数控技术及应用专业 毕业设计任务书
(5)、分支不能直接跳转到循环体内 WHILE [?] DO1; ?
IF [?] GOTO n; ? END1; Nn ? ;
§1.4宏程序的应用
1、 通过下边的程序来看宏程序的应用方法
主程序：O0010 G40 G90 G92 X0 Y0 Z0 ; 确定坐标系;
N10 G65 P0002 A60 B80 C100 ; 调用宏程序并赋初值; N20 M30 ; 程序结束; 子程序：O0020 G01 X#1 Y#2 F[#3+#1] ; 子程序运行; N10 M99 ; 返回主程序;
上边的程序是将宏程序以调用子程序的方式来实现。在主程序第N10段使用调用宏程序指令G65，并为变量赋初值。A、B、C都是子程序中的变量，A代表子程序中的变量#1，#1赋值为60，B代表子程序中的变量#2，#2赋值为80，C为子程序中的变量#3，#3赋值为100。当程序执行到主程序中G65时，会自动执行子程序，当执行到子程序中X#1时，为自动调用主程序中为其赋的值60，X#1也就相当于X60，Y和F也同样。
在使用表达式代表变量时，要用括号将表达式括起来，如以上程序中的F[#3+#1]。 2、 用自变量的自加功能实现循环
对于一个程序中某些程序段，因需要进行循环时，只用一个自变量自加功能及IF语句配合跳转语句即可完成。比如下边的程序：
N10 G90 G01 X10 ; N20 G91 Y10 ; N30 X15 Y50 ; N40 G90 X0 Y0 ;
如果想要将第N20和N30段作为循环体进行循环，只用在第N30段与第N40段加入以下程序段：
#1＝#1＋1 ;
IF[#1LT2]GOTO20 ;
即可实现循环。如果要循环10次，只用更改IF语句为： IF[#1LT10]GOTO20
就可以轻松的实现循环10次，其中#1的初值可以省略。IF的意思为“如果”。上面IF语句的中文意思为：‘如果变量#1的值小于10，那么跳转到第N20段程序’，如果不小于10，那么程序向下执行。
3、 加工一椭圆，来说明宏程序的优越性。椭圆长轴为100，短轴为50（如图1）。
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Y50－XOX－Y100 图1
加工路线为O → X → Y → －X → －Y → X → O，假如现在要加工内形，它的刀具轨迹如下图（图2）
图2
用普通算点的方法来加工这个椭圆显然是不科学的，如果采用编程软件（如MASTERCAM）来生成这个程序的话（设使用Φ10的铣刀，步距取1mm），那么程序长度将在400段左右，对于程序本身的阅读和修改都不是很方便 ，而且也会过多的占用计算机的内存。使用宏程序的话，那么很轻意的就可以解决这个问题，程序如下：
O0001 G92 X0 Y0 Z0 S1200 M03 ; 确定坐标系; N10 G01 G41 X50 ; 图1中OX距离;
N20 #1=0 ; 将角度设为自变量，赋初值为0; N30 X[50*COS[#1]] Y[25*SIN[#1]] F200 ; XY轴联动的步距; N40 #1=#1＋1 ; 自变量每次自加1O;
N50 IF[#1LT360]GOTO30 ; 如果变量自加后不足360度，则 转到第30段执行，否则执行下一段;
（30前不用加行号N）
N60 GO G40 X0 ; 撤消刀补，回到起点 N70 M30 ; 程序结束。
只用很简单的几段程序就可以完成椭圆的加工，在程序中第N20段其实也可以省略，通过上例可以看出，改变刀具流向的程序只有第N30段，这一段也就是椭圆的参数方程。在这个程序中，角度是自变量，每执行到第N40段时，角度自加一度，直至到达360度自动跳转到第N60段。如果我们将自变量的角度改变为0.1度，那么只用改变第N40段为：#1＝ #1＋0.1，椭圆的精度提高了很多，步距减小了很多，可它的程序长度并没有因此而改变。即使要将此椭圆轮廓加工多次，至多也只用加两循环语句而已。
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上面的程序是依照椭圆的标准参数方程得到，如果依照标准参数方程编写宏程序，那么同样只用短短的几段程序即可以加工出另外的一些曲线。比如：正圆、渐开线、摆线等。有一些非圆曲线虽然没有标准的参数方程，但我们仍可以利用作图法的规律很容易的求出最接近它们的形状，如抛物线，阿基米德螺旋线、正弦曲线等。还有，比如加工圆球类、锥台类、大面积渐近去余量等等都可以使用宏程序，这里不再一一举出。特别值得一提的是，目前有许多回转工作台不支持刀具补偿功能，但是如果运用宏程序，很轻松的就可以弥补这个制造缺陷。
第二章 宏程序车削循环
数控车削加工编程的对象是简单的二维图形，车削系统已经提供了非常全面的从粗
车到精车的各类功能指令，指令格式简单且实用。对于边廓以直线、圆弧为主的常规零件加工，大多采用手工编程的方法，宏编程技术的优势在车削加工中主要表现在非圆曲线边廓的处理上。
FANUC的宏编程只能在非圆曲线轮廓的精车时独立使用，且不能为G71~G73的粗车
提供参考边廓数据，而HNC精车的程序段若用宏编程，其计算的数据可提供给G71~G73作边廓参考依据，这使得HNC的车削宏编程技术更具实用性。
使用主、子程序调用的宏编程技术，在调用子程序时可通过宏变量传递参数的功能，
易于实现子程序的模块化，整个程序修改起来更简单，程序通用性得到了增强。
利用宏编程技术实现如图2-2所示的零件的加工
图2-2
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§2.1 数学分析
建立工件坐标系及相应参数设置如图2-1所示：
抛物线直线椭圆图2-1
1.求直线方程
X2由抛物线方程Z=－得：X=+2?Z
4故A点X坐标值XA=+2?U 又B点坐标（X，Z）为（D，V） 则直线AB斜率K为：K=
XB?XAD?2?U=
V?UZB?ZA设AB直线方程为：X=KZ+h
坐标（X，Z）为（D，V）得：D=KV+h 所以：h=D-KV=D－
D?2?UV
V?U2． 求椭圆方程 椭圆中心坐标为：（V，D+b）
Z2X2由椭圆方程：2?2=1
ab(Z?V)2(X?D?b)2得椭圆在图2-1所示坐标系中方程为：??1 22ab
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§2.2数学建模
根据零件图，我们用数学的方式来分析一下，本利利用宏编程技术的编程思路是用无数段直线逼近轮廓线，把零件划分为四段，此程序以Z为变量，X为函数，各段数模求法如下：
1. 当U?Z?0时由抛物方程得：X=2?Z
2. 当V?Z (Z?V)2(X?D?b)23. 当V－a?Z a2b2故 ： X=－b1?(Z?V2)?D?b a4. W?Z §2.3变量设置 1、为了使程序变量与子程序变量协调起来，即使系统能将当前程序段各字段的内容拷贝到宏执行的局部变量，故在变量设置时，一定要满足宏程序子程序的调用的参数传递规则。 本程序在编写过程中所用到的主要宏程序调用传递的字段参数如下： 宏程序局部变量 #20 #21 #22 #3 #0 #1 #2 宏程序调用时所传送的字段名或系统变量 U V W D A B C 2、此程序中所用到的主要变量及其表达意义如下： 变量名称 #10 #11 #41 #42 #40 Z坐标 X坐标 直线AB的斜率K 直线AB的截距h A点X坐标值 即2?U 变量意义 12