数控车床加工椭圆的方法探讨

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1、数控车床加工椭圆的方法探讨摘要：轴类零件上一些高精度的曲面如椭圆、正弦曲线等，用普车难以加工，必须采用数控车床才可以加工。本文根据平时加工中总结出的一些经验，简单谈下在FANUC系统数控车床上车削椭圆的一些看法，就编制步骤、宏程序组成、编程实例等几方面进行了探讨。关键字：数控加工椭圆宏程序编程椭圆加工，普通机床很难完成，而数控机床确能够轻松的加工出来，主要是因为椭圆加工的时候X、Z两坐标是同时变化的，数控机床是通过程序控制的方式来驱动两轴，实现两轴的共同运动。但数控车床只具有直线插补和圆弧插补两种基本插补功能，不具备椭圆插补功能，所以加工椭圆时可以采用直线逼近法的方式进行加工，即把曲线用许

2、多小段的直线来代替，无限接近椭圆轮廓的加工方法。下面选用FANUC--OiTC数控车削系统，结合工作实践谈谈如何巧用宏程序解决椭圆编程问题。一、椭圆宏程序的编制步骤1、标准方程。2、对标准方程进行转化成车床椭圆方程。3、求值公式推导有些零件的椭圆中心不在工件原点处，就要根据实际椭圆写出正确的方程。为编程方便，一般用Z作为变量。二、宏程序组成1、变量的类型变量号#0，空变量；变量号#1~#33，局部变量；变量号#100~#109、#500~#999，公共变量；变量号#1000以上，系统变量。2、变量的运算定义#1=#2；加法#1=#2+#3、减法#1=#2-#3、乘法#1=#2*#3、除法#

3、1=#2/#3；正弦#1=SIN[#2]、余弦#1=COS[#2]、正切#1=TAN[#2]；平方根#1=SQRT[#2]、绝对值#1=ABS[#2]。3、运算符EQ（=）、GE（≥）、NE（≠）、LT（＜）、GT（＞）、LE（≤）。按照优先的先后顺序依次是函数→乘和除运算→加和减运算。4、条件转移（IF）功能语句IF[表达式]GOTOn。指定的条件不满足时，转移到标有顺序号n的程序段。三、FANUC系统宏指令加工椭圆曲线编程实例1、凸椭圆中心不在零件轴线上3分析：毛坯直径为Ф40，总长为40，用变量进行编程，经计算椭圆起点的X轴坐标值为10.141。编程如下：N10T0101（1号刀90

4、°尖刀），N15M03S800，N20G00X41Z2，N30G73U15R10，N40G73P50Q130U0.3F0.15，N50G42G01Z0F0.1，N70#1=0（#1代表Z，#1的值为椭圆起点），N75#2=#1+14（中间量），N80#3=3+10*SQRT[1-#2*#2/400]（#3代表X利用椭圆公式的转换#3用#1表示），N90G01X[2*#2]Z[#1]（用直线插补指令逼近椭圆），N100#1=#1-0.1（0.1是步距，这个值越小，直线逼近的椭圆越接近）,N110IF[#1GE-19]GOTO75（如#1≥终点的Z向坐标-19，程序从N75行开始循环）,N12

5、0GO1X39（车端面）,N130G40G01X40Z-20（倒角）,N140G00X50Z50（退刀）,N150M03S1000,N155G00X41Z1（定位）,N160G7OP50Q130（精车）,N170G00X100Z100,N160M05,N170M30.2、极坐标椭圆正弦余弦编程用极坐标方式标注椭圆，在零件图纸上比较常见的，一般是以角度a标注，标出起始角度和终点角度。这时就需要写出椭圆的极坐标方程，两个方程是X=a·sinα,Z=b·cosα，其中变量是#1=a，#2=Z，#3=X。由图可知：a=10，b=20，α=30。所以根据公式得出X=10·SIN30，Z=20·COS

6、30—20。为了编程方便用变量α来表示X、Z。零件分析：毛坯直径为Ф35，总长为50。编程如下：N10T0101M3S800（1号刀90°尖刀）,N20G00X37Z2,N30G73U18R13,N40G73P50Q120U0.3F0.15,N50G42G01X35F0.1,N60G01Z0,N70#1=30（#1代表α，#1的值为椭圆起点角度）,N75#2=10*SIN#1（#2代表X变量）,N80#3=20*COS#1-20（#3代表Z变量）,N90G01X[2*#2]Z[#1]（用直线插补指令逼近椭圆）,N100#1=#1+1（1是角度，越小，直线逼近的椭圆越接近）,N110IF

7、[#1LE150]GOTO75（如#1≤终点角度α150，程序从N75行开始循环）,N120GO1X31（车端面）,N140G00X50Z50（退刀）,N150M03S1000（定位）,N155G00X36Z1，N160G7OP50Q120（精车），N170G00X100Z100，N160M05，N170M30。以上介绍了椭圆在实际加工中的3编程方法，其实在用宏程序编制椭圆程序时，首先能够选对变量和写出正确的方程，通过方