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1、 数控车椭圆加工宏程序模板设计及应用 徐丽华 (齐齐哈尔市职业教育中心学校，黑龙江齐齐哈尔 161005) 数控系统中只有直线和圆弧插补功能，由于椭圆属于二次曲线，是非圆曲线，没有插补指令对其编程，如果对轮廓逐点 进 行计算，则编程计算量极大，因此，使用宏程序功能，利用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，通过对变量 进行赋 值及处理的方法来执行程序。由于使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编程更容易。下面借助华中数控系统探 讨椭圆加工 的宏程序编制方法。 1 椭圆曲线方程的形式转换 数学上定义，椭圆的标准方程有 2 种，即 4+ = 1 (长轴在 x 轴上）和 #+ = 1 (长轴在
2、 y 轴上）。加工中，首 2 2 2 2 a b b a 先将数学公式转换成工件坐标系下的椭圆标准方程，即转化为 4+4=i (长轴在工件坐标系 z 轴上）和 #+g= i (长 1 1 轴在工件坐标系 Z 轴上）。 2 椭圆曲线宏程序编程的实例解析 2.1 凸椭圆轮廓零件的编程加工 a bL b aL %1128 (程序名） T0101 M 03 S600 (调用 01 号外圆车刀，主轴 600rAi G01 X Z #1-40)(椭圆拟合直线段加工， X 为直径编程） GOO X60Z 5 (快速定位到粗加工循环起点） #2=20*SQRT 如 *40_#1*#1)/40 (#2 为因变量
3、 X 的坐标） G71 U2 R0.5 PI Q 2 X0.5 Z 0 F120 (外径粗车循环） #1=#1_0.1 (自变量步长以 0.1 变化） N1 GOO X0 S 1000 (精加工起始程序段） ENDW (循环结束） G42 G01 Z0 F80 (刀具半径补偿） N2 G01 Z-60 (精加工终止程序段） #1=40 (Z 为自变量，为其赋初值） GOO X100Z100 (快速定位到退刀点） W HUE #1GE 0 (自变量 #1 的终止值 0，条件判断、开始循环） M 30 (程序结束） 2.2 凹椭圆轮廓零件的编程加工 分析图 1 中所给的椭圆尺寸，得到椭圆标准方程
4、f + 。 42 152 %1188 (程序名） T0101 M 03 S600 (调用 01 号外圆车刀，主轴 600rii in) WHILE #1GE f 15)(自变量 #1 的终止值 -15，条件判断、开始循环） GOO X50 Z5 (快速定位到粗加工循环起点） G01 X 如卽 _#2) Z 舡 -20)(椭圆拟合直线段加工， X 为直径编程） G71 U2 R0.5 PI Q 2 X0.5 Z 0 F120 (外径粗车循环） #2=4*SQRT (15*15_#1*#1)/15 (#2 为因变量 X 的坐标） N1 GOO X0 S1000 (精加工起始程序段） #1=#1-0
5、.1 (自变量步长以 0_1 变化） G42 G01 Z0 F80 (刀具半径补偿） ENDW (循环结束） X40 (加工端面） N2 Z-40 (加工 040 轴） Z_5(加工 040 轴） G00 X 100 Z100 (快速定位到退刀点） #1=15 (Z 为自变量，为其赋初值） M 30 (程序结束） 2.3 椭圆曲线宏程序编程规律 针对上述椭圆曲线的典型零件案例总结编制椭圆宏程序的模板，编制椭圆宏程序模板规律总结如 下：（ 1)将椭圆曲线标准方程转换成车床工件坐标系方程为 #+ = l 4 + =1 。（ 2)宏程 1 1 1 aL b a b 序 编 制与 实 施的 具 体步
6、骤 ： 第 i 步 ： #i=z , 为 z ，将 方 向取 为 自变 量 ，为 其 赋初 值。 为 椭 圆 起 点 相对 于椭圆中 心 的 Z 坐标值。 注 意，在编程坐标系 中 加工起点在椭圆正 半 轴的为正值，反之 为 负 值。 第 2 步 ： WHI LE #1GE B 成 LE B )， B 为椭圆终点相 对 于椭圆中心的坐标值（正负判定同上）。 第 3 步： 代人方程 tt 2=a *SQRT |)*b-#1*#1)瓜 #2 为因变量 Z 赋值 。 第 4 步 ： G 01XC ) Z(D)， C : C =2*E#2, 当椭圆中心点与工件坐标系原点不在同一直线时， 为 Z 方向两点之间的距离，凸椭 圆时取 E +#2,凹 椭圆时取 E-#2。 当椭圆的 中 心点与工件坐标系原 点 在同一直线上的时候， C=2*#2。 D : D=#l 土 F ， F 为椭圆 中 心与工件坐标 系 原点之间在 Z 方向的 距 离，椭圆中心 在 工件坐标系 Z 轴正 方向一 侧 取正 值 ， 反之取负 值 。第 5 步： ttl =#l- a (或 +a )，为自 变 量的步长变化 ， a 根据零件表 面粗糙度 要 求确定。第 6 步： END W 。 若掌握了椭圆加工的宏程序模板，结合粗加工循环指令，就可以快速准确加工出具有椭圆轮廓 的 零件，使用中只需更改个别参数即可。