宏程序加工拋物線的案例分析

摘 要：本文對在數(shù)控機床上用宏程序加工拋物線作了比較詳細的編程分析，結合生產(chǎn)實習和技能大賽的實例將宏程序加工拋物線的方法進行了歸納，并闡述了拋物線遠離工件中心線的宏程序編程技巧。

關鍵詞：宏程序 拋物線 程序

一、宏程序介紹

用戶使用變量編制進行算術或邏輯運算，并控制程序段流向的程序，稱為用戶宏程序。在數(shù)控車削中，使用用戶宏程序可方便地實現(xiàn)二次曲線（橢圓、拋物線等）的二維編程加工、孔口倒角編程加工等，可簡化程序，提高編程效率，最大限度地發(fā)揮手工編程的優(yōu)勢。常用的語句有以下兩種：

第一，循環(huán)語句WHILE：WHILE條件表達式…ENDW。

第二，條件判別語句IF，ELSE。① IF條件表達式…ELSE…END IF；② IF 條件表達式…ENDIF。

二、公式曲線宏程序編制的基本步驟

宏程序在實際編制過程中，根據(jù)編程者的實踐經(jīng)驗、知識儲備及習慣等因素會略有不同，以下提供宏程序編制基本步驟。

1.Z向中心點于工件坐標系零點重合

以圖1為例：

（1）圖樣上拋物線開口向左，確定編程原點。

（2）因此拋物線的方程為=-x2/12，拋物線的正確性可以通過兩個特殊坐標（X40，Z-33.3）、（X-40，Z-33.3）代入驗證。

（3）根據(jù)表達式方便情況來選定X或Z為自變量，如圖1所示，公式曲線表達式為=-x2/12，將X選為自變量比較合適。

（4）自變量選定以后，還要確定其變量的范圍值。

（5）程序編制。相關的表達式和變量因素值已經(jīng)確定，準備編制程序，則該零件圖中拋物線的精加工程序如下。

#1=0 X向起始點半徑值

N30 #2=-[#1*#1]/12 因變量Z向值

G01X[2*#1]Z[#2] 用G01的方式插補，逼近拋物線輪廓

#1=#1+0.3 X值遞增量為0.3

IF[#1LE18]GOTO 30 判斷是否走到X向終點。

（6）為去除零件的較大余量，零件的粗加工采用G71循環(huán)指令與宏程序嵌套完成曲面加工。完整的粗精車程序如下：

%0001； N1 G90 G98； N2 T0101 M03 S800 F120； N3 G00 X55 Z5； N5 G71 U1.5 R1 ； G71 P6 Q9 U0.5W0 S1200 F80； N6 G42 G00 X0； G01Z0； #1=0； N30 #2=- [#1*#1]/12； G01X[2*#1] Z[#2]； #1=#1+0.3； IF[#1LE18]GOTO 30； G01 Z-70； G01 X50； N9 Z-86； G40 G00 X100 Z100； M05； M30 。

2.X、Z 向偏移凸拋物線零件加工（如圖2所示）

圖2是河南省第五屆數(shù)控大賽數(shù)車組其中的一個零件圖。圖中，X、Z向均是有偏移的凸拋物線零件圖，這就要求我們在編制程序時，考慮曲線中心點與工件坐標系的相對位置關系。

圖中拋物線的X方向相對工件坐標系的位置偏移了32mm，Z方向相對工件坐標系的位置偏移了5mm。因此，我們只需在剛才的精加工程序中用G01的插補程序分別加上X、Z向的偏移量即可。

拋物線精加工程序如下：

#1=8

N30#2=-[#1*#1]/12

G01X[2*#1+32]Z[#2-5] 體現(xiàn)出X、Z向的偏移量

#1=#1+0.3

IF[#1GE18]GOTO 30

該零件的粗車可采用G73循環(huán)指令與宏程序嵌套完成曲面加工，此處省略。

三、結束語

車削后工件的精度與編程所選擇的步距有關步距值越小，加工精度越高。因此，必須根據(jù)加工要求合理選擇步距，一般在滿足加工要求前提下，盡可能選取較大的步距。

編程時要考慮曲線的凸凹情況，兩者區(qū)別在于直線插補逼近曲線程序段中的X坐標變化。

對于拋物線中心與Z軸不重合的零件，需要將工件坐標系進行偏置后，再按文中實例所述的方法進行加工。

編程時要考慮曲線的凸凹情況，兩者區(qū)別在于直線插補逼近曲線程序段中的X坐標變化。

（作者單位：河南省南陽市技師學院）