基于典型零件椭圆的宏程序编制

岳宏梅

（安徽芜湖技师学院，安徽芜湖 241001）

0 引言

在数车加工中，经常会遇到除直线和圆弧外的非圆曲线编程。对于非圆曲线，一般借助CAD用轮廓逼近的方式编程，这种编程不但程序冗长而且加工费时，有时甚至会出错。采用宏程序编程，可以通过对变量进行赋值、运算，并能利用循环语句控制程序流向等，使程序实现一些有规律变化（如椭圆）的动作，从而简化编程，提高加工效率。

1 宏程序

宏程序是指采用了宏变量的程序。一般分为A类和B类宏程序。由于B类宏程序是以直接公式和语言输入的，和C语言相似，在FANUC 0i系统中的应用比较广。本文就采用B类宏程序。由于B类宏程序使用较广，一般书中都有介绍，这里就不再重复了。

2 编程思路

用直线拟合椭圆，以Z坐标作为自变量，X坐标作为因变量。为了编程方便，一般采用等长步距逼近法，步距值根据椭圆精度要求和编程人员经验确定（步距值越小，零件的精度越高），在程序执行过程中根据自变量的变化对应找到椭圆上的坐标值。另外，椭圆方程中的值与工件坐标系中的值不是同一值，编程时应找出两者之间的对应关系。

#1 椭圆方程中初始点的Z坐标值

#2 椭圆方程中的初始点X坐标值，通过椭圆方程变换得来。

#3 椭圆初始点在工件坐标系中的X坐标值

#4 椭圆初始点在工件坐标系中的Z坐标值

图1

3 应用举例

例1：加工如图1所示的零件，毛坯尺寸为φ32×48 mm，以工件右端面和轴线的交点为工件原点（φ30外圆已加工好）。程序如下：O0001；

T0101；

G00 X35 Z5

G73 U16 W0 R4

G73 P10 Q20 U0.5 W0 F0.3

N10 G00 X0

G01 Z0 F0.1

#1=20 （椭圆方程中初始点的Z坐标值）

N50#2=12*SQRT[1-#1*#1/400]（椭圆方程中的初始点X坐标值，通过椭圆方程变换得来）

#3=2*#2 （椭圆初始点在工件坐标系中的X坐标值）

#4=#1-20 （椭圆初始点在工件坐标系中的Z坐标值）

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1 （变量重新赋值）

IF[[#1]GE7]GO TO50 （判断椭圆是否到达终点）

G01 W-9

G02 U6 W-3 R3

N20 G01 X35

G00 X100 Z100

M05

M30

图2

例2：使用数控车床切削零件如图2所示，毛坯尺寸为 φ45×48 mm，以工件右端面和轴线的交点为工件原点。其它地方加工程序略（以例1为参考），只编写凸椭圆部分程序。IF和WHILE循环语句可替换使用，参考程序如下：

#1=15

WHILE[[#1]GE 0]DO 1

#2=8*SQRT[1-#1*#1/225]

#3=2*[#2+10]

#4=#1-28

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1

END1

图3

例3：使用数控车床切削零件如图 3所示，毛坯尺寸为 φ50×48 mm，以工件右端面和轴线的交点为工件原点。

其他地方加工程序（以例1为参考）略，只编写凹椭圆部分程序：#1=12

N50#2=24*SQRT[1-#1*#1/1600]

#3=2*[42-#2]

#4=#1-22

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1

IF[[#1]GE-23]GO TO50

4结语

以上程序已在FANUC 0i系统验证成功。当然，椭圆除了直角坐标编程外，还可采用参数方程编写加工程序。在实际生产过程中，需要根据已知条件，选择合适的编程方法（以上3个图形，均采用直角坐标编程）。运用宏程序编制椭圆，需要根据零件的实际尺寸，改变椭圆方程中的参数，即可实现椭圆的加工。

［1］ 陈冲锋，张国政.典型零件宏程序编制在数控车床中的应用［J］.中国现代教育装备，2010（7）：89-90.

［2］ 耿国卿.数控机床操作与编程培训教程［M］.北京：机械工业出版社，2001.

［3］ 沈建峰，朱勤惠.数控车床技能鉴定［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［4］ 徐昆鹏，张欣.数控加工中宏程序的应用技巧［M］.北京：化学工业出版社,2006.