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华中数控车削系统抛物线宏程序编制实例解析应用宏程序变量编程加工可以用函数公式来描述工件的轮廓或曲面，是现代数控系统一个重要的新功能和新方法，也是数控生产加工及数控技能竞赛的主要知识点之一。
本文以华中世纪星HNC-21T数控车削系统为平台，介绍抛物线宏程序的编制方法，通过实例研究宏程序编程的关键技术，实例程序可作为模板推广使用。
在数控车床中，加工对象主要为各种类型的回转面，其中对于圆柱面、锥面、圆弧面和球面等的加工，可以利用直线插补和圆弧插补指令完成，而对于椭圆、抛物线等一些非圆曲线构成的回转体，加工起来具有一定的难度。
数控系统本身提供的直线插补和圆弧插补不能直接用于非圆曲线回转面的加工，因此，在数控机床上对椭圆、抛物线的加工大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编制加工程序。
在本文中选用华中世纪星HNC-21T数控车削系统，结合生产实习和技能大赛训练对车削抛物线轮廓的宏程序的编制方法进行探讨，希望各位读者能多提宝贵意见。
一、华中宏程序的介绍使用变量编制可进行算术或逻辑运算，并能控制程序段流向的程序，称为用户宏程序。
在数控车削中，使用用户宏程序可方便地实现二次曲线（椭圆、抛物线等）的二维编程加工、孔口倒角编程加工等，可简化程序，提高编程效率，最大限度地发挥手工编程的优势。
华中世纪星HNC-21T数控车削系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。
常用的语句有以下两种。
（1）条件判别语句IF，ELSE。
①：IF条件表达式…ELSE…END IF;②：IF条件表达式…ENDI F。
（2）循环语句WHILE：WHILE条件表达式…ENDW。
本文实例采用WHILE语句编程。
二、公式曲线宏程序编制的基本步骤宏程序在实际编制过程中，根据编程者的实践经验、知识储备及习惯等因素会略有不同，本文提供的宏程序编制基本步骤供读者参考学习。
华中“世纪星”系列数控系统介绍武汉华中数控股份有限公司一、华中“世纪星”系列数控系统概述图1 华中“世纪星”系列数控系统开放式、网络化已成为当今数控系统发展的主要趋势。
如图1所示，华中“世纪星”系列数控系统包括世纪星HNC-18i、HNC-19i、HNC-21和HNC-22四个系列产品，均采用工业微机（IPC）作为硬件平台的开放式体系结构的创新技术路线，充分利用PC软、硬件的丰富资源，通过软件技术的创新，实现数控技术的突破，通过工业PC的先进技术和低成本保证数控系统的高性价比和可靠性。
并充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等技术，使数控系统可以伴随PC技术的发展而发展，从而长期保持技术上的优势。
在国家863计划、国家科技攻关计划项目和国家自然科学基金项目的支持下，华中数控开发了具有自主知识产权的系列开放式网络化数控系统、全数字交流伺服驱动和电机、伺服主轴驱动和主轴电机，并掌握了数控系统的全套关键技术。
华中数控系统已获得国家科技进步二等奖、国家教委科技进步一等奖和国家机械局科技进步二等奖等，被列为国家重点新产品。
华中“世纪星”系列数控系统以其质量好，性价比高，新产品开发周期短，系统维护方便，配套能力强，开放性好和便于用户二次开发和集成等优点，现已派生出了十多种系列三十多个特种数控系统产品，广泛用于车、铣、加工中心、车铣复合、磨、锻、齿轮、仿形、激光加工、纺织机械、玻璃机械、医疗机械等设备。
满足用户对低价格、高性能、简单、可靠数控系统的要求。
二、“世纪星”系列数控系统1．高品质、高性能、高集成的“世纪星”HNC-21/22系列1．1“世纪星”HNC-21/22硬件及连接华中世纪星HNC-21/22系列数控系统采用先进的开放式体系结构，内置高性能32位嵌入式工业PC，数控单元集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，具有高性能、配置灵活、结构紧凑、可靠性高的特点。
华中数控宏程序一.什么就是宏程序？什么就是数控加工宏程序？简单地说,宏程序就是一种具有计算能力与决策能力的数控程序。
宏程序具有如下些特点:1.使用了变量或表达式(计算能力),例如:(1)G01 X[3+5] ;有表达式3+5(2)G00 X4 F[#1] ;有变量#1(3)G01 Y[50*SIN[3]] ;有函数运算2.使用了程序流程控制(决策能力),例如:(1)IF #3 GE 9 ;有选择执行命令……ENDIF(2)WHILE #1 LT #4*5 ;有条件循环命令……ENDW二.用宏程编程有什么好处？1.宏程序引入了变量与表达式,还有函数功能,具有实时动态计算能力,可以加工非圆曲线,如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等;2.宏程序可以完成图形一样,尺寸不同的系列零件加工;3.宏程序可以完成工艺路径一样,位置不同的系列零件加工;4.宏程序具有一定决策能力,能根据条件选择性地执行某些部分;5.使用宏程序能极大地简化编程,精简程序。
适合于复杂零件加工的编程。
一.宏变量及宏常量1.宏变量先瞧一段简单的程序:G00 X25、0上面的程序在X轴作一个快速定位。
其中数据25、0就是固定的,引入变量后可以写成: #1=25、0 ;#1就是一个变量G00 X[#1] ;#1就就是一个变量宏程序中,用“#”号后面紧跟1~4位数字表示一个变量,如#1,#50,#101,……。
变量有什么用呢？变量可以用来代替程序中的数据,如尺寸、刀补号、G指令编号……,变量的使用,给程序的设计带来了极大的灵活性。
使用变量前,变量必需带有正确的值。
如#1=25G01 X[#1] ;表示G01 X25#1=-10 ;运行过程中可以随时改变#1的值G01 X[#1] ;表示G01 X-10用变量不仅可以表示坐标,还可以表示G、M、F、D、H、M、X、Y、……等各种代码后的数字。
如:#2=3G[#2] X30 ;表示G03 X30例1 使用了变量的宏子程序。
o0099g92 X0 Z0N100 #10=98M98 P100M30o100N200 #10=100 ;此时N100所在段的局部变量#10为第一层#210M98 P110M99o110N300 #10=200 ;此时N200所在段的局部变量为第二层#260; N100所在段的局部变量#10为第一层#210M99为了更深入地了解HNC-21/22T宏程序，这里给出一个利用小直线段逼近整园的数控加工程序：O1000G92 X0 Z0M98 P2 X-50 Z0 R50 ;宏程序调用，加工整圆M30O2; 加工整圆子程序，园心为(X,Z),半径为R; X -> #23 Z -> #25 R -> #17IF [AR[#17] EQ 0] OR [#17 EQ 0] ;如果没有定义RM99ENDIFIF [ AR[#23] EQ 0 ] OR [ AR[#25] EQ 0 ] ;如果没有定义圆心M99ENDIF#46=#1163 ; 记录模态码#1163，是G90 OR G91?G91 ;用相对编程G91IF [ AR[#23] EQ 90 ] ;如果X为绝对编程方式#23=#23-#30 ; 则转为相对编程方式ENDIFIF [ AR[#25] EQ 90 ] ; 如果Z为绝对编程方式#25 = #25-#32 ; 则转为相对编程方式ENDIF#0=#23+#17*COS[0];#1=#25+#17*SIN[0];G01 X[#0] Z[#1];#10=1WHILE [#10 LE 100] ;用100段小直线逼近圆#0 = #17*[ COS[#10*2*PI/100]-COS[[#10-1]*2*PI/100] ]#1 = #17*[ SIN[#10*2*PI/100]-SIN[[#10-1]*2*PI/100] ]G01 X[#0] Z[#1]#10=#10+1ENDWG[#46] ; 恢复模态M99(2) 车削循环指令的宏程序实现下面是HNC-21/22T的固定循环宏程序源代码的内容。
华中数控宏程序名目序 (1)一．什么是宏程序？ (1)二．用宏程编程有什么好处？ (1)一．宏变量及宏常量 (1)1．宏变量 (1)2．局部变量 (2)3．全局变量 (2)4．系统变量 (3)5．常量 (3)二．运算符与表达式 (3)1．算术运算符 (3)2．条件运算符 (3)3．逻辑运算符 (4)4．函数 (4)5．表达式与括号 (4)6．运算符的优先级 (4)7．赋值号 = (4)8．注释 (5)三．程序流程操纵 (5)1．条件分支IF (5)2．条件循环WHILE (6)四．子程序及参数递传 (7)1．一般子程序 (7)2．宏子程序 (7)3．全局变量传参数 (7)4．局部变量传参数 (8)5．系列零件加工 (9)6．高级参考 (10)五．宏编程实例 (12)1．数车编程 (12)（1）函数曲线加工通用宏程序 (12)（2）抛物线车削1 (12)（3）抛物线车削2 (12)（4）抛物线车削3 (13)（5）抛物线车削4 (13)（6）抛物线车削5（G71与宏程序） (14)（7）抛物线车削6 (14)（8）正弦线车削 (15)（9）抛物线与椭圆车削 (15)（10）椭圆粗、精车削 (16)（11）用子程序完成粗、精加工 (16)（12）变螺距螺纹 (18)2．数铣编程 (18)（1）直线段靠近整园的宏程序 (18)（2）螺旋线走刀 (19)（3）来回铣削的方法 (19)（4）铣平面 (20)（5）铣斜面 (20)（6）铣半圆柱 (21)（7）铣半球 (22)（8）多次旋转的宏编程 (23)（9）切圆台与斜方台 (24)（10）铣椭圆 (24)（11）铣孔 (25)（12）倒圆角加工 (25)（14）抛物斜边岛屿加工 (27)（15）凹球曲面加工 (28)（16）螺纹镗刀铣螺纹 (29)（17）圆柱 (30)（18）直斜边岛屿加工 (30)（19）圆弧斜边岛屿加工 (31)（20）椭球面加工的宏程序实例 (31)（21）自定义G指令 (32)附件 (32)1．华中数控指令一览 (32)2．固定循环指令的宏程序实现 (32)G73 (32)G74 (33)G76 (34)G81 (35)G82 (36)G83 (37)G84 (38)G85 (39)G86 (40)G87 (41)G88 (42)G89 (44)2．华中数控系统系统变量一览 (45)(1)子程序嵌套局部变量 (45)(2)刀具相关系统变量 (45)(3)坐标相关系统变量： (45)(4)参考点相关系统变量 (45)(5)系统状态变量 (46)3．数学知识 (46)序一．什么是宏程序？什么是数控加工宏程序？简单地说，宏程序是一种具有运算能力和决策能力的数控程序。
华中数控车宏程序华中数控宏程序一．什么是宏程序？什么是数控加工宏程序？简单地说，宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控程序。
宏程序具有如下些特点：1．使用了变量或表达式（计算能力），例如：（1）G01 X[3+5] ;有表达式3+5（2）G00 X4 F[#1] ;有变量#1（3）G01 Y[50*SIN[3]] ;有函数运算2．使用了程序流程控制（决策能力），例如：（1）IF #3 GE 9 ;有选择执行命令……ENDIF（2）WHILE #1 LT #4*5 ;有条件循环命令……ENDW二．用宏程编程有什么好处？1．宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工非圆曲线，如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等；2．宏程序可以完成图形一样，尺寸不同的系列零件加工；3．宏程序可以完成工艺路径一样，位置不同的系列零件加工；4．宏程序具有一定决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分；5．使用宏程序能极大地简化编程，精简程序。
适合于复杂零件加工的编程。
一．宏变量及宏常量1．宏变量先看一段简单的程序：G00 X25.0上面的程序在X轴作一个快速定位。
其中数据25.0是固定的，引入变量后可以写成：#1=25.0 ;#1是一个变量G00 X[#1] ;#1就是一个变量宏程序中，用“#”号后面紧跟1~4位数字表示一个变量，如#1，#50，#101，……。
变量有什么用呢？变量可以用来代替程序中的数据，如尺寸、刀补号、G指令编号……，变量的使用，给程序的设计带来了极大的灵活性。
使用变量前，变量必需带有正确的值。
如#1=25G01 X[#1] ;表示G01 X25#1=-10 ;运行过程中可以随时改变#1的值G01 X[#1] ;表示G01 X-10用变量不仅可以表示坐标，还可以表示G、M、F、D、H、M、X、Y、……等各种代码后的数字。
如：#2=3G[#2] X30 ;表示G03 X30例1 使用了变量的宏子程序。
华中世纪星HNC-21T宏程序编程教程通用装备职业技术学校叶念民编写目录第一节、序编程概念第二节宏程序本体1.宏变量与常量.2.变量的表示与引用3.变量的种类4.变量的赋值5.算术与逻辑运算6.常量7. 条件判别语句和循环语句第三节宏程序调用指令1.宏程序的调用格式2. 宏程序/子程序调用的参数传递规则第四节宏程序应用实例宏程序加工实例第一节宏程序编程概念宏程序概述：用户宏程序是数控系统类似产品中的特除编程功能。
其实质与子程序相似，它把一组实现母种功能的指令，以子程序的形式预先存储在数控系统存储器中，通过宏程序调用指令执行这一功能。
在主程序，只要编入相应的调用指令就能实现这一功能。
宏程序与普同程序相比，普同程序的子程序称为常量，一个程序只能描述一个几何形状，缺乏灵活性和实用性。
而在用户宏程序的本体中，可以使用变量编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算处理。
通过使用宏程序能指行一些有规律变化的（如非圆二次曲线轮廓）动作。
不同的系统采用的编程方法不同：fanuc采用的时宏程序编程、SINUMERIK系统是R参数编程，FAGOR系统用的时计算机高级语言编程。
本教程主要以华中HNC-21T世纪星数控系统为例讲述宏指令编程。
变量编程的特点：1、高效；2、经济；3、应用广泛；4、有利于解决软件编程带来的的缺陷；变量编程在数控系统中的运行过程：1）、读取数控代码；2）、提取变量和变量的定义；3）、将预先保存的全局变量、系统变量和用户自定义变量保存在相关列表中；4）、读取数控代码，提取复杂表达时；5）、解释与执行代码过程中读取变量列表中保存的数值、计算表达时，并给变量赋新值；6）、按照条件语句、循环语句等控制程序的下一步操作；7）、按结果输出实际数值；第二节宏程序本体2. 变量的表示与引用（1）变量的表示宏程序的最大特点就是使用了变量。
HNC-21M系统的宏变量是用符号# 后跟1～4位数字来表示的，即：# i（i=1，2，3，…）。
