宏程序與CAD/CAM在二次曲線加工中的應(yīng)用比較

楊春花（云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系, 昆明 650203）

宏程序與CAD/CAM在二次曲線加工中的應(yīng)用比較

楊春花
（云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系, 昆明 650203）

摘 要：隨著CAD/CAM軟件的普及應(yīng)用，手工編程逐漸的在被CAD/CAM自動(dòng)編程所代替。其實(shí)自動(dòng)編程和手工編程（特別是利用宏程序進(jìn)行手工編程），它們各自有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。因此充分結(jié)合這兩種編程方法，對(duì)提高編程的效率和提高加工的質(zhì)量有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：宏程序;CAD/CAM;二次曲線

本文首先分析了CAD/CAM與宏程序編程各自的特點(diǎn)。然后以二次曲線為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)際加工驗(yàn)證了宏程序短小、高效的特點(diǎn)。

1 CAD/CAM在數(shù)控編程中的特點(diǎn)

CAD/CAM是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的簡(jiǎn)稱(chēng)，是60年代以來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。指的是以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，處理各種數(shù)字信息與圖形信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的各項(xiàng)活動(dòng)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的主要工作內(nèi)容包括：零件圖樣分析、零件圖形的數(shù)字化、給定初始條件、生成加工程序。

目前CAD/CAM編程主要用于復(fù)雜曲面和異型工件的加工，其主要優(yōu)勢(shì)是通過(guò)CAD建模以后，軟件自動(dòng)生成G代碼，無(wú)需計(jì)算，減少了手工計(jì)算的誤差。但同時(shí)也存在不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）CAD/CAM編程需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的CAD/CAM應(yīng)用軟件，也需要有計(jì)算機(jī)作為工具，增加了投資，提高了生產(chǎn)成本。

（2）熟練應(yīng)用CAD/CAM軟件需要一定的時(shí)間，特別是國(guó)外一些先進(jìn)軟件。對(duì)編程人員的技術(shù)水平提出了更高要求。

（3）CAD/CAM軟件自動(dòng)生成的程序長(zhǎng)度是手工程序的幾十倍上百倍，可讀性很差。

（4）CAD/CAM軟件并不能適用所有數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受到一定限制。

2 宏程序編程的特點(diǎn)

在手工編程的過(guò)程中，我們常常把能完成某一種功能的一系列指令像子程序一樣存入到存儲(chǔ)器中，然后用一個(gè)總的指令來(lái)代表他們，使用的時(shí)候只需要給出這個(gè)總的指令就能夠執(zhí)行其功能。這里所存入的一系列指令就稱(chēng)為用戶宏指令主體，這個(gè)總的指令稱(chēng)為用戶宏指令。

宏程序編程主要內(nèi)容包括：列出曲線方程、選取宏程序變量、給變量賦值、選取調(diào)轉(zhuǎn)指令、設(shè)定跳轉(zhuǎn)條件等幾方面。其在數(shù)控編程中的應(yīng)用有如下幾方面：

（1）可彌補(bǔ)一些數(shù)控系統(tǒng)自帶插補(bǔ)功能不足的缺點(diǎn)。很多數(shù)控系統(tǒng)都只有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能，很多時(shí)候不能滿足加工要求，利用宏程序功能可以加工除直線和圓弧以外一些二次復(fù)雜曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)方程曲線的近似加工。

（2）可以簡(jiǎn)化相似零件的編程工作。對(duì)于一些形狀相似而只有尺寸不同的工件，可以用宏變量來(lái)代表不同的編程尺寸。然后，再來(lái)編制參數(shù)化的宏程序。加工時(shí)，只需要調(diào)用該宏程序，并根據(jù)具體情況修改其宏變量賦值就可以了。

（3）可定制固定循環(huán)。對(duì)于具有相似加工特征的零件編程可利用宏程序功能，將重復(fù)出現(xiàn)的加工特征編寫(xiě)成參數(shù)化的宏程序，設(shè)定合適的參數(shù)就可以把宏程序定制成固定循環(huán)。

（4）程序短小精悍、可讀性強(qiáng)。對(duì)于一些具有復(fù)雜二次曲線的零件的加工，如果利用用戶宏程序進(jìn)行編程，其加工程序比較短小，占用很小的內(nèi)存空間，且編程邏輯思路清晰，可讀性很強(qiáng)。

3 CAD/CAM編程和宏程序編程分別在拋物線加工中的比較

以FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)為例，加工對(duì)象如圖1所示：

用宏指令編程如下：

O0101（粗、精加工程序）　G01 X48; M03 S800　X50 W-1; T0101　Z-53; G00 X72 Z2;　G02 X48 Z-56 R3; G71 U1 R1;　X70; G71 P10 Q20 U0.5 F100;　Z-70; N10 G00 X0;　N20 X72; G01 Z0 F60;　G00 X100 Z100; #1＝0;　T0202; WHILE#1LE [21];　G00 X72 Z2; #2＝-[0.088*#1*#1];　G70 P10 Q20; G01 X [2*#1]Z[#2];　G00 X100 Z100; #1＝#1+0.05;　T0100; ENDW　M30;

用CAXA數(shù)控車(chē)自動(dòng)編程軟件生成粗加工程序和精加工程序（部分）如下：

01234（粗加工程序）N10 G50 S0　01235（精加工程序）N12 G00 G97 S10 T0000　N10 G50 S10000 N14 M03　N12 G00 G97 S10 T0000 N16 M08　N14 M03 N18 G00 X45.455 Z-0.000 　N16 M08 N20 G00 X49.262 Z0.807 　N18 G00 X45.455 Z-0.000 N22 G00 X44.262 Z0.807 　N20 G00 X45.455 Z0.707 N24 G00 X43.555 Z0.100 　N22 G00 X41.000 Z0.707 . . . . N372 G00 X45.455 Z-0.000 　N74 M09 N374 M09　N76 M30 N376 M30

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析及應(yīng)用比較可知，在數(shù)控加工中CAD/CAM編程和宏程序編程各自有自己的特點(diǎn)，其中自動(dòng)編程的優(yōu)點(diǎn)是建模以后軟件自動(dòng)生成程序，避免了繁復(fù)的計(jì)算和手工誤差；宏程序編程的優(yōu)點(diǎn)則是靈活多變、程序短小可讀性強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮志剛．?dāng)?shù)控宏程序編程方法、技巧與實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007(05)．

[2]胡翔云．宏程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用綜述[J].機(jī)床與液壓，2013(22):142-144．

作者簡(jiǎn)介：楊春花（1980-），女，云南昆明人，工學(xué)碩士，講師，云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系教師，研究方向：機(jī)械自動(dòng)化。