華中數(shù)控車削系統(tǒng)拋物線宏程序編制實(shí)例解析應(yīng)用宏程序變量編程加工可以用函數(shù)公式來(lái)描述工件的輪廓或曲面，是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一個(gè)重要的新功能和新方法，也是數(shù)控生產(chǎn)加工及數(shù)控技能競(jìng)賽的主要知識(shí)點(diǎn)之一。本文以華中世紀(jì)星HNC-21T數(shù)控車削系統(tǒng)為平臺(tái)，介紹拋物線宏程序的編制方法，通過(guò)實(shí)例研究宏程序編程的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)例程序可作為模板推廣使用。在數(shù)控車床中，加工對(duì)象主要為各種類型的回轉(zhuǎn)面，其中對(duì)于圓柱面、錐面、圓弧面和球面等的加工，可以利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令完成，而對(duì)于橢圓、拋物線等一些非圓曲線構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體，加工起來(lái)具有一定的難度。數(shù)控系統(tǒng)本身提供的直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)不能直接用于非圓曲線回轉(zhuǎn)面的加工，因此，在數(shù)控機(jī)床上對(duì)橢圓、拋物線的加工大多采用小段直線或者小段圓弧逼近的方法來(lái)編制加工程序。在本文中選用華中世紀(jì)星HNC-21T數(shù)控車削系統(tǒng)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)和技能大賽訓(xùn)練對(duì)車削拋物線輪廓的宏程序的編制方法進(jìn)行探討，希望各位讀者能多提寶貴意見(jiàn)。一、華中宏程序的介紹使用變量編制可進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，并能控制程序段流向的程序，稱為用戶宏程序。在數(shù)控車削中，使用用戶宏程序可方便地實(shí)現(xiàn)二次曲線（橢圓、拋物線等）的二維編程加工、孔口倒角編程加工等，可簡(jiǎn)化程序，提高編程效率，最大限度地發(fā)揮手工編程的優(yōu)勢(shì)。華中世紀(jì)星HNC-21T數(shù)控車削系統(tǒng)為用戶配備了強(qiáng)有力的類似于高級(jí)語(yǔ)言的宏程序功能，用戶可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)的混合運(yùn)算，此外宏程序還提供了循環(huán)語(yǔ)句、分支語(yǔ)句和子程序調(diào)用語(yǔ)句，利于編制各種復(fù)雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時(shí)進(jìn)行繁瑣的數(shù)值計(jì)算，以及精簡(jiǎn)程序量。常用的語(yǔ)句有以下兩種。（1） 條件判別語(yǔ)句IF，ELSEo①IF條件表達(dá)式…ELSE...ENDIF;②IF條件表達(dá)式…ENDIFo（2） 循環(huán)語(yǔ)句WHILE：WHILE條件表達(dá)式...ENDW。本文實(shí)例采用WHILE語(yǔ)句編程。二、公式曲線宏程序編制的基本步驟宏程序在實(shí)際編制過(guò)程中，根據(jù)編程者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)儲(chǔ)備及習(xí)慣等因素會(huì)略有不同，本文提供的宏程序編制基本步驟供讀者參考學(xué)習(xí)。（1）根據(jù)給定的標(biāo)準(zhǔn)方程選定自變量并確定變量范圍。1） 公式曲線中的X和Z坐標(biāo)均可以選定為自變量，一般我們選擇變化范圍較大的一個(gè)。2） 根據(jù)表達(dá)式方便情況來(lái)選定X或Z為自變量。如圖1所示，公式曲線表達(dá)式為Z=-X2/12，將X選為自變量比較合適。如選Z還需要表達(dá)式變換，二次開(kāi)方表達(dá)不太方便。3）自變量選定以后，我們還要確定其變量的范圍值。圖1自變量為X，半徑變化值從6到12，其他實(shí)例變量值的選取再做具體分析。（2） 根據(jù)給定的標(biāo)準(zhǔn)方程確定因變量相對(duì)于自變量的表達(dá)式。圖1中，拋物線在工件坐標(biāo)系中的標(biāo)準(zhǔn)方程表達(dá)式為:Z=-X2/12,自變量為X，因變量為Z，則Z的表達(dá)式為：Z=-X2/12，正負(fù)號(hào)的選取與拋物線凸凹有關(guān)。（3） 根據(jù)給定的標(biāo)準(zhǔn)方程確定相對(duì)于工件坐標(biāo)系的偏移量。在實(shí)際加工過(guò)程中，我們遇到的公式曲線位置存在多種形式，如公式曲線的中心點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合、公式曲線的中心點(diǎn)與Z軸或X軸重合、公式曲線的中心點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的任意位置以及公式曲線的凸凹形狀等，這就要求我們?cè)诰庉嫵绦虻臅r(shí)候考慮曲線中心點(diǎn)與工件坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系。在圖1中，拋物線Z向中心點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移量為正向3，在程序段“G01X[2*#1]Z[3+#2]”體現(xiàn)出Z向的偏移量。對(duì)于其他中心點(diǎn)位置曲線參看實(shí)例分析。（4） 編制程序。相關(guān)的表達(dá)式和變量因素值已經(jīng)確定，我們準(zhǔn)備編制程序。車床回轉(zhuǎn)體類零件加工存在大的毛坯余量，我們采用G71循環(huán)指令與宏程序嵌套完成曲面加工。三、公式曲線宏程序編程的具體應(yīng)用實(shí)例解析1.Z向偏移凸拋物線零件加工%0001N10G90G94N20T0101M03S800N30G00X80Z80N40X31Z3N50G71U1.5R1P90Q200X0.5Z0.1F200N60G00X80Z80N70M03S1500F100N80G42G00X31Z3N90G01X12N100Z0N110#1=6;X向起始點(diǎn)半徑值N120#2=-3;Z向起始點(diǎn)（相對(duì)于拋物線頂點(diǎn)）N130WHILE#1LE12;判斷是否走到X向終點(diǎn)（相對(duì)于拋物線中心的數(shù)值）N140G01X[2*#1]Z[3+#2];直線插補(bǔ)，逼近拋物線輪廓（此處要考慮中心點(diǎn)的偏移量）N150#2=-[#1*#1]/12;因變量Z向值N160#1=#1+0.1;步距0.1，即Z值遞減量為0.1，此值過(guò)大影響形狀精度，過(guò)小加重系統(tǒng)運(yùn)算負(fù)擔(dān)，應(yīng)在滿足形狀精度的前提下盡可能取大值N170ENDWN180G01Z-40N190G01X30N200Z-50N210G40G00X80Z80N220M05N230M30采用VNUC數(shù)控仿真軟件模擬加工，結(jié)果如圖2所示。上述實(shí)例我們?cè)谇懊嬉炎龊?jiǎn)要分析，下面擴(kuò)展實(shí)例可供大家交流學(xué)習(xí)。2.X、Z向均有偏移凹拋物線零件加工如圖3所示，該零件在編程時(shí)，我們可以套用實(shí)例1的編程格式，兩者區(qū)別在于拋物線形狀的凸凹、中心點(diǎn)的偏移位置及變量起止點(diǎn)的計(jì)算。#1=12.5;X向起始點(diǎn)半徑值（根據(jù)拋物線中心點(diǎn)及開(kāi)口方向計(jì)算得到）#2=15.626;Z向起始點(diǎn)（相對(duì)于拋物線頂點(diǎn)）WHILE#1GE4；判斷是否走到X向終點(diǎn)（相對(duì)于拋物線中心的數(shù)值）G01X[40-2*[#1]]Z[#2-25.626];直線插補(bǔ)，逼