宏程序直接编程的应用

傲坦挂术
宏程序直接编程的应用
王宇飞，詹捷
（重庆工学院材料科学与工程学院，重庆４０００５０）

要：通过编写宏程序，实现了几种直线相交情况下的几何轮廓直接编程，提高了编程的效率和精度，降低了编程难
，提高了生产效率。
摘

度
关键词：数控；宏程序
中图分类号：下Ｇ６５９
直接编程

文献标识码：Ｂ
文章编号：１０２一２３３３（２００７）０９一００６１一０２

１绪论
几何轮廓直接编程，是指编程员直接使用图样上给
定的已知条件，不需要进行基点坐标值的计算，直接编写
出零件加工程序，以缩短编程时间。主要的编程方法有：
（１）利用数控系统提供的几何轮廓编程功能，（２）利用宏
指令开发用户程序。数控系统的编程功能有限，无法满足
复杂灵活的实际生产要求。用户宏程序功能是数控系统生产厂家提供给用户的有力工具，它能使用户将自己的使用经验运用到系统中，增加系统功能。用宏程序实现几何轮廓直接编程，可以解决编程中烦琐的数值计算，从而使编程变得容易。 在实际生产中比较常见的二维图形是由直线和圆弧组成的图形。在进行轮廓铣削编程时，经常涉及到直线和直线、直线和圆弧、圆弧和圆弧交点坐标值的计算。如果手工计算，不仅计算复杂，而且计算量大、易出错。实际生产中，常用电脑ＣＡＤ绘图，然后进行交点捕捉，直接读取坐标值。弊端是耽误编程时间，打断了生产节奏。下面将对直线（含等边倒角、过渡圆弧）相交求交点坐标进行宏程序编程。编程员只要编制一次宏程序，就可以根据实际情况，直接在用户程序中调用宏程序计算交点坐标，无须中断编程过程，计算精度是系统默认值，整个过程简便、快捷、精度高。２程序分析２．１指令中的符号和含义 ＦＡＮＵＣ０ｉ一Ｍ系统是加工中心常用的数控系统，具有强大的宏程序功能。本文的宏程序编制和应用是基于该数控系统。 宏指令格式：Ｇ６５Ｐ（程序号）Ｌ（重复次数）＜自变量赋值＞； Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ一Ｂ一Ｕ一Ｖ一Ｃ一Ｒ一； 式中，Ａ、Ｂ表示角度。在含有两个基本元素时，Ａ表示第一元素的角度，Ｂ表示第二个元素的角度。单位都为度。角度以横坐标正向为基准，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负。Ｕ、Ｖ表示第二条直线终点的横纵坐标值；Ｃ一等边倒角的大小；Ｒ一过渡圆弧的半径及旋向。２．２指令的几种形式 （１）已知两直线的角度Ａ、Ｂ坐标值Ｕ、Ｖ。 指令：Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ一Ｂ一Ｕ－Ｖ一； 如图１所示。 求Ｘ、Ｙ坐标：
先求出两段直线的长度。

以及第二条直线的终点

设两段直线长度分别为Ｌｌ和几。
｝乙，５‘ｎＡ＋Ｌ２５‘ｎＢ二Ｖ一Ｙ。
ｔＬｌｃｏｓＡ＋ＬＺＣｏｓＢ二Ｕ一尤。
解得：
（刀－叉。）ｓｉｎ刀一（ｙ一ｙｏ）ｃｏｓ丑
ｓｉｎ（Ｂ破）
（Ｖ一Ｙ。）ｃｏｓＡ一（口－尤。）ｓｉｎＡ
ｓｉｎ（Ｂ一）

ｌ＝

２＝
Ｌ

Ｌ
则Ｘ、Ｙ坐标值为：
Ｘ二ＸＯ＋ＬｌｃｏｓＡ
Ｙ二Ｙｏ＋ＬｌｓｉｎＡ
（２）已知两条直线的角度Ａ、Ｂ以及第二条直线的终
Ｊ点坐标值Ｕ、Ｖ和等边倒角Ｃ，指令：
Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ一Ｂ一Ｕ一Ｖ一Ｃ一；
如图２所示。
求ｘｌ、ｙ，和Ｕ卜Ｖｌ

坐标值。
在前面求出Ｌ，和
Ｌ：的基础上。
ｘｌ＝ｘ砂（乙１一Ｃ）ｃｏｓＡ
ＹＩ＝ＹＯ＋（Ｌｌ一Ｃ）ｓｉｎＡ
百，＝ｖ－（乙２一Ｃ）ｃｏｓＢ

Ｘ。，Ｙ。
图２

Ｖｌ＝Ｖ一（Ｌ二Ｃ）ｓｉｎＢ
（３）已知两直线的角度Ａ、Ｂ以及第二条直线的终点
坐标值Ｕ、Ｖ和过渡圆弧Ｒ，指令：
Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ一Ｂ一Ｕ一Ｖ一Ｒ一；如图３所示。
求ｘ，、ｙ，和Ｕｌ、Ｖ，０

机械工程师２０７年第９期巨６１
万方数据
欲位技术
Ｘｏ，Ｙ。
图３

先求出交点至切点
的距离ｔ。
ｔ＝ＩＲｔａｎ（（Ｂ一）／２１
在前面求出Ｌ，和肠
的基础上。
Ｘｌ＝Ｘ砂（Ｌ，一ｔ）ｃｏｓＡ
Ｙ．二ＹＯ＋（Ｌｌ一ｔ）ｓｉｎＡ
Ｕ；＝Ｕ－（Ｌ二ｔ）ｃｏｓＢ
Ｖ；二Ｖ一（Ｌ二ｔ）ｓｉｎＢ
（４）在实际工程中，
若队Ｖ需根据圆求出
时，如图４所示。
Ｌ：与一圆相切，根据
圆的旋转方向，切点或左
或右，切点Ｕ、Ｖ可按下
式求出：
之了三Ｉ＋ＫｓｉｎＢ；
Ｖ二Ｊ－ＫｃｏｓＢ
求出ｕ、ｖ后，再按上面情况使用。
３宏程序本体
程序框图如图５所示。

＃２８二＃２２一［＃１１一＃３］＊ＳＩＮ降２］；
ＧｏｌＧ９０Ｘ＃２４Ｙ＃２５；
Ｘ＃２７Ｙ＃２８；＿
Ｇ０Ｔ０４０；
Ｎ３０；过渡圆弧切点坐标
＃１２二ＡＢＳＩ＃１８＊ＴＡＮＩ＃２一＃１姆］；计算切点正交点距离
＃２４二＃３１＋１＃１０４１２］＊ＣＯＳ阱１］；第１段直线切点坐标
＃２５＝＃３２＋１＃１０一１２］＊ＳＩＮ［＃１］；
＃２７二＃２１一［＃１１一＃１２］＊ＣＯＳ［＃２］；第２段直线切点坐标・
＃２８二＃２１一１＃１１４１０」＊ＳＩＮＩ＃２］；
ＧｏｌＧ９０Ｘ＃２４Ｙ＃２５；
ＩＦ［＃１８ＬＴ０１Ｇ０Ｔ０３２；
Ｃ０３Ｘ＃２７Ｙ＃２８ＲＩＡＢＳＩ＃１８１］；
Ｇ０Ｔ０４０；
Ｎ３２Ｇ０２Ｘ＃２７Ｙ＃２８ＲＩＡＢＳＩ＃１８］」；
Ｎ４０Ｇ０１Ｘ＃ＺＩｙ＃２２；
Ｇ０Ｔ０１００；
Ｎ９０＃３００（）二ｎ；报警
Ｎ１００Ｃ＃３３Ｍ９９；
４应用实例
如图６所示外形，能直接使用的节点坐标很少。手工
计算相当烦琐。ＣＡＤ出图也占用生产时间。调用已编制好
的宏程序可以编写程序如下：
宏程序本体程序：
０７３１１（Ｌ一Ｌ）；
＃３３二＃４０（）３；
保存０３组代码
＃３１＝＃５０（）ｌ；
保存Ｘ初值
＃３２＝＃５０（）２；
保存Ｙ初值
ＩＦ［＃ＩＮＥ＃０］ＧＯＴＯＩ；
ＩＦＩ＃ＺＥＱ＃０」Ｇ０Ｔ０９０；
Ａ、Ｂ均不赋值报警
ＮｌｌＦＩ＃ＺＩＮＥ＃０］Ｃ０Ｔ０３；

厂下一一了‘
尸ｊ／１．
一七立止经｛只１

图６
只

一．一￣—一￣一——￣—－一日ＩＦ［＃２２ＥＱ＃（）」ＧＯＴＯ
９０；Ｕ、ｖ均不赋值报警
Ｎ３ＩＦ［ＡＢＳ［＃１一＃２１ＬＥＩ．０」ＧＯＴ０９Ｏ；
＃１０＝［［＃２１一＃３１１＊ＳＩＮ［＃２１一［＃２２一＃３２］＊ＣｏＳ［＃２］］ＩＳＩＮＩ＃２一１］；计算两条
直线长度ＬＩ和ＬＺ
＃１１＝［［＃２２一＃３２１＊ＣＯＳ［＃１］一［＃２１一＃３１」＊ＳＩＮ［＃１］／ＳＩＮ［＃２一＃１］；
ＩＦ［＃３ＮＥ＃ＯＪＧＯＴ０２０；计算倒角
ＩＦ［＃１８ＮＥ＃０１ＧＯＴ０３０；计算过渡圆弧
Ｎ１０；计算两直线交点坐标
＃２４＝＃３１＋们０＊ＣＯＳ伴ＩＪ；
＃２５二＃３２＋＃１０＊ＳＩＮ伴１１；
ＧｏｌＧ９０Ｘ＃２４Ｙ＃２５；
ＧＯＴＯ４０；
Ｎ２０；等边倒角交点坐标
＃２４二＃３１＋［＃１０一＃３］＊Ｃｏｓｌ＃ｌ］；计算倒角起点坐标值
＃２５二＃３２＋１＃１０碑３］＊ＳＩＮ［＃１」；
＃２７＝＃２１一诗１卜＃３１＊ＣＯＳ阱２１；计算倒角终点坐标值

０２００７
Ｇ９ＯＧ００Ｘ０Ｙ０ＴＩＳ３００Ｍ０３Ｍ０８；
Ｇ０１Ｘ４０Ｆ２０；
Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ１４Ｂ４０Ｕ６０Ｖ３０；
Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ７０Ｂ１８０Ｕ４０Ｖ５３刀ＣＺ；
Ｇ６５Ｐ７３ｌｌＡ１８０Ｂ７４Ｕ０Ｖ０Ｒ８；
ＧｏｌＸＯＹＯ；
Ｇ０３Ｍ０９；
５结语
使用数控系统的宏指令，结合生产加工经验，可以编
写各类宏程序，无须借助电脑和编程软件，实现直接编
程。可以极大地提高生产效率，提高生产质量，挖掘了数
控系统的潜力，从而极大地提高数控设备的利用率。
（编辑立明）

作者简介：王宇飞（１９７３一），男，硕士研究生，工程师，主要研究方向为
材料加工工程。
詹捷，男，教授，硕士生导师。
收稿日期：２（Ｘ）７一０７一０３

６２毛机械工程师２ｏ０７年第９期
万方数据