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运用FANUC的B类宏程序参数化车削椭圆

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运用FANUC的B类宏程序参数化车削椭圆
江苏省灌南中等专业学校段亚宝
1.问题的提出
椭圆等非圆曲线在实际中运用比较广泛，但数控系统中没有现成的插补指令，只能运用G01直线插补指令采用“直线逼近”的方法来拟合加工。

为了保证椭圆表面粗糙度，直线段必须有足够的数量。

如果全部采用手工计算G01的地址，工作量将会非常大，而且换一个新的椭圆，所有工作又要重新开始。

采用B类宏程序参数化车削不仅计算简单，而且通用性强。

椭圆变化的时候，只需要改动几个变量的值就可以了。

直线逼近示意图
2．问题的解决
2.1认识椭圆方程
图1
如右图1所示的椭圆有两个方程，
x2/b2+z2/a2=1
一个是标准方程
由标准方程可得：
x=bsinβ
z=acosβ
一个是参数方程
2.2去除余量的粗车
2.2.1粗车思路
由椭圆的标准方程可知，z=f(x)，即每一个具体x 值都有一个对应的Z值。

所以粗车的思路就是把每次X向的起刀点设为一个变量，并与精车余量进行比较。

如果小于，粗车结束。

如果大于等于，则根据这个变量计算出对应的Z值（由于通常的编程习惯是把工件的右端面的中心设为编程原点，所以这个求得的Z值必须进行相应的转换）。

车完这个Z值之后，X变量减小一个切深，继续进行比较。

这个过程如下图2所示。

小于
大于等于
X向起刀点
判断与精车余量的关系
粗车结束
根据Z=f(x),去除余量
X值减小
图2 粗车流程
2.2.2 实例
车削一个长轴半径40短轴半径15如图1右半边的椭圆，毛坯直径32。

最终效果如图3
粗车程序如下：
O0056
图3 粗车效果图
T0101;1号粗车刀
M03S600；
G00X100.Z100.；
#1=32；毛坯直径
#2=40；椭圆长轴半径a
#3=15；椭圆短轴半径b
#4=0.5；精车余量
#5=2；切深
#6=#3*2-#5；X向起刀点
WHILE[#6GE#4]DO1；判断X值是否大于等于精车余量G00X[#6]Z[#4]；定点
#7=#2*SQRT[1-#6*#6/[#3*#3*4]]；考虑屏幕输入宽度#8=#7-#2+#4；Z向粗车长度
G01Z[#8]F0.1；余量去除
G00X[#1]Z[#4]；退刀
#6=#6-#5；每次进给#5的切深
END1；
G00X100.Z100.；
2.3 保证粗糙度的精车
精车椭圆是利用椭圆的参数方程，采用直线逼近方法，利用角度的微小变化来拟合最终的椭圆表面。

角度的变化要除了要考虑最终的表面精度还要考虑系统的计算能力，如果一味追求表面精度，而设置非常小的角度增量，可能导致系统死机。

精车程序如下（与上一程序关联）
T0202；2号精车刀
图4 精车效果图
#9=90；椭圆弧终止角度
#10=0；椭圆弧加工开始角度
#11=1; 角度每次加1度
G00X0Z[#4]；
G01Z0F0.08；
WHILE[#10LE#9]DO2；
#12=#3*SIN[#10]*2；X坐标
#13=#2*COS[#10]-#2；Z坐标
G01X[#12]Z[#13]；精车椭圆弧
#10=#10+#11；
END2；
G00X100.Z100.；
M30；
参考文献：
1、《椭圆车削参数编程》潘应晖《机械设计与制造》08.1P172~173
2、《数控车床加工工艺与编程操作》任国光主编机械工业出版社2008.4P93。

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数车宏程序B及其应用实例K

数车宏程序B及其应用实例K

FANUC 0i Mate-TC系统宏程序B功能实例应用William.YangFANUC 0i Mate-TC系统宏程序B功能序宏程序作为一种数控程序编制指令现在已经被广大数控机床用户所认识，尤其是近年来随着各类数控大赛的不断开展，宏程序在大赛中的广泛应用，在数控行业中掀起了宏程序的热潮。

宏程序根据所用的数控机床的不同略有不同，但大同小异，我们学会了一种机床的宏程序后，再学习其它机床的宏程序就容易了。

本文以国际上比较流行的FANUC 0i Mate数控系统为例，介绍一下宏程序的编程。

FANUC 0i Mate数控系统中宏程序分为用户宏程序功能A和用户宏程序功能B两类。

A类宏程序是采用了G代码和引数进行赋值来表达各种数学运算和逻辑关系的一种方法，现在这种方法由于编制起来相对复杂，一般只有数控机床上没有配置用户宏程序功能B的用户才使用用户宏程序功能A。

目前大多数用户都使用用户宏程序功能B进行编制，所以本书仅以用户宏程序功能B为重点深入介绍宏程序的相关知识。

讲座中编写了近年广泛应用的一些例子和笔者最近开发的零件使用宏程序的复杂例子。

以FANUC 0i Mate数控系统数控车床和加工中心为例进行讲解，本讲座已经作为我学院的宏程序教案进行推广，同时在我学院进行培训的高级技师、技师及高级工中进行了讲授反映良好，特将本教案作为实例供广大使用FANUC 0i Mate数控系统的用户和有兴趣研究宏程序的读者作为参考。

一、宏程序的基本概念在一般的程序中，程序字为常量，只能描述固定的几何形状，缺乏灵活性和适用性。

若能用改变参数的方法使同一主程序能加工形状（属性）相同但尺寸（参数）不同的零件，加工就会非常方便，也提高了可靠性。

加工不规则形状零件时，机床可能要作非圆曲线运动，一般手工编程达不到要求。

在进行自动测量时机床要对测量数据进行处理，这些数据属于变量，一般程序是不能处理的。

针对这种情况，数控机床提供了另一种编程方式，即宏编程。

数控车椭圆加工

数控车椭圆加工

99； #i—运算结果存放处的变量名； #j—被操作的第一个变量，也可
以是一个常数； #k—被操作的第二变量，也可以
是一个常数。
B类宏程序格式为：
• (1) 非模态调用（或单一调用G65）
• G65 P（程序号）L（自变量赋值）；
• 式中：P——指定宏程序号；
•
L——重复调用次数（1~9999，调用1次时L可
#2=13；椭圆的短半轴’#2=b
#3=15；椭圆的起点距椭圆中心的Z向距离---#3=z
N10#4= #2*SQRT[#1*#1 -#3*#3]/#1
；椭圆X半径变量#4=x
坐标系变换
x2 a2
y2 b2
1
z2 a2
x2 b2
1
x2
1
z2 a2
*b2
xb* 1a z2 2 b* a2z2/a
代入变量:#1=a,#2=b,#3=z,#4=x,
#3=#3-0.5
；z向变量递减（逐段）
IF [#3GE-10.34]GOTO10 ；Z向变量的判断, 椭圆轨迹的 终点 与椭圆的坐标系的距离
G02X26Z-36R12 G01Z-50
椭圆中心距编 程原点z向距离
…..
椭圆终点距离椭圆
坐标系z向距离，
左+右—
方程的推导：
#1=20 ；椭圆的长半轴;#1=a
Z-12.144 #1=20 #2=15 #3=12.86 N15#4=#2*SQRT[#1*#1-#3*#3]/#1 G01X[2*#4]Z[#3-25] #3=#3-0.5 IF[#3GE=0]GOTO15 N20G01G40X42
#1=40 #2=21 #3=31.41 N15#4=#2*SQRT[# 1*#1-#3*#3]/#1 G01X[2*#4]Z[#3-54] #3=#3-0.5 IF[#3GE4.68]GOTO 15
FANUC数控系统用户宏程序应用——椭圆凸台数控铣削加工

FANUC数控系统用户宏程序应用——椭圆凸台数控铣削加工


这些在手工编程时可以很好应用 。
三、 圆凸台宏程序编程应用 椭
如图 １ 所示为椭圆凸台。加工椭 圆凸台， ＃０ １４：刀尖在工件坐标系 中 ｘ坐标 值变 具有变量运算 、 判断 和条件转移等功能 ， 因此 不仅 加工椭 圆需要变量编程 ，凸台方向也需 量； 可以编制出更简单 、 通用性更强的程序。 要变量编程 。如 图 ２所 示 ， 加工椭 圆时 ， 以角 ＃ ０ ：刀尖在工件坐标系中 Ｙ坐标值变 １５ 编写宏程序 时，可 根据工件加工要求先 度 ｎ 为 自变 量 ， 则在 ｘ 面内 ， 圆上 各点 ｙ平 椭 量。 用宏 指令列 出加Ｔ点 坐标值 的计 算过程 ， 计 坐标分别是 （８ｏ？ｓ ？ ， １ｃｓ， ｎ ）坐标值 随角度的变 ｉ 加工程序 如下 ： 算过程 中的数据可 以用 变量暂代 ，在加工时 化而变化。对于椭 圆的锥度加工 ， Ｚ 当 向每抬 根据工件 的具体尺寸要求 ，由加工主程序输 高 ｄ时 ，长 轴 及 短 轴 的 半 径 将 减 小 ｄ×
漏洞 。笔者知识粗浅 ， 只能举 出以上应用 ， 其 中或错或对恳请大家批评指正。
蕾Ｉ Ｉ ｌ
表２
如完成记数 ６ ０次后 才 向下 执行 ，编程
为：
Ｎ１ ＃１ １ ０ ＝；
设定 ＃１ 初始值
图 ２ 宏程 序 变 照运算
Ｎ ０ ＃１ ＃ ＋ ； ２ ： １１ ＃１ 值累加 图 １ 宏 程 序 编 程 实 例 Ｎ ０ Ｆ ＃１Ｌ ０ Ｇ Ｔ ０； 判 别次 图 ２宏程序变量运算 ３ Ｉ【 Ｅ６ ］ Ｏ Ｏ １ 数， 转移执行顺序 编程时 ， 用以下变量进行运算。 使
关键 词 ： 户宏 程 序 变量 编 程 曲 面 用
一
、
宏程序编程概念
Ｎ４ ０ ・ ・ Ｎ５ ・ ０
数控车加工椭圆的通用宏程序

数控车加工椭圆的通用宏程序

数控车加工椭圆的通用宏程序作者：吴同皇刘让铁来源：《硅谷》2008年第17期[摘要]提出利用宏程序法加工椭圆，解决过象限时程序的连接性问题，实现程序的通用性，从而实现加工任意椭圆弧，此程序在FANUCOiMate-TC数控系统上试车成功。

[关键词]宏程序通用性中图分类号：TP2文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910110－01数控车加工X、Z平面内的椭圆的方法大致有三种：自动编程法、改变传动比法、宏程序法。

自动编程法是指：先用自动编程软件（比如MasterCAM、Cimatron、UG、CAMworks、CAXA等）绘出椭圆轮廓线，设置好工艺参数之后，自动生成数控程序的方法。

这种加工方法的缺点是：需要配备电脑、自动编程软件和传输接口，甚至需要DNC加工（成本较高）；要求数控编程员会使用自动编程软件；加工不同的椭圆或修改椭圆公差要重新绘图和编程。

它的优点是：具备以上软、硬件條件后，加工适应范围广。

改变传动比法是指：利用一个圆在一个方向均匀压缩后可以得到椭圆的原理，在伺服电机的数控机床上，通过调整伺服参数改变某一根轴的虚拟传动比，用G02或G03指令加工椭圆。

这种加工方法的优点是：加工精度高，编程简单。

但它的缺点也很明显：需要专业的机床维修调试人员才会修改伺服参数，而且加工不同的椭圆要重新设置伺服参数；无法加工长轴与机床坐标轴倾斜的椭圆；零件上如果同时有圆弧，则圆弧不能加工；零件上还有其它线性轮廓，则全部要用换算后的数值编程。

宏程序法：是指用变量编程的方法，在数控装置内自动计算椭圆上的每一个点的坐标，并实现自动进给，最终加工出椭圆轮廓线。

这种方法的优点是：加工精度可以很容易得到控制；加工不同的椭圆只需简单地修改几个参数的数值。

它的缺点是：需要一个通用的宏程序，编辑这个宏程序，对编程人员的技能要求高；要求数控系统必须支持宏程序（目前大多数数控系统都支持宏程序）。

通过以上分析，我们可以看到，宏程序法的成本低、适应范围广，只要编制一个通用的宏程序，就可以基本做到一劳永逸。