摘要：在科学技术水平显著提升的背景下，数控编程加工技术愈发先进，相关软件技术越来越成熟，使得一些技术人员对软件的依赖性逐步加强，遇到编程就采用软件，缺乏针对性，忽略了手工编程，无法充分发挥手工编程的作用和价值。宏程序就是典型手工编程，具有编程自由、程序可控、程序简短等优势。本文就以此为研究重点，着重探讨了宏程序在数控编程中的应用技巧，希望能为相关行业人员提供些许参考。
关键词：宏程序；数控编程；程序号；应用技巧
引言
随着现代制造技术的发展,数控加工越来越普及。很多人认为：“软件编程始终要代替手工编程”。那数控系统为什么还要配置宏程序这些功能呢？这说明宏程序还是很有利用价值的，特别是在一些小型的工厂，电脑设备和相关条件不足的情况下。用普通的程序编程工作量大、烦琐、修改程序麻烦、容易出错，而用宏程序编程，特别是一些相类似的程序，就可以明显的体现出来优势工作量小、简单、只要修改相应的参数可以了，可以得到事半功倍的效果。
1宏程序与普通程序的区别
普通编程按照预定路线轨迹，利用相对简单的指令代码功能来编程。相对这些简单的指令，往往不能满足个别复杂的加工。因此，系统提供了宏程序功能的选项，使操作者进一步扩展机床。普通程序只能使用常量编程，且常量与常量不可计算。而宏程序使用变量，并对变量赋值和计算，变量之间可以根据程序中给出的表达式进行计算。如果是一个曲线图，那么手工编程与自动编程所生成出来的程序多数是直线逼近曲线。宏程序只要在工件的形状不发生改变、尺寸改变的条件下，相对应的改动变量与公式就可以了。而普通的编程就做不到这一点，一个程序只能描述一个几何形状。相对宏程序，明显缺乏灵活性与适用性。宏程序编程相对自动生成出来的程序更简短。按照工件的简易程度来区分，自动编程所生成出来的程序往往是宏程序的几十倍至几百倍不同。程序越多，加工的时间也就越多。同理，自动编程所生成出来的程序加工时间相对也就比宏程序的更长一些。自动编程所生成出来的程序在某些工件的加工精度上没有宏程序的精度高。比如说椭圆，自动编程生成的程序多数采用的是直线逼近曲线。都是由很小的一段斜线链接而成。首先，它受CAD/CAM软件建模时的计算精度与不同软件之间CAD图档的转换精度的影响。其次，受自动编程软件在生成NC刀具轨迹是的计算精度影响。最后，处理环节有时也会对其有所影响。
2变量
一般数控程序可以直接用G代码和数值来指定刀具移动距离，使用宏程序编写数控程序时，数值可以用变量的形式指定。（1）变量的表示方法。一个变量由符号“#”和变量号组成，例：#i(i=1，2，3， )。变量号可以用表达式的方式指定。如果用表达式指定，表达式必须封闭在方括号中，例：#[#1+#2+35]。（2）变量的引用方式。如果在数控加工程序中要定义变量值时，应该指定变量号的地址。例：G01X[#100]Y[#101]F[#102]。当#100=50，#101=100，#102=60时，上面这句程序即表示为G01X50Y100F60。（3）变量的赋值方法。赋值就是将一个数值赋予一个变量。例如#2=1，表示#2的值是1。其中#2代表变量，1就是给变量#2赋的值。这里“=”是赋值符号，起语句定义的作用。
3宏程序的主要优点
（１）普通的数控加工程序只允许使用常量，例如加工圆形轨迹只能用很多点来采用逐步逼近的方式，使得工件由不规则形状逐渐向圆形靠拢，对于精度高的工件就需要算出更多的点，让编程人员花费大量时间。宏程序只需要将变量和公式写入编程中，通过指令控制，自动进行计算加工。（２）普通程序的常量不能进行相互计算，而宏程序变量可以计算，并且还有判断和跳转功能。（３）对于自动编程的程序来说，经常一个简单的零件由软件自动编程出来的程序非常复杂，且不能跳转、循环等。（４）宏程序的容量小，机床的反应速度快，加工效率高。由于宏程序多采用跳转、循环等功能指令，其程序较短。机床在执行宏程序时，数控系统的计算机可以直接进行插补运算，加上电机和数控机床的反应迅速，加工效率高。在数控加工中，宏程序通过编辑子程序和使用全局变量来控制改变刀具路径和刀具位置；在编程时，不必要记住用户宏程序功能主体所含的具体指令，只要记住用户宏程序功能指令即可，同时在修改同类型的程序中，也只需要修改很少部分的变量即可。宏程序具有模块化的思想和条件，编程时只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块化加工程序设计，应用时也只需要把零件信息、加工参数输入到相应的模块调用语句中，能使编程人员从繁琐的、重复的编程工作中解脱出来，使得编程效率和生产加工效率得到有效提高。
4宏程序在数控编程中的应用技巧
以喇叭弹波切边模粗加工数控编程为例，探讨宏程序在数控编程中的应用技巧。喇叭弹波在加工厂之前，只是一块四方构件，数控机床加工后，需要做成圆形，要加工成如图 1 所示。如果采用软件自动编程，只要尺寸发生变化，就需要重新修改编程，甚至重新编写程序，操作比较麻烦。但通过宏程序可有效降低数控编程的复杂性，比如:当喇叭弹波的尺寸发生变化时，只需要更改几个数值即可完成。宏程序在数控编程中的应用技巧为:在进行宏程序编写之前，必须先对加工零部件进行分析，有一个整体认识，掌握零件的几何形状，找到共同点和不同点，在具体编程时，将共同点设定为局部变量，这一点也是编写宏程序的重中之重和关键技巧。比如:在进行喇叭弹波加工时，先根据喇叭弹波的特性和几何尺寸，确定加工工艺，主要分为四个步骤:第一步，喇叭弹波加工部分采用R98～R26的型腔。第二步，控制加工深度在0～-20的位置。第三步，确定加工几何形状，为圆形。第四步，切除余量部分。在按照上述步骤合理编写宏程序，以型腔的半径变化和加工深度变化作为变量，在对喇叭弹波的尺寸进行赋值。宏程序的编写内容包括:O0001表示程序号;#1=0．5表示每次加工深度的依次递减量;#2=-0．5表示加工深度的起始值;#3=-20表示数控机床加工的最大深度;#4=26表示最小型腔的半径;#5=96表示零部件加工中最大型腔的半径;#6=10表示加工刀具的半径值等。宏程序在数控编程中的应用过程，其实就是走刀的路线，符合加工的要求，则表明所选择的路径是正确的。喇叭弹波的规格不同，大小不一，切边磨具也存在较大的差异。如果采用不同的程序，当尺寸发生变化时，需要重新编写程序，而宏程序通常只需要修改几个变化值即可。比如:如果深度发生变化，则只需要更改#3的值就可以完成，型腔发生变化时，通常只需要更改#4和#5的值就能可以，应用起来非常方便。
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图 1 弹波切边模粗加工图
结语
目前，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一，利用宏程序编程，不仅能简化程序，而且能降低程序出错率，缩短辅助时间，从而提高企业的经济效益和生产水平。在自动编程不断发展的今天，手工编程也一直没有被取代，宏程序作为手工编程的标志，一直被运用、简化和升级，从而不断地将宏程序的优势发挥到极致。
参考文献
［1］崔瑞波．数控铣床／加工中心编程训练图集［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１５.
［2］王增杰.数控加工工艺编程与操作［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
［3］赵东泉．基于宏程序在数控加工中编程及应用研究［J］．装备制造技术，2014(12)．