数控宏程序：思路·要领·实例精解

《数控宏程序：思路·要领·实例精解》通过大量的实例分析，从数控手动编程的角度，讲述了手动编程方法中运用宏程序编程的特点，重点介绍了数控宏程序编程的思路以及分析方法。
《数控宏程序：思路·要领·实例精解》分为上下两篇，上篇是数控宏程序基础知识，包括：宏程序概论、基本指令、宏程序理论基储宏程序数学基础；下篇为数控宏程序思路剖析，包括：孔类宏程序思路剖析、轮廓类宏程序思路剖析、倒圆角类宏程序思路剖析、倒斜角类宏程序思路剖析、圆类宏程序思路剖析、椭圆类宏程序思路剖析、直线与圆弧类宏程序思路剖析、宏程序在粗加工中的运用、宏程序的特殊运用、曲面编程的思路建设与运用等。本书注重经验归纳与实例解析相结合，讲解透彻，实用性强。
《数控宏程序：思路·要领·实例精解》适合从事数控编程、数控加工的工程技术人员使用，也可供高等院校、大中专院校数控专业师生学习参考。

第1章 宏程序概论
1.1 认识宏程序
1.2 宏程序的基本特征
1.3 宏程序的优点
1.4 编制宏程序的基础要求

第2章 编程指令
2.1 插补功能
2.1.1 定位（G00）
2.1.2 单向定位（G60）
2.1.3 直线插补（G01）
2.1.4 圆弧插补（G02，G03）
2.1.5 螺旋线插补（G02，G03）
2.2 进给功能
2.2.1 快速移动
2.2.2 切削移动
2.2.3 停刀（G04）
2.3 参考点
2.3.1 自动返回参考点（G28）
2.3.2 从参考点自动返回（G29）
2.4 坐标系
2.4.1 机床坐标系（G53）
2.4.2 工件坐标系（G92，G54～G59）
2.4.3 局部坐标系（G52）
2.4.4 坐标平面选择（G17，G18，G19）
2.5 坐标尺寸功能指令
2.5.1 绝对值编程（G90）与增量值编程（G91）
2.5.2 极坐标指令（G15，G16）
2.5.3 英制/公制转换（G20，G21）
2.6 主轴速度功能（S功能）
2.7 刀具功能（T功能）
2.8 辅助功能（M功能）
2.9 简化编程指令
2.9.1 固定循环概述
2.9.2 取消固定循环（G80）
2.9.3 钻孔加工循环（G81，G82，G73，G83）
2.9.4 功螺纹循环（G74，G84）
2.9.5 镗孔循环（G85，G89，G86，G88，G76，G87）
2.9.6 任意角度倒角/ 拐角圆弧
2.10 刀具补偿功能
2.10.1 刀具长度偏置（G43，G44，G49）
2.10.2 刀具半径补偿（G40，G41，G42）
2.10.3 用程序输入刀具补偿值（G10）
2.10.4 比例缩放（G50，G51）
2.10.5 坐标系旋转功能（G68，G69）

第3章 宏程序理论基础
3.1 变量
3.1.1 变量的表示
3.1.2 变量的类型
3.1.3 变量的范围
3.1.4 小数点的省略
3.1.5 变量的引用
3.1.6 未定义的变量
3.1.7 限制
3.2 系统变量
3.2.1 接口信号
3.2.2 刀具补偿值
3.2.3 宏程序报警
3.2.4 停止和信息显示
3.2.5 时间信息
3.2.6 模态信息
3.2.7 当前位置
3.2.8 工件坐标系补偿值
3.3 算术和逻辑运算
3.4 转移和循环
3.4.1 无条件转移（GOTO语句）
3.4.2 条件转移（IF语句）
3.4.3 循环（WHILE语句）
3.4.4 嵌套
3.5 宏程序调用
3.6 宏程序的运用限制

第4章 宏程序数学基础
4.1 数列
4.2 三角变换
4.3 三角函数
4.4 平面解析几何
4.4.1 点
4.4.2 直线与圆
4.4.3 曲率与曲率半径
4.4.4 椭圆
4.4.5 双曲线
4.4.6 抛物线
4.4.7 摆线
4.4.8 渐开线
4.4.9 螺线
4.5 空间解析几何
4.5.1 曲面及方程
4.5.2 柱面及旋转曲面
4.5.3 二次曲面
4.6 几何要素分析
4.6.1 直线直线要素分析
4.6.2 直线圆弧要素分析
4.6.3 圆弧圆弧要素分析

第5章 孔类宏程序思路剖析
5.1 孔类宏程序思路核心
5.2 直线孔组宏程序分析
5.2.1 单直线孔组分析
5.2.2 框形点阵孔组分析
5.2.3 矩形矩阵孔组分析
5.2.4 菱形矩阵孔组分析
5.2.5 交错网孔孔组分析
5.2.6 正多边形孔组分析
5.3 放射状孔组宏程序分析
5.3.1 沿圆周均布孔组分析
5.3.2 沿圆周放射孔组分析
5.3.3 沿圆周交错放射孔组分析
5.3.4 沿矩形分布多组孔群分析
5.3.5 沿圆周平移分布多组孔群分析
5.3.6 沿圆周旋转分布多组孔群分析
5.4 孔的螺旋式铣削
5.5 钻孔深度可变的宏程序分析
5.6 孔类宏程序的综合运用

第6章 轮廓类宏程序思路剖析
6.1 轮廓类宏程序编写的思路核心
6.2 利用数学表达式编制图形
6.2.1 椭圆曲线图形
6.2.2 正弦曲线图形
6.2.3 余弦曲线图形
6.2.4 正切曲线图形
6.2.5 双曲线曲线图形
6.2.6 抛物线曲线图形
6.2.7 阿基米德螺线图形
6.2.8 空间曲线探索
6.3 利用求解数学方程组编制图形
6.3.1 缺口圆台之解数学方程式
6.3.2 扇形圆环之解数学方程式
6.3.3 两直线倒斜角
6.4 利用平面几何三角函数求解
6.4.1 圆的另类编程法
6.4.2 缺口圆台之三角变换
6.4.3 扇形圆环之三角变换
6.4.4 加工正五边形倒角外轮廓
6.4.5 加工正五边形倒角外轮廓
6.4.6 加工正六边形外轮廓
6.4.7 加工正六边形倒角外轮廓

第7章 倒圆角类宏程序思路剖析
7.1 倒圆角类宏程序编写的思路核心
7.2 直线型倒圆角
7.2.1 凸圆弧直线（单向）加工（平底立铣刀）
7.2.2 凸圆弧直线（单向）加工（球头铣刀）
7.2.3 凸圆弧直线（双向）加工（平底立铣刀）
7.2.4 凸圆弧直线（双向）加工（球头铣刀）
7.2.5 凹圆弧直线（单向）加工（平底立铣刀）
7.2.6 凹圆弧直线（单向）加工（球头铣刀）
7.2.7 凹圆弧直线（双向）加工（平底立铣刀）
7.2.8 凹圆弧直线（双向）加工（球头铣刀）
7.3 规则旋转面倒圆角
7.3.1 圆柱体（外侧）倒凸圆角加工（平底立铣刀）
7.3.2 圆柱体（外侧）倒凸圆角加工（球头铣刀）
7.3.3 圆柱体（外侧）倒凹圆角加工（平底立铣刀）
7.3.4 圆柱体（外侧）倒凹圆角加工（球头铣刀）
7.3.5 圆柱体（内侧）倒凸圆角加工（平底立铣刀）
7.3.6 圆柱体（内侧）倒凸圆角加工（球头铣刀）
7.3.7 圆柱体（内侧）倒凹圆角加工（平底立铣刀）
7.3.8 圆柱体（内侧）倒凹圆角加工（球头铣刀）
7.4 标准矩形框倒圆角
7.4.1 标准矩形框外侧倒圆角加工（平底立铣刀）
7.4.2 标准矩形框外侧倒圆角加工（球头铣刀）
7.5 含过渡圆矩形框倒圆角
7.5.1 含过渡圆矩形框（外侧）倒圆角加工（平底立铣刀）
7.5.2 含过渡圆矩形框（外侧）倒圆角加工（球头铣刀）
7.5.3 含过渡圆矩形框（内侧）倒圆角加工（平底立铣刀）
7.5.4 含过渡圆矩形框（内侧）倒圆角加工（球头铣刀）
7.6 标准正五边形倒圆角
7.6.1 标准正五边形外侧倒圆角加工（平底立铣刀）
7.6.2 标准正五边形外侧倒圆角加工（球头铣刀）
7.7 含过渡圆弧正五边形倒圆角
7.7.1 含过渡圆弧正五边形（外侧）倒圆角加工（平底立铣刀）
7.7.2 含过渡圆弧正五边形（外侧）倒圆角加工（球头铣刀）
7.7.3 含过渡圆弧正五边形（内侧）倒圆角加工（平底立铣刀）
7.7.4 含过渡圆弧正五边形（内侧）倒圆角加工（球头铣刀）

第8章 倒斜角类宏程序思路剖析
8.1 倒斜角类宏程序编写的思路核心
8.2 直线型倒斜角
8.2.1 直线斜角（单向）加工（平底立铣刀）
8.2.2 直线斜角（单向）加工（球头铣刀）
8.2.3 直线斜角（双向）加工（平底立铣刀）
8.2.4 直线斜角（双向）加工（球头铣刀）
8.3 规则旋转面倒斜角
8.3.1 圆柱体（外侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.3.2 圆柱体（外侧）倒斜角加工（球头铣刀）
8.3.3 圆柱体（内侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.3.4 圆柱体（内侧）倒斜角加工（球头铣刀）
8.4 标准矩形框倒斜角
8.4.1 标准矩形框外侧倒斜角加工（平底立铣刀）
8.4.2 标准矩形框外侧倒斜角加工（球头铣刀）
8.5 含过渡圆弧矩形框倒斜角
8.5.1 含过渡圆弧矩形框（外侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.5.2 含过渡圆弧矩形框（外侧）倒斜角加工（球头铣刀）
8.5.3 含过渡圆弧矩形框（内侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.5.4 含过渡圆弧矩形框（内侧）倒斜角加工（球头铣刀）
8.6 标准正五边形倒斜角
8.6.1 标准正五边形外侧倒斜角加工（平底立铣刀）
8.6.2 标准正五边形外侧倒斜角加工（球头铣刀）
8.7 含过渡圆弧正五边形倒斜角
8.7.1 含过渡圆弧正五边形（外侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.7.2 含过渡圆弧正五边形（外侧）倒斜角加工（球头铣刀）
8.7.3 含过渡圆弧正五边形（内侧）倒斜角加工（平底立铣刀）
8.7.4 含过渡圆弧正五边形（内侧）倒斜角加工（球头铣刀）

第9章 圆类宏程序思路剖析
9.1 圆类宏程序编写的思路核心
9.2 圆柱式凹半圆加工
9.3 圆柱式凸半圆加工
9.4 凸半圆球的精加工
9.4.1 勾股定理的运用
9.4.2 三角函数的运用
9.4.3 三维螺旋线式加工
9.5 凹半圆球的精加工
9.5.1 放射状加工
9.5.2 三维螺旋线式加工

第10章 椭圆类宏程序思路剖析
10.1 椭圆类宏程序编写的思路核心
10.2 椭圆倒斜角加工
10.2.1 椭圆外侧倒斜角（平底刀）
10.2.2 椭圆外侧倒斜角（球头铣刀）
10.2.3 椭圆内侧倒斜角（平底刀）
10.2.4 椭圆内侧倒斜角（球头铣刀）
10.3 椭圆倒圆角加工
10.3.1 椭圆外侧倒圆角（平底刀）
10.3.2 椭圆外侧倒圆角（球头铣刀）
10.3.3 椭圆内侧倒圆角（平底刀）
10.3.4 椭圆内侧倒圆角（球头铣刀）
10.4 凸椭圆柱体加工
10.4.1 直线拟合单向走刀加工（平底刀）
10.4.2 单刀推进双向走刀加工（平底刀）
10.5 凹椭圆柱体加工
10.5.1 直线拟合双向走刀加工（球头铣刀）
10.5.2 单刀推进双向走刀加工（球头铣刀）
10.6 凸椭圆球面加工（球头铣刀）
10.6.1 等高度增量变化凸椭圆球加工
10.6.2 等角度增量变化凸椭圆球加工
10.7 凹椭圆球面加工（球头铣刀）
10.7.1 等高度增量变化凹椭圆球加工
10.7.2 等角度增量变化凹椭圆球加工

第11章 直线与圆弧类宏程序思路剖析
11.1 直线与圆弧类宏程序编写的思路核心
11.2 斜面与底平面倒R角加工
11.3 斜面与上下过渡平面倒R角加工
11.4 凸圆球与平面过渡倒角加工
11.5 凹圆球与平面过渡倒角加工
11.6 凸圆柱面与平面过渡倒角加工
11.7 凹圆柱面与平面过渡倒角加工

第12章 宏程序在粗加工中的运用
12.1 宏程序在粗加工中编程的思路核心
12.2 矩形开放平面加工
12.3 矩形方槽粗加工
12.4 矩形方槽倒过渡圆角粗加工
12.5 圆形槽加工
12.6 凸圆球粗加工
12.7 凹圆球粗加工
12.8 椭圆槽加工
12.9 凸椭圆球粗加工
12.10 凹椭圆球粗加工
12.11 多边形粗加工
12.12 大斜面粗加工

第13章 宏程序的特殊运用
13.1 防止镗孔时振动
13.2 毛坯的角度旋转
13.3 机床的刀具转换
13.4 换刀不撞刀
13.5 G10运用

第14章 曲面编程的核心思路与运用
14.1 曲面宏程序编写的思路核心
14.2 直纹曲面编程
14.2.1 双圆弧直纹曲面编程
14.2.2 直线圆弧直纹曲面编程
14.3 扫描曲面编程
14.3.1 引导线单要素扫描曲面编程
14.3.2 引导线多要素扫描曲面编程
14.4 旋转曲面精加工编程
14.5 空间圆弧倒角曲面编程运用
参考文献

数控机床的先进程度是体现工业发达水平的重要标志之一。数控编程是数控机床运行的基础，本书通过大量的实例分析，从数控手动编程的角度，讲述了手动编程方法中运用宏程序编程的特点，重点介绍了数控宏程序编程的思路以及分析方法，力求从编程思路这一角度说明数控编程的要领。
“授人以鱼，不如授人以渔”。本书以编程的思路为讲解核心，用一个个实实在在的例子为导向，向读者分析其编程的思路和数学原理，书中每章所讲的内容都有其特点，在每章讲解不同图形要素编程特点的开始，都详细介绍了该类图形编程的核心思路。力求把每个例子都讲深讲透，希望读者能举一反三。
第1章概要介绍宏程序的运用特点，以及在数控编程中的作用，让读者从整体上了解宏程序的意义。第2～4章，重点介绍了数控编程的指令以及数学模型，这些对后面章节中宏程序编写的理解大有裨益。第5章，运用的是数学中数列的概念，数列概念是孔类宏程序编写的核心数学原理。第6～8章，运用的是数学三角函数概念，三角函数是宏程序运用最广泛的数学理论。第9～14章，运用的是数学中解析几何的概念，曲面编程中解析几何关系式的确定是编程的基础。这样，本书一步步在强化编程的思路与要领，由浅入深，帮助读者建立起编程的思路。
书中每个程序的程序名是以章节的标号来设定的，如果程序用了多种方法编程，在程序名的后面用“-1、-2”来代替，在实际运用中这样并不符合程序命名要求，这里只是为了方便说明，读者在实际运用中要区别对待。另外，为了突出程序的重点，本书中所有例题中的切削三要素：切削速度、切削深度、走刀速度，都是随意设定的，这些也并不符合工艺要求。读者应着重了解编程的思路，搞清楚程序的思路是什么，这才是关键。
本书由湖南山河智能装备股份有限公司齐智勇高级技师和长沙航空职业技术学院黄登红高级技师、副教授著。齐智勇完成第2～11章的编写，黄登红完成第1章、第12～14章的编写。在本书编写过程中，得到了同事、朋友的大力帮助，在此表示衷心的感谢！
编者多年来在编程方面的心得体会，都尽可能收录在本书中。由于编者水平所限，书中不足之处，敬请同行、专家及读者指正。
编者