数控车三件配合宏程序多种工艺编程加工

1、 毕业设计（论文）报告题 目 基于函数曲面三件配零件加工程序优化设计 系 别 中德机电学院控制系 专 业 机电一体化与应用日语 班 级 机日 0602 姓 名 瞿志江 学 号 100061798 指导教师 陈成 2010年 4 月摘 要数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。数控机床的编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程，编制复杂零件时，容

2、易出错；而自动编程则不会发生这种情况。编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。数控仿真加工也是整个数控加工过程中必不可少的一步，可以测试程序、优化工艺、提高加工效率。数控刀具种类繁多，在选用数控刀具时应根据实际加工需用、工艺安排及效率的提高。数控加工过程也是非常重要的环节，它考验操作者加工经验、动手能力、应急处理能力等，

3、本论文以无锡至诚高精机械 的实际零件的产品改进为例进行实际加工分析。关键词：数控，车床，编程，仿真，刀具，加工AbstractCNC lathe is the most widely used one of the CNC machine tools. CNC lathe machining for the main shaft, plates and other types of rotating parts. NC machinin gprocess through the operation can be done automatically and outside the cylind

4、er,cone surface, forming surface, Thread and End of the processes of cutting, and the carbays, drilling and reaming, Reaming work.CNC lathe more categories, but the main structure are : the main Lathe, CNC equipment, servo system has three major components. CNC machine tool programming manual method

5、s of programming and automatic program two. Manual programming, the preparation of complex parts, prone to error; And automatic programming will not happen. Programming is part of the processing sequence processing, tool trajectory size data Process parameters (main movement and feed velocity, cutti

6、ng depth) and ancillary operations (ATC, spindle rotating direction Coolant switches, tool clamping, loose, etc.) the processing of information, with the words, figures and symbols of code, according to a certain format into processing procedures.CNC machine tool programming process include : analys

7、is of parts drawings, crafts, math, procedures for the preparation of parts, calibration procedures.Process simulation of CNC is a necessary step in the whole CNC, it can test the program, optimal the crafts and improve the efficiency.There are many kinds of tools and we need to choose the right one

8、 according to the need of processing, process arrangement and optimal of efficiency.CNC processing is a really important step. It test the operator of the experiences, operation skills and the ablity to deal with emergency. This paper use the product improvement of WuXi ZhiChen high precision mechen

9、ical LTD as an example to analyse the real processing.Key words: CNC, lathe, programming, simulation, tool, processing 目录1 绪论61.1 数控起源与发展61.2 数控机床的优点71.3 加工机床的介绍71.31、加工机床介绍.8、屏幕划分.10、最重要的软件功能12、操作区域.132 零件加工工艺设计142.1 数控工艺分析.14、加工准备.14、工序划分的主要原则14、数控机床的选择.14、装夹方式和夹具的选择.14、刀具的选择.15、切削用量的选择152.2 零件结构分

10、析.172.3 加工准备.172.4 数控加工技术文件的拟定.18、方案一18 、方案二203 函数曲面宏程序优化.223.1 西门子宏程序的分析.22、西门子宏程序的特点.22、熟悉西门子宏程序的编制223.2 函数曲面的宏程序编程.244 实验仿真.284.1 操作界面.284.2 仿真加工准备.29、选坯.29、选刀及刀具修改.29、便捷的对刀过程.304.3 仿真加工.31、零件一（10SAN-1） 31、零件二（10SAN-2）.31、零件三（10SAN-3）324.4 仿真后处理. 325 实践加工.325.1 加工准备. 33.1、坯料准备 33.2、加工加床选择. 33.3、加

11、工刀具选择. 33.4、加工图纸 35.5、方案一的加工工艺文件及程序编制. 38.6、方案二的加工工艺文件及程序编制. 525.2 加工实物图. 595.3 方案对比. 595.4 梯形螺纹加工优化. 595.5方案拓展 616 谢辞. 64参考文献 651 绪论1.1 数控起源与发展1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世

12、纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。、数控（NC）阶段（19521970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代-电子管；1959年的第二代-晶体管；1965年的第三代-小规模集成电路。、计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此

13、进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故

14、仍称为计算机数控。到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代-小型计算机；1974年的第五代-微处理器和1990年的第六代-基于PC（国外称为PC-BASED）。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而我国仍习惯称数控（NC）。所以我们日常讲的"数控"，实质上已是指"计算机数控"了。1.2 数控机床的优点数控机床采用了计算机数控（ Computerized 

15、Nuinerically Control ）系统，因此也称为计算机数控机床或 CNC 机床。数控机床作为一种新型的自动化机床、在具有高自动程度的同时还具有广泛的通用性。这是因为数控机床都具有以下一些共同的优点：（1）数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。最佳切削参数和最佳走刀路线的合理使用，能够大大地缩短加工时间，提高生产率。（2）数控机床按照程序自动加工，不需要人工干预，而且还可以利用软件进行校正及补偿。因此，使用数控机床进行生产，可以保证零件的加工精度。稳定产品质量。（3）只要改变程序，就能改变数控机床刀具与工件之间的相对运动轨迹，就可

16、以加工不同的零件，使数控加工具备了广泛的适应性和较大的灵活性。从而能够完成很多普通机床难以完成或者不能加工的、具有复杂型面的零件的加工。（4）许多数控机床能够实现生产加工过程中的自动换刀，使得零件一次性装夹之后，数控机床就能完成零件的多个加工部位的加工，真正实现了一机多用，大节省了设备和厂房面积。生产者可以精确计算生产成本，并对生产进度进行合理的安排，从而在一事实上程度上可以加速资金的周转，切实提高经济效益。（5）在一般情况下，数控机床在加工生产过程中不需要特别的专用夹具，普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。与普通机床相比，使用数控机床进行生产时，专用夹具设计制造和存放的费用可以大大的减少。

17、（6）运用数控机床进行生产，能够大减轻工人的劳动强度。1.3 加工机床的介绍本次加工机床采用无锡科技职业学院中德机电学院实训室数控组的CK6141 西门子802c base line数控车床（南通纵横机床 生产）进行本次加工。、加工机床介绍操作界面分三大操作区：LCD显示区、NC键盘区、机床控制面板区。、屏幕划分屏幕中的缩略符分别具有以下含义图中元素缩略符含义1. 当前操作区域MA加工PA参数PR程序DI通讯DG诊断2. 程序状态STOP程序停止RUN程序运行RESRT程序复位3. 运行方式JOG点动MDA手动输入、自动执行AUTO自动方式4. 状态显示SKP程序跳跃跳步的程序段在其段号之前用

18、一斜线表示，这些程序段在程序运行时跳出不执行。DRY空运行轴在运行时将执行设定数据“空运行进给率”中规定的进给值。ROV快速修调修调开关对于快速进给也生效。SBL单段运行此功能生效时零件程序按如下方式逐段解码，在程序段结束时有一暂停，但在没有空运行进给的螺纹程序段时为一列外，在此只有螺纹程序段运行结束后才会产生一暂停。SBL功能只有处于程序复位状态时才可以选择。M1程序停止此功能生效时程序运行到有M01指令的程序段时停止运行。此时屏幕上显示“5停止M00/M01有效”。PRT程序测试（无指令给驱动）1-1000INC步进增量系统处于JOG运行方式时不显示程序控制而是显示所选的步进增量。5. 操

19、作信息1停止；没有NC-Ready23停止；急停生效4停止；报警同时停止5停止；M0/M01生效6停止；单段运行程序段结束7停止；NC-STOP生效8等候；缺少读入使能9等候；缺少进给使能10等候；停留时间生效11等候；缺少辅助功能应答12等候；缺少轴使能13等候；准停窗口未到达1415等候；等待主轴1617等候；进给修调为0%18停止；NC程序段出错192021等候；程序段搜索生效22等候；缺少主轴使能23等候；坐标轴进给值是06 程序名7 报警显示行只有在NC或PLC报警时才显示报警信息。在此显示的是当前报警的报警号以及其删除条件。8 工作窗口工作窗口和NC显示9 返回键软件菜单中出现此键

20、符时表明存在上一级菜单。按下返回键后，不存储数据直接返回上一级菜单。10扩展键出现此键符时表明同级菜单中还有其它菜单功能。按下扩展键后，可以选择这些功能。11软件12垂直菜单出现此符号表明存在其它菜单功能，按下垂直菜单键后，这些菜单显示在屏幕上，并可用光标进行选择。13进给轴速度倍率在此显示当前进给轴的速度倍率。14齿轮级在此显示当前轴的齿轮级。15主轴速度倍率在此显示当前主轴的速度倍率。、最重要的软件功能、操作区域控制器中的基本功能可划分为以下几个操作区域：操作区域转换 使用“区域转换键”可从任何操作区域返回主菜单 连续按两次即可返回以前的操作区域 系统开机后首先键入“加工”操作区 使用加工

21、显示键可以直接进入加工操作区2 零件加工工艺设计本次加工零件为无锡至诚高精机械 的产品改进，通过对主体轴增加特征并配合相应的套，完成三件配合零件的设计与加工。2.1 数控工艺分析、加工准备在数控编程过程中，加工工艺决策是加工能否顺利完成的基础，必须依据零件的形状特点、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，选择最佳的加工方法、合理划分加工阶段、选择适宜的加工刀具、确定最优的切削用量、确定合理的毛坯尺寸与形状、确定合理的走刀路线，最终达到满足加工要求、减少加工时间、降低加工费用的目的。、工序划分的主要原则1、保证加工质量；2、合理使用设备；3、先粗后精；4、先主后次；5、先基准后其他；6、尽

22、量减少换刀次数。、数控机床的选择初步选用普通数控机床本机床适用于成批、小批及单件生产加工圆柱体。学院实训车间西门子802c base line数控车床满足本次零件加工要求。本机床加工圆柱体时机床调整及加工方法与普车加工圆柱体时一样，对典型特征的加工有着一般车床所不能比拟的，特别是椭圆这些非圆弧轮廓。而且是模块化编程，比较方便、容易。、装夹方式和夹具的选择a、夹具的选择数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。2）在成批生产时才考虑采

23、用专用夹具，并力求结构简单。3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。b、夹具的类型数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。数控车床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：三脚夹盘。c、工件装夹方法的选择 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编

24、程时数值计算的简便性和精确性。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。、刀具的选择     刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。    选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削

25、性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上

26、所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。根据对零件图纸的分析，加工所选择的刀具请参看（刀具卡）。、切削用量的选择 数控车床加工中的切削用量包括：背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc（用于恒线速切削）、进给速度vf或进给量f。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。其确定原则与普通车加工相似，具体数值应在数控机床说明书给定的允许的范围内选取，或根据金属切削原理中的规定方法及原则，并结合实际加工经验来确定。a.确定进给速度 

27、0; 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取；在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取；当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20-50mm/min范围内选取；刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削

28、用量，并以指令的形式写人程序中。查阅切削用量手册取每转进给量f，按以下公式计算：f=vf/nb.确定主轴转速1） 光车时主轴转速光车时主轴转速应根据零件被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度vc来确定。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。增大切削速度，可以提高切削效率，减小表面粗糙度值，但却使刀具耐用度降低。因此要综合考虑切削条件和要求，选择适当的切削速度。车削时的切削速度如下表：工件材料硬度/HBS高速钢车刀v/(m/min)硬度合金车刀v/(m/min)45#钢<2251842661502253251236541203254256213675

29、用以下公式计算主轴转速：n = 1000V /d；试中n主轴转速,r/min；v切削速度,m/min；d工件待加工表面直径，mm；计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。 例：若加工的45#钢的经硬度测试为250HBS，加工直径为40mm，加工选用硬度合金车刀。则其加工转速为n=1000x60/（3.14x40）=477.7，我们可以选500 r/min。2）车螺纹时主轴转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹螺距大小、驱动电机的升降频率特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。如大多数普通车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下： n1

30、200/p kn主轴转速，r/min；p工件螺纹螺距或导程，mm；k保险系数，一般为80。     m,总之 ，切 削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。 同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。    切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本

31、的切削用量。总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。2.2 零件结构分析1零件外轮廓由外圆柱面、圆弧面、椭圆面等组成；梯形螺纹、正弦曲线等外轮廓；内孔、内椭圆等内轮廓。2本工序要求完成粗精加工零件各内、外轮廓。2.3 加工准备1装夹方式的选择：采用三爪自定心夹盘。2编程方法的选择：零件需进行掉头加工，编程采用g158循环指令及宏程序编程。3刀具的选择：45°平端面刀；粗精车刀采用35°外圆车刀；粗精车刀采用60°外圆车刀；3mm割刀；内、外螺纹刀；钻头；

32、镗刀；梯形螺纹刀；A2中心钻。2.4 数控加工技术文件的拟定、方案一数控加工工序卡产品名称零件名称零件图号10SAN三件配合10SAN工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间1三爪卡盘CK6141数控实训中心工步号工步内容切削用量刀具备注主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量(mm)编号名称1普车加工3个零件毛坯手动2数控加工零件2平端面保证总长1200T1450平端面刀手动3钻通孔直径25300手动4加工椭圆内孔一侧粗：600精：800T7镗刀5掉头镗孔粗：600精：800T7镗刀6加工内螺纹500T8内螺纹刀7取下工件装夹零件3平端面保证总长1200T1450平端面刀手动8钻

33、通孔直径25300T625钻头手动9镗大孔一侧粗：600精：800T7镗刀10掉头镗孔粗：600精：800T7镗刀11加工内螺纹500T8内螺纹刀12取下工件装夹零件1平端面保证总长1200T1450平端面刀手动13加工椭圆一侧外轮廓，零件伸出60mm粗：600精：800T290o外圆车刀14割退刀槽400 1T3割槽刀3mm15加工外螺纹500T4外螺纹刀16将零件2旋入零件1加工零件2外轮廓粗：400精：600粗:1T935o外圆车刀17掉头加工外轮廓粗：600精：800T290o外圆车刀18 加工外螺纹500T4外螺纹刀19割梯形螺纹退到槽4001T3割槽刀3mm20加工梯形螺纹200螺

34、距6mmT5梯形螺纹刀21旋入零件3加工外轮廓粗：400精：600粗:1T935o外圆车刀22割槽4001T3割槽刀3mm23加工正弦曲线粗：400精：600粗:1精:0.4T935o外圆车刀 编制瞿志江审核批准共 页第 页数控刀具卡片零件名称三件配合零件图号产品名称或代号产品名称或代号10SAN序号刀具号刀具名称及规格数量加工内容刀尖半径（mm）备注1T1450平端面刀1平端面手动2T2600外圆车刀1外轮廓3T3割槽刀1退刀槽刀宽3mm4T4外螺纹刀1外螺纹5T5梯形螺纹刀1梯形螺纹6T625钻头1钻孔手动7T7镗刀1镗内孔8T8内螺纹刀1内螺纹9T9350外圆车刀1正弦曲线编制瞿志江审核

35、陈成共1 页第 1页、方案二数控加工工序卡产品名称零件名称零件图号10SAN三件配合SAN工序号程序编号夹具名称夹具编号工序号程序编号2三爪卡盘2工步号工步内容切削用量刀具备注主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量(mm)编号名称1普车加工3个零件毛坯手动2装夹零件1平端面1200T1450平端面刀手动3钻中心孔1300T10A2中心钻手动4加工椭圆一侧外轮廓，零件伸出60mm粗：600精：800T290o外圆车刀5割退刀槽600 1T3割槽刀3mm6加工外螺纹600T4外螺纹刀7掉头平端面保证总长1200T1450平端面刀手动8钻中心孔1300T10A2中心钻手动9加工外轮廓粗：

36、600精：800T290o外圆车刀10加工外螺纹600T4外螺纹刀11割梯形螺纹退到槽6001T3割槽刀3mm12加工梯形螺纹200螺距6mmT5梯形螺纹刀13取下零件1，数控加工零件2平端面保证总长1200T1450平端面刀手动14钻通孔直径25300手动15加工椭圆内孔一侧粗：600精：800T7镗刀16掉头镗孔粗：600精：800T7镗刀17加工内螺纹500T8内螺纹刀18取下工零件2装夹零件3平端面保证总长1200T1450平端面刀手动19钻通孔直径25300T625钻头手动20镗大孔一侧粗：600精：800T7镗刀21掉头镗孔粗：600精：800T7镗刀22加工内螺纹500T8内螺纹

37、刀23将零件2旋入零件1加工零件2外轮廓粗：400精：600粗:1T935o外圆车刀一夹一顶24掉头旋入零件3加工外轮廓粗：400精：600粗：粗:1T935o外圆车刀一夹一顶25割槽6001T3割槽刀3mm26加工正弦曲线粗：400精：600粗:1T935o外圆车刀 编制瞿志江审核陈成共 1 页第 1页数控刀具卡片零件名称三件配合零件图号产品名称或代号产品名称或代号10SAN序号刀具号刀具名称及规格数量加工内容刀尖半径（mm）备注1T1450平端面刀1平端面手动2T2600外圆车刀1外轮廓3T3割槽刀1退刀槽刀宽3mm4T4外螺纹刀1外螺纹5T5梯形螺纹刀1梯形螺纹6T625钻头1钻孔手动7

38、T7镗刀1镗内孔8T8内螺纹刀1内螺纹9T9350外圆车刀1正弦曲线10T10A2中心钻1钻中心编制瞿志江审核陈成共1 页第 1页3 函数曲面宏程序优化3.1 西门子宏程序的分析、西门子宏程序的特点 宏程序的特点主要就是可以使用变量，并可通过变量进行运算，有时宏程序也叫参数编程，大大拓宽了传统数控编程的局限性，而且常用的循环指令都是通过宏程序来实现的，如能掌握一些宏程序的编制方法就可以帮助我们实现对数控系统的二次开发。 、熟悉西门子宏程序编制西门子宏程序的组成往往是以下指令及符号:a.计算参数R0 R99-可自由使用；R100 R249-加工循环传递参数（如程序中没有使用加工循环，这部分参数可

39、自由使用）；R250 R299-加工循环内部计算参数（如程序中没有使用加工循环，这部分参数可自由使用）b.标记符功能 标记符用于标记程序中所跳转的目标程序段，用跳转功能可以实现程序运行分支。标记符可以自由选取，但必须由2-8个字母或数字组成，其中开始两个符号必须是字母或下划线。跳转目标程序段中标记符后面必须为冒号。标记符位于程序段段首。如果程序段有段号，则标记符紧跟着段号。在一个程序中，标记符不能有其它意义。c.绝对跳转 功能 NC程序在运行时以写入时的顺序执行程序段。程序在运行时可以通过插入程序跳转指令改变执行顺序，跳转目标只能是有标记符的程序段，此程序段必须位于该程序之内。绝对跳转指令必须

40、占用一个独立的程序段。输入形式：GOTOF  Label ；向前跳转（程序结束方向）GOTOB  Label ；向后跳转（程序开始方向）Lable： 所选的标记符d、有条件跳转 功能 NC程序在运行时以写入时的顺序执行程序段。程序在运行时可以通过插入程序跳转指令改变执行顺序，用IF条件语句表示有条件跳转，如果满足跳转条件（也就是值不等于零）则进行跳转。跳转目标只能是有标记符的程序段，此程序段必须位于该程序之内。有条件跳转指令要求一个独立的程序段。输入形式：IF 条件  GOTOF  Label；向前跳转（程序结束方向）IF 条件

41、60; GOTOB  Label；向后跳转（程序开始方向）Lable： 所选的标记符条件：作为条件的计算参数，计算表达式e.比较运算 表1-1运 算 符含 义=等于<>不等于>大于<小于>=大于或等于<=小于或等于比较运算结果有两种，一种为“满足”，一种为“不满足”。“不满足“时运算结果为零。具体的编程实例可参考前面程序。f.数学运算符表1-2符 号含 义示 例+加法R1=R2+2-减法R5=R5-2*乘法R1=R3*2/除法R1=20/R4（）圆括号R6=(R1+5)/2g.数学函数表达式表1-3函 数含 义示 例备 注SIN( )正弦R1=SI

42、N(30)角度计算单位为度COS( )余弦G00 Z=COS(R2)角度计算单位为度TAN( )正切R5=TAN(R1)角度计算单位为度SQRT( )平方根R1=SQRT(R2+R3)ABS( )绝对值R1=ABS(R3)TRUNC( )取整R6= TRUNC(2.33)3.2 函数曲面的宏程序编程椭圆的宏程序编程基本思路当加工非圆轮廓曲线时，往往采用拟合处理，即采用短直线或圆弧近似替代非圆曲线。非圆曲线拟合的方法很多，其中等步距（步距可以是线段，也可以是角度）法短直线拟合由于数学算法与程序编制都比较简单，所以应用较广。a） Z向步距 b）X向步距图1 非圆曲线等线段步距法短直线拟合图2 非圆

43、曲线参数方程等角度步距法短直线拟合椭圆的程序编制可能是大多数数控学习者学习宏程序编制首要解决的。在宏程序学习中，椭圆一般出现的形式有：长轴在Z向；长轴在X向；长轴在角度上（即旋转椭圆）。它们的编程方式有两种：标准方程（等线段步距法）；参数方程（等角度步距法）。a.长轴在Z 向上图3从图3中我们可以看出椭圆上的O点可以用几何方法将它求出。Ox= a×COS（n） Oy= b×SIN（n）将其转换到加工程序中就是：X=2×Oy=2 b×SIN（n）（直径）Z=Ox= a×COS（n）注意：如果从O点以后开始加工，千万注意椭圆的起始角是n，而不是m，

44、这是非常容易产生错误的。b.长轴在X向上如果知道了长轴在Z向上，就很容易知道长轴在X向上的几何方法。X =2 b×COS（n）（直径）Z= a×SIN（n）c.旋转椭圆图4三角形ODG旋转之后为三角形OCE所以OD=OE CE=DG(OD、DG为标准椭圆的X和Y坐标)X/2=AC=AB+BC=FE+BC=OE×SIN(W)+CE×COS(W)=OD×SIN(W)+DG×COS(W)= a×COS（n）×SIN(W) + b×SIN（n）×COS(W)Z=OF-AF=OE×COS(W)-

45、CE×SIN(W)=OD×COS(W)-DG×SIN(W)= a×COS（n）×COS(W)- b×SIN（n）×SIN(W)注：以椭圆离心角作为步距短直线拟合椭圆时，只有当椭圆的起点与终点均属于方程坐标轴上点时，才可以直接使用椭圆起始、终止位置的离心角。即使是这样加工出的椭圆轮廓与理想轮廓还是存在一定误差，这是由于椭圆的参数方程计算椭圆上的各点的坐标存在误差造成的。当椭圆起始或终止位置的离心角为任意角度时，其理论轨迹坐标与实际坐标点存在一定角度偏差，如图5所示。图5 椭圆极坐标方程计算轨迹偏差图4 实验仿真在学习数控编程时，往往我们会采用仿真先试一下程序的正确性与程序的优化，这样我们可以把加工准备工作做到完善。此次加工仿真器采用斯沃数控仿真，此仿真器应用较为广泛，仿真效果良好，能高效快速的玩成仿真加工任务。是数控学习过程中必不可少