宏程序在非圆曲线轮廓车削加工中的应用

数控车床加工椭圆类非圆曲线宏程序应用研究摘要：为了能够保证加工零件椭圆轮廓不同位置生产加工的实际要求，在加工内必须就需要应用坐标系旋转及坐标系平移方法，结合椭圆表达方程式，构建数控车装工件和传统坐标系之间关联，结合实例研究案例完成宏程序及粗车循环整体编程控制，真正实现零件加工。

数控车装加工椭圆类非圆曲线宏程序在实际应用内，可以完成不同椭圆轮廓在数控机床内生产，计算流程十分简单，具有良好应用前景。

椭圆属于代表性非圆曲线，本文在分析研究内以某型号数控车削系统作为研究案例对结合坐标系旋转及坐标系平移形式，加强实际生产和数控技能大赛结合，了解数控车装加工任意位置椭圆宏程序编制流程。

关键词：数控加工；宏程序；坐标平移；坐标旋转前言：一般情况下，数控车床主要具有两种指令，分别为直线指令和圆弧插补指令，零件轮廓形状相对简单情况下，直接可以应用直线插补指令借助手工编程形式实现零件生产加工要求。

科学技术水平在快速发展建设内，工业产品类别逐渐多样化建设，非圆曲线开始逐渐出现在零件内。

数控车床由于缺少非圆曲线插补功能，进而非圆曲线加工无法直接应用传统手工编程形式实现。

要是应用软件实现自动编程，所产生的程序数量将会较大，实用性及灵活性得不到有效保证。

宏程序在实际应用内，可以借助函数公式形式，分析了解工件轮廓，程序实用性及灵活性可以得到有效保证。

1、利用坐标平移与坐标旋转将原坐标系的点坐标转移为工件坐标系的新坐标零件在实际生产加工内，经常出现待加工和工件坐标系出现偏差问题，这就需要寻找待加工坐标系和加工工件坐标系之间关联，保证借助加工坐标系，构建专门非圆曲线方程。

数控车床轮廓在划分内，是在xoz平面上所实现，进而非圆曲线方程坐标系在设置内，坐标系内任何一点都应该由坐标旋转方法和坐标平移方法实现。

工件坐标系在生产完毕之后，工件可以获取全新坐标系。

因此，即便数控车床没有专门非圆曲线方程指令，但是依然可以借助坐标旋转指令及坐标平移指令，借助有关数据处理手段，完成非圆曲线方程在不同坐标系内处理任务。

标准课堂/S t a n d a r d C l a s s r o o m198（焦作市技师学院，河南　焦作　454000）摘要：很多中职学校的在校生对数控车编程中非圆曲线的宏程序编写能力欠缺，现在文章介绍一种简单易学，通俗易懂的编程方法。

关键词：数控车加工；非圆曲线；宏程序；六段式编程模板1　请大家先看份图纸：（非圆曲线经常出现在鉴定和竞赛中）图1 抛物线某省中职技能大赛数控车零件图2 宏程序应用范围（1）抛物线、椭圆、双曲线等（统称为非圆曲线）数控系统没有插补指令的轮廓曲线如何编程？（这是本文我们要解决的问题）（2）图形一样、尺寸不同的系列零件如何更方便的编程？（3）对于工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件如何编程？3 非圆曲线举例（椭圆）3.1 零件图3.2 编程思路（1）在上图中：O是椭圆的坐标原点，X、Y是椭圆的两条坐标轴。

20和14分别代表椭圆的长、短半轴的长度，Φ28表示零件的直径，X2/202+Y2/142=1是椭圆的标准方程。

根据零件图形和椭圆方程知道：当X=0，Y=14;当X=20，Y=0。

那么：我们可以把X轴从0到20分成若干等份，可以得到对应的Y值。

如下图。

（2）我们再把各个点连起来，就得到了椭圆的基本轮廓，如下图：不光滑的椭圆图中由于X轴被等分的份数较少（5份），得到的椭圆不光滑。

那么可以知道：只有X轴被分的份数越多，图形才越接近椭圆，但需要计算的量就越大，程序段数量也更多。

3.3 宏程序的引入（1）数学坐标系转换成编程坐标系。

上图：X 轴和Y 轴可以看成是编程坐标系下的Z轴和X轴，那么方程转换为 Z2/202+X2/142=1。

我们把Z轴看成是自变量，X就是因变量。

Z轴0——20为域。

（2）编程如下：(椭圆部分的宏程序。

共六段)郭军利宏程序在非圆曲线中的应用S t a n d a r d C l a s s r o o m /标准课堂199…#1=20.（Z 向初始值，椭圆的加工起点在数学坐标系中的Z 值WHILE[#1GE0]DO1（椭圆的加工终点在数学坐标系中的Z 值）#2=14./20.×SQRT[400.-#1×#1]（椭圆标准方程）G1X[#2×2.]Z[#1-20.]（数学坐标原点到编程原点的Z 向距离）#1=#1-0.1（步距的大小决定椭圆的精度） END1（结束）…4 六段式编程验证（抛物线图形）我们用椭圆编程实例中的六段编程格式编写图一中抛物线图形的程序如下：…#1=10.WHILE[#1GE0]DO1#2=SQRT[10.×#1]G1X[2.×#2+31.]Z[#1-10.]F0.1#1=#1-0.1END1…（经过仿真加工证明六段式编程是可行的，图略）5 归纳根据椭圆举例和抛物线练习，宏程序可以归纳为：六段式模板#1=？WHILE[#1GE ？]DO1#2=非圆曲线方程G1X[？±2.×#2]Z[#1－？]#1=#1-0.1END16 结论（1）编写非圆曲线宏程序完全可以采用 六段式编程模板（格式简单，不易出错，具有通用性）。

宏程序在编制非圆曲线类零件程序中的应用日期: 2009-11-10 18:51:38 浏览: 10 来源: 学海网收集整理作者: 佚名摘要：文章以在华中数控NHC-21Ｔ型数控车系统上编制椭圆加工程序为例,介绍了采用宏程序编程法在编制非圆曲线类零件程序时的分析方法及思路。

关键词：宏程序椭圆循环变量引言在用宏程序加工非圆曲线类零件时，一般思路是先把工件坐标原点偏置到该类零件的对称中心上，然后采用直线逼近（也叫拟合）法，即在Z向或X向分段，以一个适合的步距，并把Z或X作为自变量，X作为Z或Z作为X的函数来进行处理。

为了适应不同类型的非圆曲线（即不同长短轴的椭圆，不同实、虚轴的双曲线，不同对称轴和不同焦点的抛物线），不同起始点和不同的步距，我们可以编制一个只用变量不用具体数据的通用宏程序，然后在主程序中呼出该宏程序的用户宏指令段内为上述变量赋值。

这样，对于不同的非圆曲线、不同的起始点和不同的步距，不必修改程序，而只需要修改主程序中用户宏指令段内的赋值数据即可。

由于思考方法大致相同，本文只对椭圆的精加工通用程序和适用程序的应用进行介绍。

一、椭圆类精加工通用程序分析图（一）所示为带有椭圆过渡的零件，假设椭圆短半轴为a,长半轴为b;我们可使用变量为此类零件编出精加工通用宏程序。

1）分析：椭圆的一般方程: ，我们把Z作为自变量，X作为Z的函数则：在第一、二象限内可转换为：在第三、四象限内可转换为：用变量来表达上式为：#23=#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]#23=－#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]图（一）椭圆过渡类零件图2）根据前面所述的一般思路，可画如图（二）所示的椭圆宏程序结构流程图：图（二）椭圆精加工宏程序结构流程图3）通用程序示例我们以工件右端面与轴心线的交点作为坐标原点来建立工件坐标系，如图（一）所示，程序中所用到的局部变量含义如下：#23=e；e为椭圆轮廓的起始点工件X坐标值#25=d；d为椭圆轮廓的轴起始点工件Z坐标值#0=a；a为X向椭圆半轴长度#1=b；b为Z向椭圆半轴长度#2=c；c为椭圆轮廓终点工件Z坐标值#3=f；f为Z轴递变量#4=g；g为Z轴偏移量，在数值上与d相等#5=h；h为切削速度主程序：%01 ;程序号N1 T0101N2 M03 S600N3 M98 P02 A a B b C c D f E g F h X e Z d ；调用车削椭圆曲线类零件的用户宏程序，并为变量呼出相应值N4 G00 X100 Z100 ；回到换刀点N5 M30；程序结束并返回程序开头%02；宏程序名N1 G00 X[#23] Z1 ；快速定位N2 WHILE #25 GE #2 ；判断是否走到椭圆Z轴终点N3 #23=#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]；（计算椭圆上任一点X坐标值）N4 G01 X[2*#23] Z[#25-#4] F[#5]；将工件坐标系原点偏移到椭圆对称中心，并直线插补椭圆N5 #25=#25-#3 ；Z轴步距递减N6 ENDW；返回循环体N7 M99；子程序结束并返回主程序二、椭圆适用程序解析以上为椭圆精加工通用程序，但是我们在实际加工过程中，往往不仅仅只涉及精加工，可能还有较多加工余量需要我们处理。

摘要：通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能的程序叫宏程序，通过编程实例介绍了宏程序编程在有规则的曲线、曲面铣削加工中的应用。

关键词：宏程序变量编程铣削在普通程序的编制中，一般是将一个具体数值赋给功能字，如G00 X10.，就是将10赋给功能字X。

在宏程序编程中，可以将变量赋给功能字，在程序中或MDI面板上改变变量代表的数值，这种在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能的程序叫宏程序。

相对普通程序，由于宏程序编程可以使用类似计算机编程语言中的函数变量，使得程序编制更加容易和灵活，可实现普通编程难于实现的功能。

宏程序编程属手工编程，其程序功能虽然也可以通过CAM编程实现，但CAM生成的程序往往较长，空刀运行的部分较多，降低加工效率，因此，在数控铣削中，对于非圆曲线、曲面、圆角、倒角的加工，当程序容量较小时，应用宏程序编程具有其独特的优点。

一．XY平面非圆曲线的加工1．非圆曲线参数方程编程前必须明确所加工的非圆曲线的参数方程，即x=x(t)，y=y(t)，常用的非圆曲线有：椭圆、渐开线、摆线、抛物线等，参数方程如下：椭圆：x=a cost y=b sint渐开线：x=r cost + rtsint y=r sint - rtcost摆线：x=r（t – sint）y=r（1 – cost）2．程序编制编制非圆曲线程序时，为简便起见，常常会不用铣刀的半径补偿功能，而在椭圆的长、短轴a、b值或渐开线、摆线的r值上加(减)铣刀半径R，建立新的参数方程，铣刀中心走修正后的参数方程所形成的轨迹，实际上，铣刀中心走完该轨迹后，铣刀所切削的轮廓并不是所需的曲线。

以加工外轮廓椭圆A为例，如图1所示，采用铣刀的半径补偿功能，以曲线参数方程进行编程，铣刀中心的轨迹为B，刀具加工出来的轮廓为A，这是所需的轮廓，若不用铣刀的半径补偿功能，而以椭圆的长、短轴a、b值加铣刀半径R建立新的参数方程编程，铣刀中心的轨迹为C，刀具加工出来的轮廓为D，轮廓D与轮廓A有明显偏离，只在椭圆的四个顶点重合，轮廓D是错误的。

浅析应用宏程序车削非圆二次曲线轮廓苏清玲【摘要】Macro program is a special programming method of the numerical controlled (NC) system and similar product The product with its outline varies regularly (such as elliptic, parabola, hyperbola, sinusoidal curve etc) can be processed by the macro program. The product can be processed eventually by the application of the macro program on the NC lathe through the method of the straight line fitting in the direction of X and Z axis.%用户宏程序是数控系统及类似产品中的特殊编程功能.依托宏程序编程加工一些有规律变化的非圆曲线轮廓的产品,可以提高产品的加工效率和加工精度,满足现代工业产品的加工要求.所谓非圆二次曲线指椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线等的二次函数轮廓线,应用宏程序通过曲线轮廓的函数方程、宏变量编程、点坐标的计算而最终方便快捷地完成产品的加工.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)022【总页数】2页(P35-36)【关键词】宏程序;非圆二次曲线;椭圆曲线;正弦曲线;直线拟合【作者】苏清玲【作者单位】青海省重工业职业技术学校,西宁810026【正文语种】中文【中图分类】TH110 引言随着数控加工技术的广泛应用，机械加工中经常出现由复杂曲线所构成的非圆曲线零件，如柱塞泵、灯罩、模具等。

由于产品性能要求的不断提高，对非圆曲线零件的精度要求越来越高。

基于宏程序的非圆曲线数控车削加工技术【摘要】本文主要探讨了椭圆、抛物线等非圆曲线零件在FANUC 0i Matc-TC数控系统上的加工工艺和编程加工，说明宏程序在此类零件加工中的应用，破解了用手工编程加工这类零件的难题，同时也希望对初学宏程序者有一定的帮助。

【关键词】数控车床；宏程序；非圆曲线；加工0 引言在数控车床手工编程中，有时仅依靠简单的插补指令无法满足对如椭圆、抛物线和双曲线等非圆曲线零件的加工。

如果采用自动编程，程序往往过长，导致修改完善的难度很大。

这时如果使用用户宏程序功能，在手工编程的情况下就可以达到零件的加工要求，而且大大缩短了程序的长度，便于发现和解决问题，同时也扩展了数控车床的应用范围。

本文通过一个典型的例子，将椭圆、抛物线等非圆曲线结合起来，详细阐述了该零件在FANUC 0i Matc-TC数控系统上的加工工艺和编程加工，说明宏程序在此类零件加工中的应用，同时也希望对初学宏程序者起到一定的帮助。

1 典型加工实例因为在非圆曲线中，抛物线和椭圆两种情况应用的场合比较多，所以我们选择如图1所示零件进行加工，分析其加工工艺、编制其精加工程序，以此来说明宏程序在加工如椭圆、抛物线等非圆曲线零件中的优势。

1.1 零件图加工工艺分析1.1.1 技术要求该非圆曲线零件的轮廓由抛物面、圆柱面、椭圆面构成，零件材料为45钢。

为了提高加工精度，我们把图中抛物线的X轴步距定为0.04mm，椭圆Z轴步距定为0.04mm。

1.1.2 加工工艺分析（1）定位基准：零件左端圆柱面。

（2）装夹方案：三爪自定心卡盘定位装夹。

（3）刀具选择：主偏角为93度的硬质合金外圆端面车刀。

图1（4）切削用量的选择：根据零件的表面粗糙度要求，主轴转速选为1000r/min，进给量选为0.08mm/r。

（5）刀具起点的确定：刀具起点放在Z轴正方向距离端面50mm处，X轴方向为距离工件轴线100mm处，如图1所示A点。

（6）工件坐标系的建立：以抛物线顶点，即工件前端面与其轴线的交点为编程原点，如图1所示Op点。

数控编程与操作
教学模式改革-理实一体化授课教案
模块一数控车床的编程与操作
数车基本模块FANUC系统数控车床编程及操作课题十四非圆曲线轮廓的编程加工
导学材料
必学部分:教材：《数控车削编程与加工》非圆曲线加工部分选学部分：《数控铣削编程与加工》宏程序部分
教学安排：今日重点在于用宏程序加工对心凸椭圆。

教学反思：
用去除余量方法加工，编程比较麻烦，在FANUC上加工，G71中不能将宏程序放在循环程序中，但可以放在G73下的循环程序中，这样使得编程大为简化。

如下述例题中，工件右端程序可写成下列形式：
O0001
M03 S800 T0101；
G00 X40.0 Z2.0;
G73 U17. R10
G73 P1 Q2 U0.5 W0.3 F0.25
N1 G42 G00 X0;
#1=25; Z轴起始尺寸
WHILE [#1GT0]DO1; 判断椭圆是否走到Z轴终点
#2=17.0*SQRT[25*25－#1*#1]/25.0; X轴变量
G01X[2*#2] Z[#1－25.0] F0.1 椭圆插补
#1=#1-0.1 Z轴步距，每次0.2mm
END1
N2 G00 X38 退刀
X100 Z60
M00
M05
M03 S1000 T0101；
G00 X40.0 Z2.0;
G70 P1 Q2
G00 X100 Z60
M05
株洲技术学院工业自动化系数控加工技术教研室教学模式改革理实－体化教学课教案
根据宏程序可套在G73循环程序中对零件加工的思路，宏程序第二次上课的内容为利用G73下套宏程序的加工零件为教学重点。

11。