基于FANUC系統橢圓類輪廓宏程序的格式化編程研究

馬有昂+鄒寧

摘要： 本文針對非圓曲線橢圓的加工，介紹了采用B類宏程序進行手工編程來實現橢圓的加工，并將這種編程方法格式化、規范化、簡易化，使初學者能夠快速地學習和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

關鍵詞： 橢圓；宏程序；G73固定形狀粗車循環指令；編程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由數學幾何中的橢圓轉換成數控機床坐標系中的橢圓，由正橢圓推及到斜橢圓，由中心距等于0的橢圓推及到中心距不等于0的橢圓的編程思想，對不同變化的橢圓進行編程分析，總結出橢圓的格式化編程。

2 常用宏程序運算指令

2.1 賦值運算

賦值 #i=#j

加 #i=#j+#k 減 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [條件表達式] GOTO n

如果[條件表達式]成立，則程序轉向執行程序號為n的程序段，反之則繼續執行下一段程序。

3 數控機床上正橢圓標準公式的換算

3.1 正橢圓的幾何標準公式：（設a為長軸，b為短軸），如圖1。

■

3.2 正橢圓在機床坐標系中的公式：（設a為長軸，b為短軸）如圖2。

■

3.3 正橢圓公式的換算步驟即用Z表示X，如下：（設a為長軸，b為短軸）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可換算成X=a*■

3.4 正橢圓編程格式化

①用X軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=X值變化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1+0.1 （表示每次遞增量0.1mm，每次遞增量依具體加工情況而定）

IF[#1LE橢圓加工X軸的值] GOTO 30

N20....

②用Z軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=橢圓起點距橢圓原點之間的距離

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1-0.1 （表示每次遞減0.1mm，每次遞減量依具體情況而定）

IF[#1GE橢圓圓心距橢圓加工終點的距離] GOTO 30

N20....

4 幾種典型的正橢圓的詳細解說

4.1 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距等于0的臥式1/2橢圓為例，如圖3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距不等于0即臥浮式1/4凸橢圓為例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以機床坐標系中的X為長軸，Z為短軸，中心距不等于零的立浮式1/4凸橢圓為例。

格式化編程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事項

①橢圓宏程序是以橢圓圓心為宏程序的編程原點，把整個工件的編程原點進行偏置后與橢圓圓心建立起的坐標系。所以在加工過程中，橢圓的切削點坐標會發生變化，有正負值之分。②宏程序可穿插在粗車循環（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的橢圓。宏程序的開頭和結尾不能有粗車循環的循環號，如N20。③在運用G73指令仿形加工時，注意刀具角度，避免過切。

參考文獻：

[1]雷保珍主編.數控加工工藝與編程[M].中國林業出版社.

[2]韓鴻鸞主編.數控車工（技師·高級技師）[M].北京.機械工業出版社.

[3]胡翔云.宏程序在數控編程中的應用綜述[J].機床與液壓， 2013（22）.endprint

摘要： 本文針對非圓曲線橢圓的加工，介紹了采用B類宏程序進行手工編程來實現橢圓的加工，并將這種編程方法格式化、規范化、簡易化，使初學者能夠快速地學習和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

關鍵詞： 橢圓；宏程序；G73固定形狀粗車循環指令；編程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由數學幾何中的橢圓轉換成數控機床坐標系中的橢圓，由正橢圓推及到斜橢圓，由中心距等于0的橢圓推及到中心距不等于0的橢圓的編程思想，對不同變化的橢圓進行編程分析，總結出橢圓的格式化編程。

2 常用宏程序運算指令

2.1 賦值運算

賦值 #i=#j

加 #i=#j+#k 減 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [條件表達式] GOTO n

如果[條件表達式]成立，則程序轉向執行程序號為n的程序段，反之則繼續執行下一段程序。

3 數控機床上正橢圓標準公式的換算

3.1 正橢圓的幾何標準公式：（設a為長軸，b為短軸），如圖1。

■

3.2 正橢圓在機床坐標系中的公式：（設a為長軸，b為短軸）如圖2。

■

3.3 正橢圓公式的換算步驟即用Z表示X，如下：（設a為長軸，b為短軸）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可換算成X=a*■

3.4 正橢圓編程格式化

①用X軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=X值變化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1+0.1 （表示每次遞增量0.1mm，每次遞增量依具體加工情況而定）

IF[#1LE橢圓加工X軸的值] GOTO 30

N20....

②用Z軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=橢圓起點距橢圓原點之間的距離

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1-0.1 （表示每次遞減0.1mm，每次遞減量依具體情況而定）

IF[#1GE橢圓圓心距橢圓加工終點的距離] GOTO 30

N20....

4 幾種典型的正橢圓的詳細解說

4.1 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距等于0的臥式1/2橢圓為例，如圖3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距不等于0即臥浮式1/4凸橢圓為例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以機床坐標系中的X為長軸，Z為短軸，中心距不等于零的立浮式1/4凸橢圓為例。

格式化編程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事項

①橢圓宏程序是以橢圓圓心為宏程序的編程原點，把整個工件的編程原點進行偏置后與橢圓圓心建立起的坐標系。所以在加工過程中，橢圓的切削點坐標會發生變化，有正負值之分。②宏程序可穿插在粗車循環（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的橢圓。宏程序的開頭和結尾不能有粗車循環的循環號，如N20。③在運用G73指令仿形加工時，注意刀具角度，避免過切。

參考文獻：

[1]雷保珍主編.數控加工工藝與編程[M].中國林業出版社.

[2]韓鴻鸞主編.數控車工（技師·高級技師）[M].北京.機械工業出版社.

[3]胡翔云.宏程序在數控編程中的應用綜述[J].機床與液壓， 2013（22）.endprint

摘要： 本文針對非圓曲線橢圓的加工，介紹了采用B類宏程序進行手工編程來實現橢圓的加工，并將這種編程方法格式化、規范化、簡易化，使初學者能夠快速地學習和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

關鍵詞： 橢圓；宏程序；G73固定形狀粗車循環指令；編程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由數學幾何中的橢圓轉換成數控機床坐標系中的橢圓，由正橢圓推及到斜橢圓，由中心距等于0的橢圓推及到中心距不等于0的橢圓的編程思想，對不同變化的橢圓進行編程分析，總結出橢圓的格式化編程。

2 常用宏程序運算指令

2.1 賦值運算

賦值 #i=#j

加 #i=#j+#k 減 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [條件表達式] GOTO n

如果[條件表達式]成立，則程序轉向執行程序號為n的程序段，反之則繼續執行下一段程序。

3 數控機床上正橢圓標準公式的換算

3.1 正橢圓的幾何標準公式：（設a為長軸，b為短軸），如圖1。

■

3.2 正橢圓在機床坐標系中的公式：（設a為長軸，b為短軸）如圖2。

■

3.3 正橢圓公式的換算步驟即用Z表示X，如下：（設a為長軸，b為短軸）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可換算成X=a*■

3.4 正橢圓編程格式化

①用X軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=X值變化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1+0.1 （表示每次遞增量0.1mm，每次遞增量依具體加工情況而定）

IF[#1LE橢圓加工X軸的值] GOTO 30

N20....

②用Z軸為自變量編程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令參數據實際加工情況而定）

N10...

#1=橢圓起點距橢圓原點之間的距離

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[橢圓圓心直徑±2*#2] Z[#1-程序起點距橢圓原點的距離]

#1=#1-0.1 （表示每次遞減0.1mm，每次遞減量依具體情況而定）

IF[#1GE橢圓圓心距橢圓加工終點的距離] GOTO 30

N20....

4 幾種典型的正橢圓的詳細解說

4.1 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距等于0的臥式1/2橢圓為例，如圖3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以機床坐標系中的Z為長軸，X為短軸，中心距不等于0即臥浮式1/4凸橢圓為例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以機床坐標系中的X為長軸，Z為短軸，中心距不等于零的立浮式1/4凸橢圓為例。

格式化編程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事項

①橢圓宏程序是以橢圓圓心為宏程序的編程原點，把整個工件的編程原點進行偏置后與橢圓圓心建立起的坐標系。所以在加工過程中，橢圓的切削點坐標會發生變化，有正負值之分。②宏程序可穿插在粗車循環（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的橢圓。宏程序的開頭和結尾不能有粗車循環的循環號，如N20。③在運用G73指令仿形加工時，注意刀具角度，避免過切。

參考文獻：

[1]雷保珍主編.數控加工工藝與編程[M].中國林業出版社.

[2]韓鴻鸞主編.數控車工（技師·高級技師）[M].北京.機械工業出版社.

[3]胡翔云.宏程序在數控編程中的應用綜述[J].機床與液壓， 2013（22）.endprint