宏程序在車削旋轉橢圓中的應用

吳 維，江書勇

(成都電子機械高等專科學校 實訓基地，成都 610071)

宏程序在車削旋轉橢圓中的應用

吳 維，江書勇

(成都電子機械高等專科學校 實訓基地，成都 610071)

數控車床在車削旋轉橢圓等非圓二次曲線輪廓時，常用的加工指令難以完成曲面加工，必須采用宏程序編程。宏程序綜合了函數計算、邏輯變量等手段，可以靈活處理復雜的數學計算和邏輯判斷功能，為復雜輪廓的加工提供了方便。以華中數控世紀星HNC-22型車床數控系統為例，介紹了宏程序在數控車床中加工旋轉橢圓的應用。

數控車床;旋轉橢圓;宏程序

在數控車床上車削二次曲線主要有“CAD/CAM軟件自動編程”和“利用宏程序編程”2種編程方式。由于手工編程具有高效、靈活、方便的優勢，因此在數控車床的使用中非常普遍。但是在車削拋物線、雙曲線、橢圓等曲線輪廓的時候，標準的G代碼程序不能滿足使用要求。宏程序［1］具有算術運算、邏輯運算、引用變量的功能，并且可以進行程序的循環和跳段，因此，在車削二次曲線輪廓時使用宏程序非常必要。

近幾年，全國數控車床比賽的加工零件上經常會涉及到二次曲線輪廓［2］的加工，隨著比賽水平的提高，比賽圖形也開始出現非正交二次曲線。由于各個機床廠商的編程手冊上只介紹宏程序在加工正交曲線的應用;參考資料也主要介紹法拉克數控系統在加工正交曲線時的應用［3］，這就使得在教學和比賽中使用較多的國產華中數控系統車削非正交二次曲線一直是個難點。因此，有必要探討華中數控系統車床車削非正交的旋轉橢圓的應用。

1 數學處理

1.1 橢圓方程

在宏程序的編制中，首先要建立橢圓的數學方程［4］，將原標準方程轉化到加工工件坐標系中來，在公式的轉換中，要注意x和z軸的方向，然后編寫宏程序。橢圓的標準方程為:(其中a為長半軸;b為短半軸)。

1.1.1橢圓旋轉公式

圖1 加工零件圖

在宏程序中首先把橢圓看作是一個水平放置的橢圓，然后根據旋轉公式［5］進行橢圓的旋轉。橢圓的旋轉公式為:x'=zsin θ，z'=zcos θ-xsin θ。(其中 x'、z'為橢圓旋轉后的坐標;x、z為橢圓旋轉之前的坐標;θ為旋轉角度，若橢圓順時針旋轉時，θ為負值，若橢圓逆時針旋轉時，θ為正值。)

1.1.2節點的計算

首先要根據圖1中旋轉橢圓部分的節點來進行計算，得到橢圓在旋轉之前圓弧起點和終點的坐標，這里要注意的是:哪段圓弧才是在旋轉之前所需要的，可以利用繪圖軟件在旋轉之后的橢圓中將所需要的圓弧區間用角度標示出，如:(100.12°);然后將這個區間逆時針旋轉45°得到旋轉之前的圓弧。如圖2所示，在旋轉之前，此圓弧的起點為(17.2，12);終點為(-14，14)。需要注意的是:在編寫旋轉之前的橢圓輪廓變量公式時，一定要選擇旋轉之后需要的那部分輪廓來進行節點的計算。正確的選擇橢圓輪廓才能夠計算出準確的節點坐標。

2 編寫程序

圖2 加工零件圖

以圖2為例，加工零件右端面橢圓部分尺寸，編寫數控加工程序。程序如下:(選用機床:華中數控HNC-22T型數控車床;選用刀具:1號刀為90°外圓車刀、2號刀為3.5 mm切槽刀;毛坯:45號鋼，尺寸為Φ 60 mm×80 mm。)

3 結語

用戶在機床的說明書中可以查閱到宏程序的基本使用規則，許多資料也是以橢圓或者其他二次輪廓曲線為例進行宏程序使用的講解，但是在采用宏程序加工非正交的二次輪廓曲線時較少涉及，本文以旋轉的橢圓為例進行闡述，具體分析了在加工旋轉橢圓時，曲線輪廓的選擇和坐標節點的計算，以及旋轉公式的應用，通過在華中數控世紀星HNC-22型數控車床上進行加工，能夠加工出旋轉橢圓的輪廓曲線，并且通過調整#10=#10–0.1程序段中被減數的大小，可以獲得較高的曲線輪廓的表面質量。

［1］曹鳳.數控編程［M］.2版.重慶:重慶大學出版社，2008.

［2］楊錦濤.數控車橢圓宏程序編制［J］.職業技術，2009(10):80-83.

［3］韓長軍.用戶宏程序的應用［J］.職業，2011(12):32-35.

［4］金方軍.非圓二次曲線輪廓的數控車宏程序加工［J］.機電工程技術，2009(5):47-49.

［5］吳勝強.宏程序在非圓輪廓曲線加工中的應用［J］.機床與液壓，2009(4):112-115.

Macro Program Application in Turning Rotating Ellipse

WU Wei，JIANG Shuyong
(Practice Training Base，Chengdu Electromechanical College，Chengdu610071，China)

In turning non-circular conic profiles，it is difficult to use common-used commands to process surface.In this paper，macro programming is introduced into the Central China Century Star HNC-22 lathe CNC system.Results show that the CNC system is enhanced because of the functions of macro program，such as complex mathematical calculation and logical judgments.

CNC lathe;Rotating ellipse;Macro program

TG519.1

A

1008-5440(2011)03-0015-03

2011-06-13

吳維(1982-)，男(漢族)，四川榮縣人，助教，本科，研究方向:數控加工。

江書勇(1975-)，男(漢族)，重慶人，講師，碩士，研究方向:機械制造及自動化。