計算機程式設計畢業論文
計算機程式設計畢業論文
計算機程式設計專業的同學們，大家畢業時，應該要書寫一份專業論文。以下是小編精心準備的淺談宏程式程式設計論文，大家可以參考以下內容哦！
淺談宏程式程式設計
摘 要：隨著現代製造技術的發展和數控機床的日益普及，數控加工得到廣泛的應用，越來越多的人正在學習和使用數控程式設計。目前在我國的數控行業中，對於簡單的二維加工程式設計，大多數人習慣使用手工程式設計（這裡所指的手工程式設計實際是指普通程式程式設計），而對於曲面類的零件加工一般都是使用自動程式設計（此處所指的自動程式設計主要是指CAD/CAM軟體自動程式設計）來實現的，而使用宏程式程式設計的人少之又少，甚至有人根本不知道。那麼宏程式是什麼呢？宏程式到底有什麼作用呢？本文就此問題進行討論。
關鍵詞：普通程式程式設計 宏程式程式設計 CAD/CAM軟體程式設計
1 數控程式設計的種類和概念
數控程式設計一般分為兩類：即手工程式設計和CAD/CAM自動程式設計，採用哪種程式設計方法應根據具體的零件加工形狀的難易程度而定。
1.1 手工程式設計
手工程式設計就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數值計算、編寫零件加工程式單、程式輸入數控系統到程式校驗都由人工完成。手工程式設計又可分為普通程式程式設計和宏程式程式設計。所謂普通程式程式設計，其實是相對於宏程式程式設計而言的，它是大多數人經常使用的手工程式設計方法，這種程式設計方法是使用ISO程式碼或其它標準程式碼指令程式設計，每個程式碼的功能是固定的，由系統生產廠家開發，使用者只需也只能按照規定程式設計，所有的引數座標都是事先定好的。但有時候這些固定格式的指令不能滿足使用者靈活的需求，如圖1所示的孔系，如果加工時孔的數量、分佈直徑等隨時依據情況變化時，使用固定座標的程式顯然不夠靈活。因此，數控系統提供了使用者宏程式，使程式設計更具靈活性。
1.2 CAD/CAM自動程式設計
CAD/CAM自動程式設計也叫計算機輔助數控程式設計，它是以待加工零件CAD模型為基礎的一種集加工工藝規劃及數控程式設計為一體的'自動程式設計方法。它的程式設計過程是藉助於自動程式設計軟體，在電腦上進行零件加工建模，選擇機床和刀具，確定刀具運動方式、切削加工引數，自動生成刀具軌跡和程式程式碼。最後經過後置處理，按照所使用機床規定的檔案格式生成加工程式。透過序列通訊的方式，將加工程式傳送到數控機床的數控單元。目前主要自動程式設計軟體有UG、Cimatron、MasterCAM、CATIA、CAXA等。
2 宏程式程式設計和普通程式程式設計的比較
2.1 程式比較
使用者宏程式和普通程式存在一定的區別，表1是它們的簡要對比。
2.2 功能比較
普通程式程式設計對於較簡單的二維加工具有靈活、方便、快捷的優點，但對於某些二維加工卻顯得臃長，如用數控銑床加工圖2所示的平底圓槽，假設現有銑刀為Φ16，由外向里加工，行距為12 mm，只加工一層2 mm深，下面按FANUC0i系統分別用普通程式和宏程式進行程式設計。
普通程式程式設計如下：
00001 M03S800
G54G90G00X52.Y0Z100 Z5
G01Z-2F40 G02I-52F200
G01X40 G02I-40
G01X28 G02I-28
G01X16 G02I-16
G01X4 G02I-4
G00Z100 M30
宏程式程式設計如下：
00002 G01X#1F200
M03S800 G02I[-#1]
G54G90G00X52Y0Z100 #1=#1-12
Z5 END 1
G01Z-2F40 G00Z100.
#1=52 M30
WHILE[#1 GT 6] DO 1
由上面可以看出，宏程式程式設計要比普通程式程式設計顯得簡潔、靈活，因為若隨著加工圓槽的半徑變大、刀具半徑變小，普通程式程式設計的程式會越來越長，修改也很不方便，而宏程式程式設計的程式不會變長，只要改變幾個相應的引數，或把這幾個引數也設為變數將更加簡便。
另外，對於一些有規律的可以用公式表達的曲線或曲面，普通程式程式設計是望塵莫及的，而宏程式程式設計更顯出其獨特的優勢。如圖3所示的橢圓槽加工，普通程式程式設計難以完成，而用宏程式程式設計則較容易。
假設現有銑刀為Φ8，由外向里加工，行距為6 mm，只加工一層2 mm深，下面按FANUC0i系統用宏程式進行程式設計。
宏程式程式設計： WHILE[#1 LE 360]DO 1
O0003 #4=#2*COS[#1]
M03S800 #5=#2*SIN[#1]
G54G90G00X36Y0Z100 G01X#4 Y#5F200
Z10 #1=#1+1
G01Z-2F40 END 1
#2=36 #2=#2-6
#3=26 #3=#3-6
WHILE[#3GE 0]DO 2 END 2
G01X#2F200 G00 Z100
#1=0 M30
3 宏程式程式設計的特點
宏程式程式設計的最大特點，就是將有規律的形狀或尺寸用最短的程式表示出來，具有極好的易讀性和易修改性，編寫出的程式非常簡潔，邏輯嚴密，通用性極強，而且機床在執行此類程式時，較執行CAD/CAM軟體生成的程式更加快捷，反應更迅速。
宏程式具有靈活性、通用性和智慧性等特點，例如對於規則曲面的程式設計來說，使用CAD/CAM軟體程式設計一般都具有工作量大，程式龐大，加工引數不易修改等缺點，只要任何一樣加工引數發生變化，再智慧的軟體也要根據變化後的加工引數重新計算道刀具軌跡，儘管計算速度非常快，但始終是個比較麻煩的過程。而宏程式則注重把機床功能引數與程式語言結合，而且靈活的引數設定也使機床具有最佳的工作效能，同時也給予操作工人極大的自由調整空間。 從模組化加工的角度看，宏程式最具有模組化的思想和資質條件，程式設計人員只需要根據零件幾何資訊和不同的數學模型即可完成相應的模組化加工程式設計，應用時只需要把零件資訊、加工引數等輸入到相應模組的呼叫語句中，就能使程式設計人員從繁瑣的、大量重複性的程式設計工作中解脫出來，有一勞永逸的效果。
另外，由於宏程式基本上包含了所有的加工資訊（如所使用刀具的幾何尺寸資訊等），而且非常簡明、直觀，透過簡單地儲存和呼叫，就可以很方便地重現當時的加工狀態，給週期性的生產特別是不定期的間隔式生產帶來了極大的便利。
4 宏程式和CAD/CAM軟體生成程式的加工效能比較
任何數控加工只要能夠用宏程式完整地表達，即使再複雜，其程式篇幅都比較短，一般很少超過60行，至多不過2KB。
一方面，宏程式天生短小精悍，即使是最廉價的數控系統，其內部程式儲存空間也會有10KB左右，完全容納得下任何複雜的宏程式，因此不像CAD/CAM軟體那樣需考慮機床與外部電腦的傳輸速度對實際加工速度的影響問題。
另一方面，為了對複雜的加工運動進行描述，宏程式必然會最大限度地使用數控系統內部的各種指令程式碼，例如直線插補G01指令和圓弧插補G02/G03指令等。因此機床在執行宏程式時，數控系統的計算機可以直接進行插補運算，且運算速度極快，再加上伺服電機和機床的迅速響應，使得加工效率極高。
而對於CAD/CAM軟體生成的程式，情況要複雜得多。
再舉一個簡單的例子，如用銑刀以螺旋方式加工內圓孔，使用宏程式不僅非常簡短，而且機床實際執行時，執行進給速度F=2000 mm/min都可以保持非常均勻、快速的螺旋運動；而在Cimatron軟體中，即使透過使用外部使用者功能生成相似的刀具軌跡，但刀具軌跡是根據給定的誤差值用G01逐段逼近實現的，其程式就比宏程式大兩個數量級，而且即使把整個程式都存入到機床的控制系統中，當機床執行時的實際速度上不去，進給速度小於600 mm/min時還不明顯，如果F設定為1000 mm/min左右，就可以看到機床在明顯的“顫抖”。
5 結語
綜上所述，宏程式能簡化二維程式設計中普通程式程式設計的繁瑣問題，能解決二維程式設計中普通程式程式設計不能解決的有規律的曲線和曲面程式設計問題。另外，在加工有規律的曲面時，宏程式能克服CAD/CAM軟體程式設計所無法避免的加工問題。所以，宏程式程式設計具有普通程式程式設計和CAD/CAM軟體程式設計無法替代的作用。
參考文獻
[1] 陳海舟.數控銑削加工宏程式及其應用例項.
[2] 謝曉紅.數控車削程式設計與加工技術.
[3] 張英偉.數控銑削程式設計與加工技術.