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1、数控车床加工椭圆方法的研究-陈松摘要：.宏程序具有逻辑性强、程序简单、修改方便等特点 ,在实际生产中也得到了广泛的应用. 特别是在数控教学及数控大赛中具有很强的普遍性和广泛性.关键词：数控车床 椭圆 宏程序 加工 前言：应用数控机床进行加工时,一些简单的零件采用一般手工编程进行加工, 但对于一些形状复杂但却有一定规律的零件,例如:椭圆、抛物线、双曲线等, 手工普通编程则无法对其加工点进行控制，此时就得借助计算机编程软件进行编程，这使机床的使用受到硬件的制约，应用宏程序即可通过利用一些简单的数学关系式计算,编制程序代码可实现零件的加工 ,本文基于对宏程序的研究着重分析了宏程序在数控车床上加工椭圆
2、中的应用方法。 一，宏程序概述1、 宏程序的编制方法简单地解释就是利用变量编程的方法。即用户利用数控系统提供的变量、数学运算功能、逻辑判断功能、程序循环功能等功能，来实现一些特殊的用法。如下边程序即为宏程序N50 #100=30.0N60 #101=20.0N70 G01 X#100 Z#101 F500.02、宏程序中变量的类型：局部变量：#1#33公共变量：#100#149，#500#509系统变量：#1000#5335（1）算数式加法： #i=#j + #k减法： #i=#j - #k乘法： #i=#j * #k除法： #i=#j / #k正弦： #i=SIN #j 单位：度余弦： #i
3、=COS #j 单位：度正切： #i=TAN #j 单位：度反正切：#i=ATAN #j / #k 单位：度平方根：#i=SQRT #j 绝对值：#i=ABS #j 取整： #i=ROUND #j （2）逻辑运算：等于： EQ 格式： #j EQ #k不等于： NE 格式： #j NE #k大于： GT 格式： #j GT #k小于： LT 格式： #j LT #k大于等于： GE 格式： #j GE #k小于等于： LE 格式： #j LE #k（3）.条件跳转语句I F 条件表达式 GOTO n当条件满足时，程序就跳转到同一程序中程序段标号为的语句上继续执行；当条件不满足时，程序执行下一条
4、语句。WHILE 条件表达式 DO m.END m当条件满足时，从 DO m 到 END之间的程序就重复执行。当条件不满足时，程序就执行 END下一条语句。二、椭圆方程分析由于数控车床的横坐标轴为 Z，竖坐标轴为 X 轴，故数控编程时对于椭圆方程中的参数要有所变动。解析方程根据椭圆解析方程，我们可以得到如下关系式：以 Z 作为自变量，则参数方程三、加工椭圆实例加工改图右端时，先用 G71 把右端 R5 圆弧和 16 外圆粗车，将椭圆粗车至外圆 36 的尺寸然后再进行如下分析，因为该图加工有一部分为椭圆，所以编程时应该根据该段椭圆的起始点和终止点来确定变量变化的范围，从而确定了走到路线的范围。1
5、、以椭圆解析方程换算关系式加工右端椭圆O0001;#1=33.;#2=17.5.;#3=29.35;N10IF#3LT-9.236GOTO20;#4=SQRT#1*#1-#3*#3;#5=17.5/33.*#4;#6=2*#5;G01X#6Z#3-33.F80;#3=#3-0.1;GOTO10;N20G01X36.;G0Z2.;M30;这是椭圆精加工程序，走到路线图为2、显然这是椭圆程序的基础，并不能用于考试时的加工。在编制椭圆粗加工程序的时候，我们可以设置一个变量配合子程序调用，即将椭圆精车轮廓做为子程序，用该变量控制精车椭圆轮廓的位置，变量每减小变化一次，精车位置就对应变化一次，达到粗车一
6、刀的目的。程序如下：主程序O0001;G98M3S500;T0101;G0X36.Z1.;#10=8.;N30M98P02;#10=#10-1.5;IF#10GE0GOTO30;#10=0;M98P02;G00X100.Z100.;M30;%子程序O0002;#1=33.;#2=17.5.;#3=29.35;N10IF#3LT-9.236GOTO20;#4=SQRT#1*#1-#3*#3;#5=17.5/33.*#4;#6=2*#5+2*#10;G01X#6Z#3-33.F80;#3=#3-0.1;GOTO10;N20G01X#6+2.;G0Z-3.65;M99;生成刀具路线轨迹3、此程序加工
7、虽然为粗加工，可以使用，但其空行程路线太多，加工时间不到一半用于零件上的车削，其余均为浪费空车，所以还是不建议采用，如何将其空车路线去掉，这个问题也比较简单，只需要在子程序加上一个条件跳转语句即可。即当 X 值超过毛坯 36 时，程序跳出，不走剩下的椭圆路线。主程序O0001;G98M3S500;T0101;G0X36.Z1.;#10=8.;N30M98P02;#10=#10-1.5;IF#10GE0GOTO30;#10=0;M98P02;G00X100.Z100.;M30;%子程序O0002;#1=33.;#2=17.5.;#3=29.35;N10IF#3LT-9.236GOTO20;#4=
8、SQRT#1*#1-#3*#3;#5=17.5/33.*#4;#6=2*#5+2*#10;IF#6GE36.GOTO20;G01X#6Z#3-33.F80;#3=#3-0.1;GOTO10;N20G01X#6+2.;G0Z-3.65;M99;此程序路线图如下4、经过以上对椭圆加工的分析，第三种结果为粗精加工椭圆最好的方式。用宇龙仿真将实例图纸右端完整加工程序编写出来如下： N20W-12.;G70P10Q20;#10=19.;N30M98P02;#10=#10-2.;IF#10GE0GOTO30;#10=0;M98P02;G00X100.Z100.;M30;%主程序O0001;G98M3S50
9、0;T0101;G0X52.Z1.;G71U1.5R1.;G71P10Q20U0.5W0F100;N10G00X16.;G01Z0;Z-3.65;X35.;Z-42.236;X33.601;G02U10.Z-48.R5.;G01X48.;子程序O0002;#1=33.;#2=17.5.;#3=29.35;N10IF#3LT-9.236GOTO20;#4=SQRT#1*#1-#3*#3;#5=17.5/33.*#4;#6=2*#5+2*#10;IF#6GE36.GOTO20;G01X#6Z#3-33.F80;#3=#3-0.1;GOTO10;N20G01X#6+2.;G0Z-3.65;M99;输入模拟加工可得如下仿真图形以上是加工椭圆类零件的实例分析，即加工方式步步提高，但编程难度也步步加大，这些都得从实际编程中掌握经验和技巧，其他特殊形状比如双曲线，抛物线，正弦曲线等等，只要根据其关系式方程，编程手法与椭圆也大同小异。参考资料：全国数控大赛试题精选 袁锋主编北京：机械工业出版社，2005.4 2005 年 6 月第 1 版。第一次印刷
