数控车椭圆加工

CAD/CAM与制造业信息化60椭圆的数学模型建立及数控车削手工编程撰文/江苏省盐城市教育科学研究院 解太林椭圆属于非圆曲线，在数控车床加工中，非圆曲线工件的手工编程是比较复杂的，对编程者的数学基础要求较高。

文中主要以椭圆为例来介绍非圆曲线数学模型的建立与编程加工。

一、前言在数控车床加工中，非圆曲线工件的手工编程，要求编程者对数控原理非常熟悉，且要有一定的数学功底。

二、编程方法非圆曲线工件的手工编程，有两种方法，一是用圆弧逼近法或直线逼近法编程；二是用用户宏程序编程。

三、用圆弧逼近法或直线逼近法编程1.工件装夹如图1所示，在数控车床上直接用三爪卡盘装夹，为了方便对刀和编制程序，将程序原点设定在工件的右侧中心线上。

图1 椭圆2.数学模型工件右边部分为标准椭圆，长轴半径为20，短轴半径为14，所以标准方程为：Z 2/202+X 2/162=1在Z 轴上负向取点，通过椭圆方程计算出各点坐标如表所示。

3.参考程序（椭圆的精车程序）用车锥法粗车椭圆（程序略），用直线逼近法精车椭圆，程序如下。

O0001；N5 G90G97T0101；设定刀具号及刀具补偿号N10 M03 S1200； 设定转速及转向N15 G00X30Z5； 设定加工起点N20 X0；N25 G01X0Z0F0.1；精加工椭圆N30 X0.88Z－0.01；N35 X1.25Z－0.02；N40 X1.979Z－0.05；N45 X2.796Z－0.1；N50 X3.423Z－0.15；N55 X3.950Z－0.2；N60 X4.832Z－0.3；N65 X5.572Z－0.4；N70 X6.222Z－0.5；N75 X6.807Z－0.6；N80 X7.343Z－0.7；表 各点坐标N85 X7.84Z－0.8；N90 X8.305Z－0.9；N95 X8.743Z－1；N100 X9.55Z－1.2；N105 X10.29Z－1.4；N110 X10.974Z－1.6；N115 X11.610Z－1.8；N120 X12.205Z－2；N125 X13.805Z－2.6；N130 X14.750Z－3；N135 X15.617Z－3.4；N140 X16.225Z－3.7；N145 X16.8Z－4；N150 X17.695Z－4.5；N155 X18.520Z－5；N160 X19.285Z－5.5；N165 X19.996Z－6；N170 X20.659Z－6.5；N175 X21.278Z－7；N180 X21.857Z－7.5；N185 X22.4Z－8；N190 X22.908Z－8.5；N195 X23.385Z－9；N200 X23.831Z－9.5；N205 X24.249Z－10；N210 X24.640Z－10.5；N215 X25.005Z－11；N220 X25.662Z－12；N225 X26.229Z－13；N230 X26.710Z－14；N235 X27.111Z－15；N240 X27.434Z－16；N245 X27.683Z－17；N250 X27.860Z－18；N255 X27.965Z－19N260 X28Z－20；N265 X27.860Z－22；N270 X27.683Z－23；N275 X27.434Z－24；N280 X27.111Z－25；N285 X26.710Z－26；N290 X26.229Z－27；N295 X25.662Z－28；N300 X25.005Z29；N305 X24.640Z－29.5；N310 X24.249Z－30；N315 Z－31；N320 G00X30；N325 X100Z100； 快速回到换刀点N330 M05； 转速停止N335 M30； 程序结束返回程序号四、用用户宏程序编程1.以Z坐标作为变量（1）工件装夹。

国家职业资格全省统一鉴定数控车工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：数控车床上椭圆的编程加工姓名：身份证号：所在省市：数控车床上椭圆的编程加工摘 要：要掌握椭圆的编程方法必须先理解椭圆的数学模型即方程式，在此基础上理解数控车床加工曲线的实质，然后利用宏程序来找到椭圆上各点的坐标值，依次加工出连续的各点，若椭圆的中心发生了平移则只需视具体情况对各点的坐标值进行统一的调整，就解决了椭圆的编程问题。

关键词：数控加工 椭圆 方程 宏程序椭圆曲线是一种复杂的二次曲线，一般只适合在数控机床上加工，而且椭圆曲线的编程也是比较复杂的。

然而，无论是何种曲线，都是坐标点按照曲线方程连续移动形成的，也就是点动成线。

而构成曲线的点有无数，不可能将每个点都找到，只能根据精度要求选择适合的间隔找出一些点，把它们连接起来，近似地表达曲线了。

这也是数控加工中编程计算复杂曲线坐标点的一个基本思路。

对于椭圆这类二次曲线的编程现在主要使用手工编程和自动编程。

在手工编程时椭圆上各点坐标值计算非常麻烦，编程也复杂。

我们就会用到宏程序来简化编程。

一、椭圆的基本方程图1所示椭圆长半轴a 、短半轴b 。

则椭圆方程为：12222=+by a x在数控车床上根据工件坐标系的建立方法，我们将X 轴转变为Z 轴，将Y 轴转变为X 轴，就将数学模型和编程的工件坐标系建立了联系。

如图2所示椭圆方程改变为：12222=+bx a z 。

若在上述方程中已知椭圆上某点P 的X 坐标值为1X ，则通过上述方程可计算出该点的Z 坐标值，即2211bXa a Z -⨯=。

因此对椭圆上的任意点只要知道X 或Z 坐标中的一个值就可以通过方程计算出另一个值，所以椭圆上各点的坐标都可以要求出来。

二、数控车床加工曲线轮廓的机理在数控车床加工时，刀具的运动轨迹是折线，而不是光滑的曲线，只能沿折线轨迹逼近所要加工的曲线运动。

实际上是以脉冲当量为最小位移单位通过X 、Z 轴交替插补进行的，由于脉冲当量很小，所以加工表面仍有较好的质量及表面光洁度，所以我们将椭圆分为足够多的小段直线来加工，关键只要找出椭圆上各点的坐标值，问题就解决了。

采用数控车 B类宏程序加工半椭圆的几种方法分析摘要:编程是数控的技术关键之一，编程主要内容有分析图纸、确定加工工艺、数值计算、编写程序和模拟验证。

宏程序是数控编程中非常重要的一个部分，利用宏程序可以完成椭圆、抛物线等非常规曲线的手工程序的编制，同时简化程序提高效率，是其它指令所不能取代的。

本文将结合教学实际和车间加工情况，分别从几种编程方法对半椭圆的加工在数控车床B类宏程序应用进行分析。

关键字: B类宏程序半椭圆编程用户宏程序是FANUC数控系统及类似产品中特殊编程功能，用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移使得编制相同加工操作的程序更方便，更容易。

同时也可以解决一部分常规编程不能完成的图形程序，例如椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线等。

宏程序可以分为A类宏程序和B类宏程序，A类宏程序是早期发展的,是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式输入,代码来含义很不明显,编制宏程序困难 ,这有点类似于计算机中的汇编语言。

在FANUC 0MD等老型号的系统面板上没有“+”、“-”、“x”、“/”、“=”、“[]等”等符号，故不能进行这些符号输入，也不能用这些符号进行赋值及数学运算，为此如果应用B类宏程序的话就只能在计算机上编好再通过RS-232接口传输的数控系统中,可是如果实训车间没有PC机和RS-232电缆,那么只有通过A类宏程序来进行宏程序编制。

B类宏程序要好用一点, 以直接的公式和语言输入,这和计算机中的高级编程语言很相似,程序也很易懂,但对学生的要求可能要高一点,要有一定的英语基础和一定的计算机基础。

在FANUC 0i及其后（如FANUC 18i）的系统中，则可以输入“+”、“-”、“x”、“/”、“=”、“[]等”等符号，并运用这些符合进行赋值及数学运算，即可按B类宏程序进行编写。

A类宏程序和B类宏程序和相比较，B类宏程序在现实中的应用更为广泛。

对于刚刚学习宏程序的同学，宏程序就像学习计算机C语言一样，理解上有很多困难。

椭圆零件在数控车床上的加工方法【摘要】轴类零件上一些高精度的曲面如椭圆、正弦曲线等，用普车难以加工，必须采用数控车床才可以加工。

本文根据平时加工中总结出的一些经验，简单谈下在广州数控系统数控车床上车削椭圆的一些看法，就编制步骤、宏程序组成、编程实例等几方面进行了探讨。

【关键字】数控加工椭圆宏程序编程椭圆加工，普通机床很难完成，而数控机床确实能够轻松的加工出来，主要是因为椭圆加工的时候X、Z两坐标是同时变化的，数控机床是通过程序控制的方式来驱动两轴，实现两轴的共同运动。

但数控车床只具有直线插补和圆弧插补两种基本插补功能，不具备椭圆插补功能，所以加工椭圆时可以采用直线逼近法的方式进行加工，即把曲线用许多小段的直线来代替，无限接近椭圆轮廓的加工方法。

下面选用广州数控980TB数控车削系统，结合教学工作实践谈谈如何巧用宏程序解决椭圆编程问题。

一、椭圆宏程序的编制步骤1.标准方程。

2.对标准方程进行转化成车床椭圆方程。

3.求值公式推导有些零件的椭圆中心不在工件原点处，就要根据实际椭圆写出正确的方程。

为编程方便，一般用Z作为变量。

二、宏程序组成1.变量的类型变量号#0，空变量；变量号#1～#33，局部变量；变量号#100～#109、#500～#999，公共变量；变量号#1000以上，系统变量。

2.变量的运算定义#1=#2；加法#1=#2+#3、减法#1=#2-#3、乘法#1=#2*#3、除法#1=#2/#3；正弦#1=SIN[#2]、余弦#1=COS[#2]、正切#1=TAN[#2]；平方根#1=SQRT[#2]、绝对值#1=ABS[#2]。

3.运算符EQ（=）、GE（≥）、NE（≠）、LT（）、LE（≤）。

按照优先的先后顺序依次是函数→乘和除运算→加和减运算。

4.条件转移（IF）功能语句IF[表达式]GOTO n。

指定的条件不满足时，转移到标有顺序号n的程序段。

三、980TB系统宏指令加工椭圆曲线编程实例1.凸椭圆中心不在零件轴线上例：毛坯直径为Ф40，总长为40，用变量进行编程，经计算椭圆起点的X 轴坐标值为10.141。

椭圆的加工工艺与编程江苏工贸技师学院摘要：在目前数车实训中常遇到椭圆，抛物线等非圆曲线的特殊旋转体零件加工。

在只有直线和圆弧插补功能的数车椭圆中常规采用的指令不能满足，必须用宏程序编程技术。

关键词：数控加工椭圆工艺分析编程引言：计算机数字控制是近代发展起来的一种自动控制技术，使用数字化信息实现机械设备控制的一种方法。

在数控技术加工方案得到了广泛应用。

一般来说，数控加工技术设计数控机床加工工艺和数控编程技术两个方面。

数控机床是数控加工的硬件基础，其性能对加工效率，精度等两个方面具有决定性影响。

高效，高速，高精度是数控机床技术发展的目标。

零件加工工艺的编程是实现数控加工的重要环节，对于产品质量控制有重要做用。

数控加工工艺分析与编程所追求的目标是如何有效的获得满足各种零件加工要求的高质量数控加工。

图纸分析1、图纸结构分析；该图有外圆，内孔，圆弧，内外椭圆构成，其中内外椭圆较难加工2、精度分析；φ52掉头装夹车左端注意①钻孔中心的断面必须平整，不允许有凸台，以免中心钻被折断。

②中心钻的轴心线必须与工件轴心同轴。

③工件的转速通常要高一些，通常大于1000r/min,以保证一定的切削速度。

④钻削时要适当退出中心钻，以便及时排屑，最好加注切削液。

⑤若中心钻折断，不允许用新的中心钻去清除，否则新的中心钻将折断。

⑥用小直径麻花钻钻深孔时要采取防止钻头摆动的措施。

⑦钻削深孔时，注意排屑和冷却措施。

工艺分析选用CK6140机床，零件没有要求太高同轴度，选用三爪自定心卡盘。

三爪自定心卡盘加工方便，易于装夹。

2.先加工零件右端，因为零件左端头内孔要加工，使得工件刚性差且装夹时容易使工件变形，所以先加工工件右端，依次完成φ30的外圆、长轴为42㎜的椭圆、R3的圆弧。

掉头装夹，加工外圆、用中心钻钻孔、再用φ32的钻头钻孔，最后加工内椭圆。

工步安排顺序①先粗后精，粗车在较短的时间内将工件个表面上的大部分加工余量切掉，一方面提高金属切除效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。

中凸变椭圆活塞加工数控车床数控系统的研究Ξ王大庆　丁崇生　葛思华西安交通大学机械工程学院,陕西西安　710049摘要:重点探讨了中凸变椭圆活塞加工数控车床数控系统设计中的几个重要问题,指出,必须从运动学和动力学两个方面考虑活塞加工过程。

本文依据上述原则成功地设计了活塞加工数控车床的数控系统,实验结果表明,对活塞加工可以达到较高转速和±10μm的加工精度。

关键词:活塞加工;数控系统;伺服控制中图分类号:TG51911;TP273　文献标识码:B　文章编号:1001-2265(2000)04-0038-05Study of NC system of lathe for machining piston with convex contour and vari2elliptical cross2sectionWang Daqing　Ding Chongsheng　G e SihuaAbstract:In this paper,some key issues of machining pistons with convex contour and vari2elliptical cross2section are discussed. It is pointed that kinematics and dynamics should be considered contemporaneously in the designing process.By these principles, the NC system of piston machining lathe is designed.The testing results show that high rotating speed as well as high accuracy of±10μm can be reached.K ey w ords:piston machining;NC system;servo control1　前言活塞是内燃发动机的关键部件之一,工作于高温、高压的恶劣环境中,并由此产生热变形和受力变形。