宏程序在二次曲线轮廓数控车削加工应用

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1、宏程序在二次曲线轮廓数控车削加工应用摘要：数控车削加工中经常有一些由复杂曲线构成的二次曲线轮廓工件，而数控编程中没有相应的指令，需要采用拟合法与宏指令进行编程。本文论述了在数控车床上车削加工二次曲线轮廓宏程序的应用。关键词：二次曲线；车削加工；宏程序在数控加工中，有时会遇到一些二次曲线类零件的加工。由于数控车床只具备直线插补和圆弧插补两种基本插补功能，不具备二次曲线插补功能，所以加工二次曲线时可以采用直线逼近法的方式进行加工，即把曲线用许多小段的直线来代替，无限接近二次曲线轮廓的加工方法。但是，这样就会出现非常麻烦的数值计算。如果利用数控系统提供的用户宏程序功能，则可以使程序简练易懂，免除

2、手工编程时繁琐的数值计算，且可以重复加工同类不同尺寸的零件，实现普通编程难以实现的功能，扩大了数控车床的功能与加工范围。下面结合工作实际谈谈宏程序在二次二次曲线轮廓数控车削加工中的应用问题。1宏程序概述宏程序分A、B两类，A类宏程序用G65指令格式来表达各种数学运算和逻辑关系，它存在不够直观、可读性差等缺点，实际应用较少。B类宏程序直观，表达式为语句式，运算类似于数学运算，在实际中应用较多。宏程序编程属手工编程范畴，它能够将复杂的节点坐标计算工作交由计算机数控系统来完成，编程者只需给出数学公式和算法。宏程序主要应用于常规插补指令无法完成的二次曲线类零件的加工，基本编程思路是用数段直线逼近轮

3、廓线，如果分段越细则越能满足加工精度要求。数控车床对于二次曲线轮廓类零件加工常采用控制指令来控制程序的流向。比如：循环指令。循环指令的格式如下：程序格式：WHILE［条件表达式］DOn(n=1,2,3)oENDn该程序含意为：条件表达式满足时，程序段DOn至ENDn即重复执行；条件表达式不满足时，程序转到ENDn后处继续执行；如果WHILE：条件表达式］部份被省略，则程序段DOn至ENDn之间的部份将一直重复执行。注意:WHILEDOn和ENDn必须成对使用。2宏程序的编程思路2.1选定自变量。二次曲线中的X和Z坐标均可以被定义成为自变量，一般情况下会选择变化范围大的一个作为自变量，并且要

4、考虑函数表达式中的正负或在宏程序中书写的简便。2.2确定自变量起止点的坐标值。必须要明确该坐标值的坐标系是相对于二次曲线自身的坐标系，其起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。2.3进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式。2.4确定公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的代数偏移量。2.5计算工件坐标系下的二次曲线上各点的X坐标值时,判别宏变量的正负号。以编程轮廓中的公式曲线自身坐标原点为原点，绘制对应的曲线坐标系的Xz和Zz坐标轴，以其Z'坐标为分界线，将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X’正方向称为正轮廓，编程轮廓在X’负方向为负轮廓。3二次曲线宏程序的应用在实际运

5、用中，以椭圆的编程与加工居多，椭圆的编程具有一定的代表性，下面就以椭圆为代表进行分析。图1含椭圆的二次曲线编写程序时，我们可以设定：A为椭圆长半轴值；B为椭圆短半轴值；C自变量初始值，椭圆曲线起点到椭圆中心的Z向距离；K自变量终点值，即椭圆曲线终点到椭圆中心Z向距离。设#1为椭圆上的自变量Z；#2为椭圆上的变量X,N10#1=C赋自变量Z的初始值；N20WHILE[#3GEK]DOm；WHILE执行循环，当#3满足大于或等于K时，则程序在WHILEDOm和ENDm之间循环，否则跳出循环，K为椭圆终点至椭圆中心的Z向距离。N30#2二B/A*SQRT[A*A-通过椭圆标准方程分解得到，其中的

6、Z为#1作为参数变量在它的定义域内从曲线起点逐步向曲线终点变化，从而求出椭圆任意一个点的坐标值。N40G01X[[AX±#2*2]Z[#l-AZ]F100；直线插补进行拟合加工，其中AX为椭圆中心到编程原点的X向距离，[△X±#2]*2表示X工件直径的编程坐标，AZ为椭圆中心到编程原点的Z向距离，为#1-AZ编程Z坐标。N50#1二#1-0.01；椭圆Z轴以一定的插补步进距离（如0.01mm）；N60ENDm；循环结束。4结束语在实际操作时，首先能够选对变量和写出正确的方程，通过方程计算出另一变量，其次能正确确定工件原点与椭圆中心之间的关系，再编出正确的二次曲线宏程序。遇到具体的加工实例要

7、具体分析，不能硬套固定模式，要多方面综合考虑，合理运用宏指令进行编程。参考文献：[1]陈海舟•数控铳削加工宏程序及应用实例[M].北京:机械工业出版社，2007.12.[2]冯志刚•数控宏程序编程方法技巧与实例[M].北京:机械工业出版社，2008.6.[3]袁锋•全国数控大赛试题精选•北京：机械工业出版社，2005.4.作者简介：马芬（1982〜），女，湖北随州人，咸宁职业技术学院讲师，现攻读湖北工业大学机械工程学院机