宏程序在橢圓曲線加工中的應用

1、宏程序在橢圓曲線加工中的應用摘要：在機械產(chǎn)品加工中，我們常常會遇到橢圓曲線的加工，而在我們的數(shù)控機床上并沒有類似于圓弧 插補的橢圓插補指令。橢圓形零件廣泛應用于機械工業(yè)，本文制定著重于研究橢圓曲線加工的編程，并 進一步優(yōu)化程序。關鍵詞：宏程序橢圓曲線插補數(shù)控車床由于目前的數(shù)控系統(tǒng)橢圓曲線插補指令，所以對于橢圓曲線的車削加工只能利用數(shù)學處理的方法來 加工橢圓曲線。通常有多段圓弧擬合法和小線段擬合法。圓弧擬合法精度不是很高，只適合加工精度要 求一般的橢圓曲線。小線段擬合法是采用直線插補的方法。在數(shù)控車床上加工非圓曲線的零件是企業(yè)生 產(chǎn)及數(shù)控大賽經(jīng)常涉及到的。如下圖所示，為一典型的橢圓零件，編程加工

2、時可采用“四心法”和“直 線逼近法”。四心法計算編程加工精度低。目前數(shù)控系統(tǒng)都還沒有提供完善的非圓曲線插補功能。數(shù)控 加工程序編制的關鍵是刀具相對于工件運動軌跡的計算，即計算加工輪廓的基點和節(jié)點坐標或刀具中心 的基點和節(jié)點坐標。用數(shù)學計算的方法求逼近直線或圓弧輪廓曲線的交點和切點的坐標。在宏程序形式 中，一般都提供循環(huán)判斷分支和子程序調用的方法，可編制各種復雜的零件加工程序。熟練應用宏程序 指令進行編程，可大大精簡程序量，還可以增強機床的加工適應能力。1、橢圓加工實例如右圖。該橢圓的參數(shù)方程：X=40*COS。，y=25*sin。，其中，X表示橢圓長軸 值;Y表示橢圓短軸值；。表示橢圓極角。其

3、加工程序為：G97 G99T0101M03 S1000G00 X65 Z5#1=0將橢圓極角設為自變量，賦值為0N10 #2=25*SIN#1參數(shù)方程中橢圓短軸值#3=40*COS#1參數(shù)方程中橢圓長軸值#4=#2*2橢圓OA段上各點在工件坐標系中X 坐標值，*2為直徑值#5=#3-40橢圓O A段上各點在工件坐標系 中Z坐標值#3-40=-（40-#3）G01 X#4 Z#5 F0.1 加工橢圓橢圓關于中心、坐標軸都是對稱的，坐標軸是對稱 軸，原點是對稱中心。對稱中心叫做橢圓中心。橢圓和X 軸有2兩個交點，和Y軸有兩個交點，這四個交點叫做橢 圓頂點。橢圓標準方程：x2/a2 + y2/b2

4、= 1 （ a為長半 軸，b為短半軸，a b 0 ）橢圓參數(shù)方程：x=a*cosM y=b*sinM（a為長半軸，b為短半軸，ab 0，M是離心角，是橢圓上任意一點到橢圓中心連線與X正半軸所成 的夾角，順時針為負，逆時針為正。）在FANUC-Oi系統(tǒng)的 固定循環(huán)指令中，毛坯切削循環(huán)G71指令內輪廓削循環(huán) G73指令內部可以使用宏程序進行編程。橢圓曲線由拋物線方程Z=-X2/10得X=10，故直線段起點X坐標#1=#1+0.1自變量橢圓極角每次 增量為0.190序段IF #1LE90 GOTO10如果#1小于且等于則返回到N10程序段不滿足則執(zhí)行下一程X65G00 X100 Z100M05值XA

5、=20。由橢圓方程:7 + = = 1，得出 H b2，并且X為半徑值。橢圓中心在如圖編程坐標系 中的坐（40,-35）。2、用仿形車削循環(huán)指令G73編程,部分加工程序如下：G1 Z0;#1=0（賦拋物線Z軸起始值）N11 #2=2*SQRT-10*#1 ；G73G73N10U20 R15P10 Q20 U0.5;G0 X0;G1 X#2 Z #1-40 ；#1二#1-0.5；IF #1GE-10 GOTO11；G1 X30 W-5；W-7.5；#3=12.5;（賦橢圓Z軸初#100=40;N30 M98 P0011;G1 U10 W-5;W-7.5;始值）#100=#100-2;#3=12.

6、5;（賦橢圓Z軸初N12#4=8*SQRTIF #100GE0.5 GOTO30;始值）1-#3*#3/256;S1000F0.1 T0101;N12.#4=40-16*SQRTG1 X40-#4*2Z#3-35;#100=0;1-#3*#3/256 +#100;#3=#3-0.5;M98 P0011;G1 X#4 Z#3-35;IF #3GE-12.5 GOTO12;#3=#3-0.5;G1 Z-55;IF #3GE-12.5 GOTO12;X40O0011;（子程序）G1 W-7.5;N20 Z-65;#1=0 （賦拋物線Z軸初始U10G00 X100 Z100;值）；N20 W-10;N

7、11 #2=2*SQRT -10*#1 G00 U2 Z2;3、子程序調用M99 M98指+#100;U-2;令編程G1 X#2 Z#1;M99;#1=#1-0.5;G0 X42 Z2;IF #1GE-10 GOTO11;綜上所述用仿形切削循環(huán)G73指令編寫宏指令時，可以在精車程序中給變量賦值、進行數(shù)學運算、 條件轉移等，編寫時更直觀、簡便，精簡了程序內容，大大提高了編程效率。在程序編制過程中，當遇 見許多形狀相同或相近的，但尺寸不同的零件結構特征，每次都重新編制程序就很繁瑣，這時可以使用 變量、算術和邏輯運算及條件轉移指令在子程序中體現(xiàn)零件的走刀過程。充分體現(xiàn)留了子程序調用的優(yōu) 勢。總結以上所述，編寫宏指令程序，當零件的圖形沒有相同的地方，用仿形切削循環(huán)G73指令編寫更 快捷、簡便。當然子程序調用指令M98、M99也有它的優(yōu)勢。在現(xiàn)今的數(shù)控系統(tǒng)中，無論硬件數(shù)控系統(tǒng)，還是軟件數(shù)控系統(tǒng)，其插補的基本原理是相同的，只是 實現(xiàn)插補運算的方法有所區(qū)別。常見的是直線插補和圓弧擂補，沒有橢圓插補，手工常規(guī)編程無法編制 出橢圓加工程序，常需要用電腦逐一編程，但這有時受設備和條件的限制。這時可以采用擬合計算，用 宏程序方式，手工編程即可實現(xiàn)