基于典型零件橢圓的宏程序編制

岳宏梅

（安徽蕪湖技師學(xué)院，安徽蕪湖 241001）

0 引言

在數(shù)車加工中，經(jīng)常會(huì)遇到除直線和圓弧外的非圓曲線編程。對(duì)于非圓曲線，一般借助CAD用輪廓逼近的方式編程，這種編程不但程序冗長(zhǎng)而且加工費(fèi)時(shí)，有時(shí)甚至?xí)鲥e(cuò)。采用宏程序編程，可以通過(guò)對(duì)變量進(jìn)行賦值、運(yùn)算，并能利用循環(huán)語(yǔ)句控制程序流向等，使程序?qū)崿F(xiàn)一些有規(guī)律變化（如橢圓）的動(dòng)作，從而簡(jiǎn)化編程，提高加工效率。

1 宏程序

宏程序是指采用了宏變量的程序。一般分為A類和B類宏程序。由于B類宏程序是以直接公式和語(yǔ)言輸入的，和C語(yǔ)言相似，在FANUC 0i系統(tǒng)中的應(yīng)用比較廣。本文就采用B類宏程序。由于B類宏程序使用較廣，一般書中都有介紹，這里就不再重復(fù)了。

2 編程思路

用直線擬合橢圓，以Z坐標(biāo)作為自變量，X坐標(biāo)作為因變量。為了編程方便，一般采用等長(zhǎng)步距逼近法，步距值根據(jù)橢圓精度要求和編程人員經(jīng)驗(yàn)確定（步距值越小，零件的精度越高），在程序執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)自變量的變化對(duì)應(yīng)找到橢圓上的坐標(biāo)值。另外，橢圓方程中的值與工件坐標(biāo)系中的值不是同一值，編程時(shí)應(yīng)找出兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

#1 橢圓方程中初始點(diǎn)的Z坐標(biāo)值

#2 橢圓方程中的初始點(diǎn)X坐標(biāo)值，通過(guò)橢圓方程變換得來(lái)。

#3 橢圓初始點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)值

#4 橢圓初始點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值

圖1

3 應(yīng)用舉例

例1：加工如圖1所示的零件，毛坯尺寸為φ32×48 mm，以工件右端面和軸線的交點(diǎn)為工件原點(diǎn)（φ30外圓已加工好）。程序如下：O0001；

T0101；

G00 X35 Z5

G73 U16 W0 R4

G73 P10 Q20 U0.5 W0 F0.3

N10 G00 X0

G01 Z0 F0.1

#1=20 （橢圓方程中初始點(diǎn)的Z坐標(biāo)值）

N50#2=12*SQRT[1-#1*#1/400]（橢圓方程中的初始點(diǎn)X坐標(biāo)值，通過(guò)橢圓方程變換得來(lái)）

#3=2*#2 （橢圓初始點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)值）

#4=#1-20 （橢圓初始點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值）

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1 （變量重新賦值）

IF[[#1]GE7]GO TO50 （判斷橢圓是否到達(dá)終點(diǎn)）

G01 W-9

G02 U6 W-3 R3

N20 G01 X35

G00 X100 Z100

M05

M30

圖2

例2：使用數(shù)控車床切削零件如圖2所示，毛坯尺寸為 φ45×48 mm，以工件右端面和軸線的交點(diǎn)為工件原點(diǎn)。其它地方加工程序略（以例1為參考），只編寫凸橢圓部分程序。IF和WHILE循環(huán)語(yǔ)句可替換使用，參考程序如下：

#1=15

WHILE[[#1]GE 0]DO 1

#2=8*SQRT[1-#1*#1/225]

#3=2*[#2+10]

#4=#1-28

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1

END1

圖3

例3：使用數(shù)控車床切削零件如圖 3所示，毛坯尺寸為 φ50×48 mm，以工件右端面和軸線的交點(diǎn)為工件原點(diǎn)。

其他地方加工程序（以例1為參考）略，只編寫凹橢圓部分程序：#1=12

N50#2=24*SQRT[1-#1*#1/1600]

#3=2*[42-#2]

#4=#1-22

G01 X#3 Z#4

#1=#1-0.1

IF[[#1]GE-23]GO TO50

4結(jié)語(yǔ)

以上程序已在FANUC 0i系統(tǒng)驗(yàn)證成功。當(dāng)然，橢圓除了直角坐標(biāo)編程外，還可采用參數(shù)方程編寫加工程序。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要根據(jù)已知條件，選擇合適的編程方法（以上3個(gè)圖形，均采用直角坐標(biāo)編程）。運(yùn)用宏程序編制橢圓，需要根據(jù)零件的實(shí)際尺寸，改變橢圓方程中的參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)橢圓的加工。

［1］ 陳沖鋒，張國(guó)政.典型零件宏程序編制在數(shù)控車床中的應(yīng)用［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010（7）：89-90.

［2］ 耿國(guó)卿.數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［3］ 沈建峰，朱勤惠.數(shù)控車床技能鑒定［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［4］ 徐昆鵬，張欣.數(shù)控加工中宏程序的應(yīng)用技巧［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006.