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基于MACRO的非圆二次旋转曲线轮廓的数控加工研究李润;陈兆兴【摘要】针对常规手工编程中难以加工非圆二次旋转曲线的问题,对华中数控系统中典型的非圆二次函数公式曲线轮廓的车削加工进行研究。
首先根据加工轮廓确定中心在坐标原点,且不倾斜的曲线方程,在solidworks软件中创建表达式,应用规律曲线参数模块绘制出曲线图形;然后将表达式中的方程进行坐标旋转及平移转换,绘制出与加工图纸一致的曲线轮廓;最后采用分析归纳法得出二次旋转曲线的宏程序模块,并给出该宏程序在旋转双曲线和椭圆曲面零件加工中的编程应用。
实践表明,该宏程序对数控编程基础人员灵活应用非圆二次旋转曲线轮廓的编程方法与技巧有实际的指导意义。
%It is difficult to process Non-round conic hyperbola curve in conventional manual programming,now,studying turning of Non-round conic hyperbola outliner on HNC-21T numerical control system.First,acts according to the processing outline determination center in the origin of coordinates,founds the expression of non-incline equation of a cure by the solidworks software,and draws up the curvilinear figure based on the application rule curve parameter module,then carries on the expression in equation coordinates revolving and the translation transforms,draws up with the processing blueprint consistent curve outline,the general macro of Non-round conic hyperbolic is obtained in analysis and induction,and is applicated in Revolving hyperbolic curve processing parts.Processing practices prove： it is significant to improve programming methods and techniques for the certain person who has the basis of NC programming.【期刊名称】《兰州石化职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(011)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】宏程序;非圆二次曲线;数控程序;旋转椭圆;旋转双曲线【作者】李润;陈兆兴【作者单位】兰州石化职业技术学院机械工程系,甘肃兰州730060;山东特种设备检验研究院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TG659随着数控技术的不断进步，数控车床加工各类复杂形面也日渐增多。
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。
宏程序在非圆曲线类零件车削加工中的应用黄启红【摘要】文章分析了宏程序功能的突出特点、编程思路及常用编程格式,并以HNC-21/22T系统数控车床为例,对含抛物线及椭圆轮廓的非圆曲线类数控车削零件,如何用宏程序来加工的设计思路、工艺参数、结构流程图及程序编制等进行了具体分析.在数控车削加工中,宏程序使用变量、算术、逻辑运算及循环语句等方法,能够编制传统数控编程无法实现的非圆曲线类零件的加工,其变量编程方式增加了应用对象的灵活性,使宏程序具有通用性,大大增强了数控机床的使用功能.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)009【总页数】3页(P49-51)【关键词】宏程序;非圆曲线;数控车削加工【作者】黄启红【作者单位】岳阳职业技术学院机电工程系,岳阳,414000【正文语种】中文【中图分类】TH161在数控车削加工中，有时会遇到一些非圆曲线类零件的加工，这类零件若采用软件自动编程，则生成程序占用内存较大、程序修改困难且受设备和条件的限制，若采用传统的CNC手工编程，则数控系统提供的直线插补和圆弧插补功能无法直接满足用户的要求。
但是，如果利用数控系统提供的用户宏程序功能，可以很好的解决这些形状或尺寸有规律的非圆曲线类零件的加工。
现代数控系统都为用户配备了强有力的类似高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算。
宏程序提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句等功能，用以编制非圆曲线等各类复杂零件的加工程序并可精简程序量，减少甚至免除手工编程时繁琐的数值计算。
用户宏程序是带变量的手工编程，是手工编程的精髓。
其程序具有简洁精悍，逻辑严密；很好的易读性和易修改性，通用性强，编程效率高；程序内存量小，比执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更加迅速，能弥补自动编程的不足等特点。
宏程序加工非圆曲线轮廓的基本编程思路是用数段直线逼近轮廓线。
具体而言，就是设想先将某段非圆弧曲线细分成若干微小线段，然后在每一小段线段上做直线或圆弧插补，来近似表示这一段非圆弧曲线。
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）。
数控车床加工非圆曲线宏程序的编写方法作者：李雅昔李晓莉李星恕来源：《现代电子技术》2014年第04期摘要：为方便加工零件上不同位置的非圆曲线，采用坐标系平移的方法，将给定非圆曲线表达式的原坐标系向数控车床建立的工件坐标系分别沿x，y轴进行平移，使两坐标系的坐标原点重合，再将待加工的非圆曲线方程转化为数控车床工件坐标系中的非圆曲线方程，最后只需针对数控车床工件坐标系中的非圆曲线方程进行粗车循环与宏程序联合编程，即可方便地实现零件加工。
建立了加工不同位置非圆曲线宏程序编写模式。
提出的坐标系平移方法，可方便地对不同位置的非圆曲线在建立数控车床工件坐标系中建立新的表达式方程，该方法数学计算简单，适用于各类非圆曲线的宏程序编写。
关键词：数控加工；宏程序；非圆曲线；坐标系平移中图分类号： TN911⁃34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）04⁃0084⁃03Compiling method of macro program of machining non⁃circular curve by CNC latheLI Ya⁃xi1，2， LI Xiao⁃li3， LI Xing⁃shu1（1. College of mechanical and electronic engineering， Northwest Agriculture & Forestry University， Yangling 712100， hina；2. Shangluo Vocational and Technical College， Shangluo 726000， China；3. School of Information Engineering，Chang’an University，Xi’an 710064， China）Abstract： In order to manufacture non⁃circular curves in different positions on a mechanical component conveniently， a method of translating coordinate system is adopted to make the original coordinate system of non⁃circular curve expressions translated to workpiece coordinate system established by CNC lathe along x and y axes respectively， make the coordinate origins ofabove⁃mentioned two coordinate systems coincided， convert original non⁃circular curve expressions into the new curve expressions of CNC lathe， and then make the combined programming of rough turning and macro program according to the new curve expressions to realize the workpiece machining. The macro programming mode of non⁃circular curve processing in different positions was established. The method of coordinate system translation， proposed in this thesis， can make non⁃circular curves processing in different positions on a mechanical component easier to establish a new expressing expression in CNC workpiece coordinate system. The method is simple in mathematics， and suitable for macro programming of all kinds of non⁃circular curves.Keywords： CNC machining； macro program； non⁃circular curve； coordinate system translation在实际生产中，数控车床很少使用自动编程。
宏程序编制非圆弧曲线的编程模块刘小清【摘要】宏程序的模块化可大大简化程序,提高手工编程的效率,拓展数控机床手工编程应用范围,提高机床的使用性能.将相关的参数填写在格式模块对应的位置,就可以编制非圆弧二次曲线的程序.【期刊名称】《鄂州大学学报》【年(卷),期】2011(018)002【总页数】4页(P23-26)【关键词】宏程序;编程;模块化【作者】刘小清【作者单位】鄂州职业大学,机械系,湖北,鄂州,436000【正文语种】中文【中图分类】TP311;TH164目前市场上的数控加工系统一般只具有直线插补和圆弧插补功能，这就限制了数控机床的加工范围。
随着各种复杂的零件应用越来越普及，非圆弧二次曲线的编程就成为每个数控编程人员必须掌握的基本技能。
加工非圆弧二次曲线的方法有两种：一种是利用系统的强大的计算功能及宏功能来编程，另一种是利用各种编程软件进行自动编程。
宏程序对初学者来说难于理解，但有一种模块化的格式，无论你是否懂宏程序，只要记住这些模块，将相关的参数填写在对应的位置，就可以编制任何非圆弧二次曲线的程序了。
一般数控系统都为用户配备了强有力的类似于高级的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算（+、-、*、/）、逻辑运算（AND、OR、NOT）和函数运算（SIN、COS等），宏程序还提供了循环语句、判断语句、分支语句和子程序调用语句。
可以利用宏程序来编制复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数字计算，以简化程序量。
简单地说，宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控程序，宏程序具有如下的特点：[1]例如：（1）G01X[#3+8] 表达式#3+8（2）G01X4F[#1] 变量#1（3）G01Y[50*SIN[30]] 函数运算50×SIN30°例如：（1）IF#3GE9 选择执行命令……ENDIF（2）WHILE#1LT#4*5 条件循环命令……ENDW（1）宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工非圆弧曲线，如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等；（2）宏程序可以完成图形一样、尺寸不同的系列零件加工；（3）宏程序可以完成工艺路径一样、位置不同的系列零件加工；（4）宏程序具有一定的决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分；（5）使用宏程序能极大地简化编程，精简程序，适合于复杂零件的加工编程。
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。
非圆曲线形面的数控车削编程技术倪春杰【摘要】Through cosine curve programming examples,this paper is to parse the non-circular curve of macro pro-gramming methods and steps,summarize the main points put forward effective programming and macro program templates,to solve problem of programming NC turning non-circular curve by hand.Practice shows that,using this method,program brief and easy to understand,modify easily,which reduced the workload and labor intensity, and improves the machining efficiency.%通过余弦曲线编程实例，解析非圆曲线的宏程序编程方法和步骤，总结出有效的编程要点和宏程序模板，解决了手工编制非圆曲线数控车削程序的难题。
实践表明，采用此方法编制的非圆曲线形面程序，简短易懂，修改容易，降低了编程的工作量和劳动强度，有效地提升了数控加工的经济效益。
【期刊名称】《兰州石化职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P34-36)【关键词】非圆曲线;数控车床;宏程序【作者】倪春杰【作者单位】兰州石化职业技术学院机械工程系，甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】TG519.1数控系统一般只能进行直线和圆弧的插补运算，一旦待加工的零件表面存在诸如抛物线、双曲线、椭圆线和渐开线等非圆曲线时，就只能采取自动编程或宏程序编程等方式解决了。
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。
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