浅谈GSK980TD数控系统A类宏指令的编程技巧

朱雪华

摘 要：本文针对GSK980TD数控系统中的A类宏指令，以椭圆为例，介绍了A类宏指令的编程技巧。粗加工按椭圆标准方程进行宏程序编写，精加工则以椭圆参数方程进行宏程序编写。

关键词：GSK980TD数控系统；宏程序；A类宏指令

一、前言

GSK980TD数控系统中的宏指令属A类宏指令，以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx格式输入。由于A类宏程序的编写相对复杂，多数参考书中均没有介绍，即使数控系统厂方的说明书也没有提及其具体的使用方法。本文以椭圆为例，按椭圆参数方程进行椭圆宏程序的编写（前置刀架），以介绍GSK980TD数控系统A类宏指令的编程技巧。

二、椭圆标准方程与参数方程

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图1 平面直角坐标系椭圆 图2 机床坐标系椭圆

在平面直角坐标系中，椭圆的标准方程有两种，均取决于焦点所在的坐标轴，图1-a中椭圆焦点在X轴上，标准方程为■+■（a>b>0），参数方程为x=acosφy=bsinφ；图1-b中椭圆焦点在Y轴上，标准方程为■+■=1（a>b>0），参数方程为x=bcosφy=asinφ。对应机床坐标系，将椭圆方程进行改写以方便在宏程序中使用。如图2-a中椭圆长轴在Z轴上，标准方程为■+■=1，参数方程为z=acosφx=bsinφ；图2-b中椭圆长轴在X轴上，标准方程为■+■，参数方程为z=bcosφx=asinφ。

三、数控加工中椭圆轮廓曲线位置特性分析

椭圆轮廓的数控车加工，归纳起来，有以下四种情况，如图3所示。

（a） （b）

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（c） （d）

图3 椭圆轮廓曲线的位置特性

图3-a中椭圆长轴位于Z轴上，椭圆中心与程序原点重合；图3-b中椭圆长轴位于X轴上，椭圆中心与程序原点重合；图3-c中椭圆长轴位于X轴上，椭圆中心与X、Z轴具有一定偏移量；图3-d中椭圆长轴位于Z轴上，椭圆中心与X、Z轴具有一定偏移量。认识此四种典型宏指令编程方法，便能熟悉GSK980TD系统宏指令的运用规律，从而掌握参数式宏指令编程的技巧，进而能灵活使用宏程序对抛物线、双曲线等非圆曲线进行手工编程。虽然不同的椭圆位置和坐标偏移量，致使轮廓加工起点也各不相同，但其宏程序的编写原理却是一样的，应仔细考虑偏移量与起止点位置。

四、椭圆轮廓曲线的宏程序编写

1.粗加工程序段的宏程序编写

在粗车循环程序中，采用标准方程进行编程，用X、Z距离增量修调方式进行循环切削。将图3-a方程化简：400Z2+900×2=360000→Z2=900-2.25X2，将上式两边同时放大10000倍：（100Z）2=9000000-22500X2

因宏程序的变量单位为0.001mm，因此100Z需要放大10倍才符合宏程序的Z向坐标值的运算。在粗加程序段中，#202、#203、#204、#205均为过渡变量，用于标准方程计算Z向值；同理，X向坐標值也需扩大10000倍方能满足符合宏程序的运算。

2.精加工程序段的宏程序编写

在精车程序段中，为保证加工表面精度，必须按椭圆轮廓进行切削加工，精加工程序应采用参数方程进行编程。通过计算椭圆离心角，利用X、Z向正（余）弦参数值进行修调。

参数方程中离心角φ范围0°～90°，从0°开始运算，每次增量1°，当执行至90°，精加工完成。

当椭圆位置和起止角度不同时，必须根据图形实际计算，特别需要注意的是，椭圆离心角φ（如图4所示）的几何意义是∠AOX，而不是∠BOX。

除特殊的0°、90°、180°、270°、360°以外，椭圆离心角应通过计算取得，如图5所示，椭圆离心角不是63°，而是φ=arc{cos[（25-19）/10]}=53.1°。

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3.程序仿真加工效果图

根据图3-a中的椭圆轮廓，以参数方程进行仿真和实际加工，效果良好（如图6）。

参考文献：

[1]刘耀林，贾涛.椭圆宏程序编制方法与应用研究[J].制造业自动化，2009（7）.

[2]赵太平.数控车削编程与加工技术[M].北京：北京理工大学出版社，2006.