算法与程序流程框图设计优化建议

1.算法的设计

（1）此实例是矩阵孔的加工，每行相邻两个孔之间的间距为20mm，每列中相邻两孔之间的间距也为20mm，因此可以采用增量（G91）编程方式来简化程序。

（2）设置#100号变量来控制X向加工孔数量的变化，#101号变量控制Y向加工孔的数量，通过语句#100=#100-1和IF[#100 GT 0]GOTO n实现X向孔加工的循环过程，X向孔加工完毕后，Y向通过移动一个步距，再进行X向孔的加工，如此循环来完成整个矩阵孔的加工。

（3）关于矩阵孔加工的进给路径选择，有以下两种加工路径：

1）X向孔加工完毕后，返回X向孔加工的起点，Y向移动一个步距，然后再进行X向孔的加工，如此循环形成单向的进给路线。该路线每次加工完X向所有孔后，X、Y向皆有移动，会造成一定的空刀，影响加工效率，但该进给路径避免了机床反向移动而产生的间隙问题，提高了孔加工的位置精度，在孔的几何公差要求较高情况下，选择单向的进给路径可以提高零件的加工质量。

2）X向加工完毕后，Y向移动一个步距，然后再进行X向孔的加工，X向孔加工完毕后，Y向再移动一个步距再进行X向的孔的加工，如此循环形成往复式进给路径，该路径相对于单向进给路径，避免了过多X、Y向的空移动现象，因此加工效率相对较高，但这样的往复式加工路径，会增加机床的移动间隙，对于对孔位置有较高要求的零件（如精密模具、航空航天零件的加工），不宜采用往复式进给路径，而对加工零件孔位置精度没有过高要求的情况，选择往复式进给路径，明显可以提高加工效率。

（4）把X向或Y向排孔的加工，编制一个独立的子程序（在本实例中，采用的是将X向的排孔编制一个独立的子程序），采用调用子程序的方式完成矩阵孔的加工，每调用一次子程序后，在Y向增加一个步距，直到Y向到达原点至最终孔在Y向的位置（Y向最后一排孔），再一次调用子程序，就完成整个矩阵孔的加工。

（5）此编程中涉及标识符的应用。一个标识符放在一个变量前时，它后面设置的变量就应以此变量为基准，如果一个程序多次重复使用此变量，该变量的值则以第一次累加结果为基准进行变化，如果仍需使用变量第一次的初始值，则需要在使用该变量时，对此变量重新赋予初始值，否则程序使用的是第一次循环结束时累加的值。

2.程序流程框图设计

根据以上算法设计分析，规划钻孔的进给路径如图4-17和图4-18所示，程序流程框图的设计如图4-19和图4-20所示（注意比较两种不同进给路径的差别）。

图4-17 往复式进给路径

图4-18 单向进给路线

图4-19 往复式进给路径程序设计流程框图

图4-20 单向进给路径程序设计流程框图

3.根据算法以及流程框图编写加工的宏程序代码

程序1：往复式进给路径的宏程序代码

实例4-4 程序1编程要点提示：(www.xing528.com)

（1）该程序的钻孔路径如图4-17所示，采用的是往复式进给路径，为了简化编程采用G91增量方式编程。从图样可知，孔与孔的行间距和列间距都是20mm，采用增量方式编程要比采用绝对值（G90）方式编程简洁得多。

（2）采用往复式进给路径，要处理好奇数行的孔和偶数行孔在X向增量方式不一样的问题，这是该程序编程的关键点之一。在程序中，行的下标从0开始，因此加工偶数行孔时，X向增量值为正；加工奇数行孔时，X向增量为负值。加工完一行孔时，Y向先移动一个行间距的值，再进行下一行孔的加工。不管是奇数行还是偶数行，增量的值都要取负值运算（见程序中的#102=-#102语句）。

（3）程序采用#100号变量控制每行加工孔的数量，当每行孔加工完毕时，#100号变量值累计为0，但程序又要进行下一行孔的加工，而下一行孔的数量还是8个，因此，进行下一行孔加工之前，#100号变量需要重新赋值，见程序IF[#100 GT 0]GOTO 10语句后的#100=8，注意#100=8重新赋值语句的位置。

（4）每行孔的加工循环，构成该程序的内层循环。从图样中可知该零件一共由8行这样的群孔构成，因此在内层循环之外，需要一层循环控制加工的行数，在本程序中设置了#103号变量控制加工孔的行数，见程序中控制行加工的循环语句IF[#103 LE 8]GOTO 20。

程序2：单向进给路径的宏程序代码

实例4-4 程序2编程要点提示：

（1）该程序的钻孔路径如图4-18所示，采用的是单向式进给路径。

（2）本实例程序O4017和程序O4016唯一的区别在于孔加工进给路径不同。在程序O4016中，每行孔加工完毕后，Y向移动行间距后，再进行下一行孔的加工。程序O4017中，每行孔加工完毕后，X向移动到该行孔加工的起始位置X30处，然后Y向再移动行的间距，再进行下一行孔的加工。

（3）采用单向式进给路径，不管加工奇数行孔，还是偶数行孔，每行加工孔与孔之间的增量方式是一致的。因此，在每行孔加工完毕后，控制孔与孔列间距的变量#102不需要进行取负运算。

（4）关于每行孔加工完毕后，#100号变量需要重新赋值以及控制行数加工的变量#103等相关问题，可以参考程序O4016编程要点提示。

程序3：X向排孔编制一个独立的子程序，采用子程序嵌套的宏程序代码

实例4-4 程序3编程要点提示：

(1)本实例程序04018采用子程序嵌套的方式实现矩阵孔的加工，需要注意该程序的编程思路和采用宏编程的相同点和不同点。本程序的钻孔路径如图4-18所示，采用单向进给路径，注意和程序04017的区别。

(2)本程序04018编程关键在于子程序之间的衔接问题，这是采用子程序嵌套编程的难点和关键点所在，下面结合程序04018分析子程序嵌套衔接的几个问题：

1)分析主程序中调用一级子程序的语句。从主程序中可知调用一级子程序之前刀具位置在X30 Y5处，从图样可知X30是每行第一个孑L距离编程原点的X向绝对位置，调用一级子程序的语句为M98 P94019，可以看出调用一级子程序的次数为9，而孔的行数是9行，从该语句可知，把每行加工孔的程序编制成一个独立的子程序，在主程序中调用该子程序即可实现矩阵群孔的加工。

2）在一级子程序O4019中来分析G90 G0 X30、G91 Y20和G90三个语句的作用。G90 G0 X30的作用是将刀具移动到当前加工行的第一个孔位置，G91 Y20是将刀具移动到下一行第一个孔的加工位置（每行加工孔的起始位置）。G90转换为绝对值方式编程，作为实现行移动语句中采用的增量方式。由此可见，子程序的作用就是实现行的移动，为下一行孔的加工做准备。

3）在调用二级子程序O4020时，刀具没有移动而是直接调用了三级子程序O4021，从三级子程序O4021中的语句可知：三级子程序实现的是钻一个孔循环。三级子程序调用结束后返回二级子程序，G91 X20实现的是：每行孔加工中，钻好一个孔后，移到该行下一个孔的加工。而调用二级子程序的次数为8，实现的是一行孔的加工。