数控车椭圆宏程序编程解析

范文一：数控车椭圆宏程序编程解析

数控车椭圆宏程序编程解析

范文二：数控车宏程序内椭圆

FANUC 内凹椭圆宏程序

X 向做为自变量每刀递减0.05mm ，Z 向做为因变量, 求出公式Z= 64/9X 2 采用点定位至Z-10.0对称形式偏移G73形式分层车削，-25-（-15）=-10

O0001

N10 M03 S800 T0101

N20 #105=15 （Z 向变量，切除余量）

N30 #106=0.5 （X 向精车预留量赋值）

N40 IF[#105LT1]GOTO100 （如果#1050条件转移至N20运算） N70 G00 Z-20.0 （退刀）

N80 X23.52

N90 M99

范文三：数控车椭圆宏程序的编制

数控车椭圆宏程序的编制

摘要：数控加工非圆曲线构成的回转体时，常规的插补指令已无

能为力，除了使用相关软件自动编程外，还可采用宏程序

来编制程序，加工零件。本文以FANUCOi －TC 系统为例，

介绍了宏程序的基本知识，并用简单易懂的方式详细阐述

了数控车椭圆时的宏程序编制方法。

关键词：数控车椭圆宏程序数控车床加工对象是回转面，对于规则曲线所组成的圆柱面、圆锥面、圆弧面、球面等的加工，只要使用普通程序利用直线插补或圆弧插补指令即可完成。但对于非圆曲线（椭圆、抛物线、双曲线）构成的回转体时，手工常规编程通常就无能为力，当采用软件自动编程又受设备和条件的限制时，则可以通过编制宏程序来实现产品的加工。宏程序采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法，只要拟合步距足够小，就能加工出标准的非圆曲线。

用户宏程序就是在程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，语句间可以跳转的程序。编制宏程序的加工原理是将数学中的标准曲线方程，转化为编程用方程，利用数控系统的宏程序功能，采用直线逼近法，在Z 向或X 向以一个适合的步距进行分段，，并把Z 或X 作为自变量，X 作为Z 或Z 作为X 的函数来进行处理，算出曲线上的坐标点值，然后驱动刀具沿着这些计算点一步步移动就能拟合加工出非圆曲线轮廓。

下面以FANUCOi －TC 系统加工椭圆为例对宏程序的编制进行介绍。

一、宏程序参数简介

宏程序可以让用户利用数控系统提供的变量、数学运算、逻辑判断和程序循环等功能，来实现一些特殊的用法，从而使得编制同样的加工程序更加简便。

1. 变量

使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或用MDI 面板上的操作改变。如：#1=#2+1或G01 X#1 F0.2。

(1)变量的表示及类型。变量用变量符号“#” 和后面的变量号指定。例如：

#1、#2等。表达式可以用于指定变量号。

(2)变量的运算

1)变量常用算术、逻辑运算和运算符。运算符右边的表达式可包含常量，或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量“#j”和“#k”可以用常数赋值。左边的变量也可以用表达式赋值。

2)运算符的优先级。按照优先级的先后顺序依次是：函数→乘和除运算 (* 、/、AND 、MOD)→加和减运算(+、-、OR 、XOR) 。

3) 括号嵌套。括号用于改变运算优先级。括号最多可以嵌套使用5级，包括函数内部使用的括号。

2. 功能语句

循环(WHILE)语句

在WHILE 后指定一条件表达式，当条件满足时，执行DO 到END 之间的程序(然后返回到WHILE 重新判断条件) ，不满足则执行END 后的下一程序段。

格式为：WHILE[条件式]DOm;(m=1，2，3循环执行范围的识别号，)

END m;

其中m 只能是1、2 和3，否则系统报警。DO ——END 循环能够按需要使用多次，即循环嵌套。

二、实例分析

椭圆标准方程有两种，一种是极坐标方程，一种是直角坐标方程。在编制宏程序前应根据给定零件图中的标注来选择方程（具体见实例）。先确定椭圆的标准方程，然后转化为编程用方程，把标准方程中的X 用Z 代替，而Y 在编程方程中就变成了X （因为普通数控车床坐标系中不用Y 坐标）。

如图1所示零件，该零件编程时以椭圆右端中心A 点作为编程原点，由于加工的椭圆极角θ 为90°，所以可以将椭圆极角设为自变量，当椭圆极角从A 点(0°)逐渐增加到B 点(90°)时，根据椭圆极坐标参数方程求得椭圆AB 段上每个点所对应的短轴值和长轴值，然后再算出椭圆AB 段上每个点在工件坐标系中所对应的X 值和Z 值，从而加工出椭圆。编程中采用循环(WHILE)语句。

１. 确定极坐标方程

式中：a 为x 向椭圆半轴长

b为z 向椭圆半轴长

θ为椭圆上某点的圆心角，零角度在z 轴正向

2．根据坐标方程确定自变量及编程方程

设#1为角度自变量，#2、#3分别为X 方向和Z 方向的应变量可得以下方程 #2=42*SIN[#1]

#3=30*COS[#1]

3．程序编制 G97 G99

T0101

M03 S1000 G00 X55 Z5 (循环起刀点

)

G73U25R12(加工余量与走刀次数粗加工每刀2mm)

G73P1Q2U0.5W0F0.15(循环的程序号与加工余量及进给量)

N1G1X0F0.1（循环的起始程序号）

#1=0 （将椭圆极角设为自变量，赋初值为0°）

WHILE[#1LE90]DO1(判断句，当#1≤90顺序执行，否则跳至END1下面语句) #2=42*SIN[#1] （参数方程中椭圆X 方向短轴值（直径））

#3=30*COS[#1] 参数方程中椭圆长轴值

#4=#3-30（椭圆圆心与编程原点O 在Z 方向的偏移值)

G01 X[#2] Z[#4] F0.1 （加工椭圆）

#1=#1+1 （自变量椭圆极角每次增量为1°）

END1

G1Z-35（走B 点向右一小段）

N2X55（循环结束）

G00 X100 Z100（退刀至安全位置）

M05

M30

图2所示零件，该零件编程时以其右端中心O 点作为编程原点，此例如用椭圆极坐标方程，则要分别计算出A 和B 点处的椭圆极角，很麻烦。从零件图给出的尺寸可知A 点对应的椭圆长轴值为7mm ，B 点对应的椭圆长值为11.93 mm （18.93-7=11.93)，因此我们可以将椭圆长轴设为自变量，数值由A 点的7mm 逐渐减少到B 点的-11.93mm ，然后根据椭圆直角坐标标准方程，求得所对应的短轴变化值，最后再算出椭圆AB 段每个点在工件坐标系中对应的X 值和Z 值，从而加工出该零件的椭圆部分。编程中采用循环(WHILE)语句。

1．确定直角坐标方程

式中：a 为x 向椭圆半轴长

b为z 向椭圆半轴长

2．根据坐标方程确定自变量及编程方程

设#1为z 方向自变量，#2为X 方向的应变量，可得以下方程

#2=12/16*SQRT[16*16-#1*#1]

3．程序编制

G97 G99

T0101

M03 S1000

G00 X55 Z10 (循环起刀点)

G73U7R4(加工余量与走刀次数粗加工每刀2mm)

G73P1Q2U0.5W0F0.15(循环的程序号与加工余量及进给量)

N1G1X40F0.1（循环的起始程序号）

#1=7 （将椭圆长轴设为自变量，赋初值为7）

WHILE[#1GE-11.93]DO1 (判断句，当#1≥-11.93顺序执行，否则跳至END1下

面语句) #2=2*12/16*SQRT[16*16-#1*#1] （参数方程中椭圆X 方向短轴值（直径）） #3=#2+10*2 （椭圆圆心与编程原点O 在X 方向的偏移值）

#4=#1-7（椭圆圆心与编程原点O 在Z 方向的偏移值)

G01 X[#3] Z[#4] F0.1 （加工椭圆）

#1=#1-0.1 （自变量椭圆长轴每次增量为-0.1mm ）

END1

G1Z-25.89（走B 点向右一小段）

N2X55（循环结束）

G00 X100 Z100（退刀至安全位置）

M05

M30

三、小结

两个实例在编程中都使用了宏程序，但是选择了不同的标准方程转化的编程方程，选取了不同的参数作为自变量，例1中使用的是极坐标方程，以椭圆极角做为自变量，例2 选择直角坐标方程，以椭圆长轴做为自变量，当然也可以短轴作为自变量。这主要由椭圆在工件坐标系中的位置及图样中给出的尺寸而定。通过两个实例可以看出，编写加工椭圆的宏程序首先要选择合理的参数方程，再选择合适的自变量，然后依据自变量和椭圆方程求得椭圆上每个点所对应的短轴值和长轴值，再计算出椭圆上每个点在工件坐标中的X 值和Z 值，最终加工出椭圆。以上只是零件粗加工编程，零件的精加工只要使用G70P1Q2即可。

范文四：数控车椭圆宏程序编程

数控车椭圆宏程序编程解析

范文五：数控车宏程序外椭圆

FANUC 系统椭圆宏程序

套用公式Z 向作为自便量（每次递减0.5），X 向作为因变量。

根据椭圆公式X /a+Y/b=1转换成Z /a+X/b=1, 求出Z /40+X/25=1，

得X=625 25/64Z 22222222`2`2`2`2`2`（公式中a 代表长半轴b 代表短半轴） O2008

N10 M03 S800 T0101

N20 G00 X61.0 Z40.5

N30 G01 X0.0 F0.2 (车端面)

N40 Z41.0 F0.4

N50 G00 X61.0

N60 G90 X58.0 Z-20.0 F0.3 (用G90粗车外圆φ50.5，留精车量0.5mm) N70 X55.0

N80 X52.0

N90 X50.0

N100 G00 X50.0 (调用子程序O2009粗车起点)

N110 ＃105=50.0 （粗车X 向赋值，直径方式）

N120 IF[#105LT0.5]GOTO160 （如果#105-20条件转移至N20行运算）

N60 G01 X61.0

N70 Z41.0

N80 M99

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