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本书涵盖了FANUC、华中(HNC)、SIEMENS三大典型数控系统宏程序编程的基础知识、数控车削、数控铣削加工宏程序编程、程序算法、宏程序编程所涉及的基本数学知识等内容,对常见的外圆、切槽、普通螺纹与复杂螺纹车削和平面、型腔、孔系、球面、凸台铣削,以及系列零件、公式曲线等数控加工典型案例进行了宏程序编程的详细讲解,内容详尽,知识讲解由浅入深、循序渐进,便于理解,程序实例典型丰富、可操作性强,全部采用模块化编写,适合读者逐章自学或者随心查阅,并适于实际加工直接调用。本书可供从事数控加工的操作人员、数控编程工程技术人员以及大专院校数控专业、机电一体化专业的师生学习和参考。

引言 / 1

第1章　从外圆柱面车削开始 / 7

　1.1　变量 / 8

　1.2　算术运算 / 10

　1.3　转移语句 / 13

　1.4　循环语句 / 19

第2章　外圆锥面车削 / 23

第3章　程序格式与结构 / 27

　3.1　程序格式 / 28

　3.2　循环结构 / 29

　3.3　选择结构 / 35

第4章　沟槽 / 41

　4.1　矩形窄槽 / 42

　4.2　矩形宽槽 / 45

　4.3　等距多槽 / 49

　4.4　梯形槽 / 51

第5章　螺纹车削 / 59

　5.1　外圆柱螺纹 / 60

　5.2　矩形螺纹 / 62

　5.3　梯形螺纹 / 65

　5.4　多线梯形螺纹 / 69

　5.5　变螺距螺纹 / 71

　5.6　圆弧形螺纹 / 77

　5.7　圆弧面螺纹 / 80

第6章　球车削 / 85

　6.1　半球 / 86

　6.2　圆球 / 88

第7章　系列零件车削 / 91

　7.1　尺寸不同系列零件加工 / 92

　7.2　一次装夹多件加工 / 97

第8章　轮廓仿形加工 / 99

第9章　公式曲线的宏程序编程模板 / 103

第10章　椭圆曲线车削 / 109

　10.1　正椭圆曲线（工件原点在椭圆中心） / 110

　10.2　正椭圆曲线（工件原点不在椭圆中心） / 116

　10.3　倾斜椭圆曲线 / 121

　10.4　椭圆曲面螺纹 / 128

第11章　抛物曲线车削 / 133

第12章　双曲线车削 / 137

第13章　正弦曲线车削 / 141

第14章　公式曲线加工的其他情况 / 147

　14.1　其他公式曲线车削 / 148

　14.2　粗精加工含公式曲线零件 / 152

　14.3　圆弧插补逼近公式曲线 / 155

　14.4　数值计算与加工循环分离编程 / 158

第15章　模块化编程与“耦合” / 163

　15.1　宏程序的优点 / 164

　15.2　系统变量 / 166

　15.3　宏程序的调用 / 172

　　15.3.1　宏程序调用概述 / 172

　　15.3.2　简单宏程序调用（G65） / 172

　　15.3.3　模态宏程序调用（G66、G67） / 176

　　15.3.4　G指令宏程序调用 / 179

　　15.3.5　M指令宏程序调用 / 180

　　15.3.6　M指令子程序调用 / 181

　15.4　定制固定循环 / 182

　15.5　模块化耦合 / 185

第16章　提高加工效率 / 187

第17章　系列零件铣削 / 195

　17.1　不同尺寸规格系列零件 / 196

　17.2　相同轮廓的重复铣削 / 200

　17.3　刻线加工 / 202

　17.4　月牙形轮廓加工 / 211

　17.5　离合器齿形加工 / 213

第18章　平面铣削 / 217

　18.1　矩形平面 / 218

　18.2　圆形平面 / 223

第19章　椭圆曲线铣削 / 227

　19.1　完整正椭圆曲线 / 228

　19.2　正椭圆曲线段 / 231

　19.3　倾斜椭圆曲线 / 236

第20章　抛物曲线铣削 / 241

第21章　双曲线铣削 / 245

第22章　正弦曲线铣削 / 249

　22.1　平面正弦曲线 / 250

　22.2　空间正弦曲线 / 251

第23章　阿基米德螺线铣削 / 259

　23.1　螺线段铣削 / 260

　23.2　螺旋铣削圆形平面 / 264

第24章　其他公式曲线铣削 / 267

第25章　孔系铣削 / 275

　25.1　直线分布孔系 / 276

　25.2　矩形分布孔系 / 278

　25.3　圆周均布孔系 / 283

　25.4　圆弧分布孔系 / 285

第26章　型腔铣削 / 289

　26.1　圆形型腔 / 290

　26.2　矩形型腔 / 293

　26.3　腰形型腔 / 297

第27章　螺纹铣削 / 305

第28章　球面铣削 / 309

　28.1　凸球面 / 310

　28.2　凹球面 / 317

　28.3　椭球面 / 322

第29章　凸台面铣削 / 329

　29.1　圆锥台 / 330

　29.2　椭圆锥台 / 334

　29.3　天圆地方 / 337

第30章　水平布置形状类零件铣削 / 345

　30.1　水平半圆柱面 / 346

　30.2　水平半圆锥面 / 351

　30.3　牟合方盖 / 354

第31章　立体五角星铣削 / 361

第32章　零件轮廓铣削 / 367

　32.1　零件轮廓粗精加工 / 368

　32.2　零件轮廓倒角 / 372

第33章　特征元 / 379

第34章　程序如何实现“智能” / 383

第35章　数控应用数学 / 391

　35.1　三角函数 / 392

　35.2　平面几何 / 393

　35.3　平面解析几何 / 397

　35.4　数学的程序化处理 / 400

第36章　他山之石 / 405

　36.1　HNC-21T22T固定循环宏程序源代码 / 406

　36.2　HNC-21M22M固定循环宏程序源代码 / 418

参考文献 / 432

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◆内容全面：涵盖了FANUC、华中（HNC）、SIEMENS三大典型数控系统宏程序编程的基础知识、数控车削、数控铣削加工宏程序编程、程序算法、宏程序编程所涉及的基本数学知识等内容

◆全实例讲解：外圆、切槽、普通螺纹与复杂螺纹车削和平面、型腔、孔系、球面、凸台铣削，以及系列零件、公式曲线等数控加工典型案例进行了宏程序编程的详细讲解，内容详尽，知识讲解由浅入深、循序渐进，便于理解，程序实例典型丰富、可操作性强

◆全部采用模块化编写，适合读者逐章自学或者随心查阅，并适于实际加工直接调用

书摘插图

前言

数控宏程序编程是“神秘”的，它令初涉者望而却步，入门者欣喜若狂，精通者讳莫如深。同时数控宏程序又是“神奇”的，程序短小精悍且功能非常强大，易于定制，使用简单，合理运用它既可以提高程序本身质量，

又可以提高加工质量， 节约时间， 提高工作效率。

但是，学习宏程序编程并不容易。现在各大工科类大学和高职院校并不进行系统、深入的学习，一些商业化的培训学校也仅介绍基础知识，学习效果并不太好，因此学习强大的宏程序编程技术主要还得靠数控编程技术人员来自学。目前，许多宏程序编程的图书大多介绍相关知识，鲜有应用案例。而编写本书的目的，就是希望为广大读者提供一本宏程序编程知识与技能的实用性工具书，以满足广大读者系统学习、全面掌握宏程序编程技术的需求。

本书较全面、系统地讲解了FANUC、华中、SIEMENS 三大数控系统宏程序编程的基础知识和编程案例，以典型的零件型面加工为线索，内容详尽，知识讲解由浅入深、循序渐进，便于理解，程序实例典型丰富、可操作性强，全部采用模块化编写，适合读者逐章自学或者随时查阅，并适于实际加工直接调用。

宏程序的功能强大，学会编制宏程序有相当的难度，如何简单、有效地学习宏程序和编制宏程序，避免多走弯路，编著者在本书的编写过程中做了积极的探索，并对宏程序的学习提一些建议和想法：

（1）具备一定的英语基础　在宏程序编制过程中需要用到许多英文单词或单词的缩写，掌握一定的英语基础可以正确理解其含义，增强分析程序和编制程序的能力；再者，数控系统面板按键及显示屏幕中也有为数不少的英语单词，良好的英语基础有利于熟练操作数控系统。

（2）储备适量数学知识　编制宏程序必须有良好的数学基础，数学知识的作用有多方面：计算轮廓节点坐标需要频繁的数学运算；在加工规律曲线、曲面时，必须熟悉其数学公式并根据公式编制相应的宏程序进行拟合加工，如椭圆的加工；更重要的是，良好的数学基础可以使人的思维敏捷，具有条理性，这正是编制宏程序所必需的。

（3）掌握一定的计算机编程知识　宏程序是一类特殊的、实用性极强的专用计算机控制程序，其中许多基本概念、编程规则都是从通用计算机语言编程中移植过来的，所以学习C 语言、BSAIC、FORTAN 等高级编程语言的知识，有助于快速理解并掌握宏程序。

（4）好的学习目标　多学习优秀的程序代码和源代码。阅读他人的程序代码是非常好的学习方法，特别是代码库的作者是专家或者程序的质量有很高评价时。一个经典案例，一本好书都值得收藏。

（5）良好的编程习惯　采用模块化结构编程，尽量减少模块间联系，便于每个模块可以独立编制、测试。程序要简单可靠，有必要的容错性，适当的冗余设计，正确的算法，无误的程序语句格式，对应的变量与引用。在编程时尽可能做好必要的注释，方便事后的查看。

（6）足够的耐心与毅力　编制好的程序先不急于直接上机床运行，多做计算机仿真验证。程序的修改和调试是必要的，要静下心来，不急不躁。程序有bug 是正常的，多检查程序结构、变量定义与引用，格式的疏忽甚至输入细微的错误都可能导致程序出错。相对于普通程序，宏程序显得枯燥且难懂。编制宏程序过程中需要灵活的逻辑思维能力，调试宏程序需要付出更多的努力，发现并修正其中的错误需要耐心与细致，更要有毅力从一次次失败中汲取经验教训并终取得成功。

为了本书内容的正确和案例程序不出错误并按预期执行，编著者做了很多细致的实践验证工作。但鉴于水平有限，不足之处在所难免，具体使用环境的不同也会带来无法预料的结果，望读者见谅并提出宝贵修改意见。

编著者