower efficiency is solved in the practical machining,and at the same time there is a sharp fall fault rate.It can be widely used in daily production.

macro program;parameter;NC programming

TH164

：A

：1008-2395(2016)06-0006-05

2016-09-09

赵学庆(1971-)，男，工程师，研究方向：模具加工工艺；王帅(1987-)，男，实验师，研究方向：模具加工工艺。