斜椭圆的加工

技师论文

工种：数控车床操作工题目：斜椭圆的加工姓名：

身份证号：

考评等级：技师

准考证编号：

培训单位：

鉴定单位：

完成日期：

内容提要：

在当今社会发展突飞猛进的趋势下，各大企业对零件的复杂程度及精度上得要求越来越高，没有自动编程软件的情况下，具有复杂曲线或曲面的零件在加工上存在一定的困难。本文分析了斜椭圆的基本公式与推导，并编制了在FANUC系统数控车床上加工斜椭圆的通用程序，为小型企业对复杂曲线或曲面的加工提供了思路。

关键词：

椭圆、加工、刀具半径的补偿、宏程序

目录

一、宏程序

二、椭圆的插补方法

三、椭圆的方程式

四、刀具半径补偿的应用

五、加工实例

1、图纸要求

2、编制宏成序

六、结束语

七、参考文献

一、前言

对于复杂曲面轮廓的零件，没有自动编程或使用一般的手工编程是很难完成曲面的车削，并且容易出错，有的甚至无法编制程序。因此采用宏程序就能完成一些特殊曲面的编程。

二、宏成序

在数控加工中，人和机床要对测量数据进行处理，这些数据储存在变量中，一般程序是不能处理的，针对这种情况，数控机床提供了另一种编程方式既宏程序。

在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理方法达到程序的功能，这种变量的程序叫宏程序。

三、椭圆的插补方法

为了满足被加工零件的拟合加工精度，在选择加工曲线插补方法时，应该注意被加工零件的曲面光顺性和保证零件的加工精度，一般的拟合方法有：直线拟合和圆弧拟合，但是直线拟合的数学处理比较简单，因此比较常用。如以下图1：

(a)直线拟合

（b）圆弧拟合

四椭圆的方程式

椭圆公式:

一般方程

x2/a2+y2/b2=1

转化为加工公式为：

z2/a2+x2/b2=1；

根据该公式有：

x=b2

2z

a-/a (半径值) （1）式 z=a2

2x

b-/b （2）式

以上的（1）、（2）式为正椭圆上相对应的X坐标和Z坐标，当椭圆倾斜一角度&时，相对应的X坐标、Z坐标又怎样呢？如下图所示：

点P在斜椭圆上，连接ＡＰ,过Ｐ点作ＡＢ的垂线交ＡＢ于点Ｄ,AB为正椭圆的长轴，PB为倾斜椭圆的长轴，角&为正椭圆倾斜角度，则有

|AB|=|PB|=2a

如下图所示：

由上图可以知道：在直角三角形PBD中，有

sin&=|PD|/2a

con&=|BD|/2&,

所以有：

|PD|=2asin&

|BD|=2acos&

由正椭圆的标准方程可以知道：

正椭圆上某一点的加工坐标为：

X= b2

2z

a-/a (半径值)

Z= a2

2x

b-/b

所以，斜椭圆上某一点的加工坐标（X坐标）就等于正椭圆的X坐标加上椭圆倾斜角度所对的边的距离，Z坐标就等于正椭圆倾斜角度所对的邻边的距离，因此得到：

X= b2

2z

a-/a+2asin& (半径值)

Z=2acos&

所以，由以上推倒，可以得出斜椭圆上某一点的坐标为： X= b2

2z

a-/a+2asin& (半径值) 3）式

Z=2acos& （4）式

说明；

a ——椭圆的长半轴

b ——椭圆的短半轴

& ——椭圆倾斜角度

五、刀具半径补偿的应用

刀具补偿的目的：

数控车床的编程轨迹实际上就是理想刀尖的轨迹，但在实际加工中，为了提高刀具的寿命和降低加工表面的粗糙度，车刀刀尖上都会有一半径不大的圆弧。实际切削时，真正起作用的切削刃是刀尖圆弧上和工件轮廓相切的各切点，因此会产生相应的加工误差，刀具半径补偿的目的就是解决刀尖圆弧可能引起的加工误差。为了更好的保证椭圆的轮廓形状和简化编程，因此必须正确使用刀具半径补偿功能

六、加工实例

1、图纸要求如下图使示

已知椭圆的长半轴为20，短半轴为10 ，椭圆倾斜30度

2编制宏程序

O0001;

N1 T0101; 调用1号刀具

N2 M3 S1000 G99; 主轴正传1000min/r

N3 G00 X50.；快速定位

N4 Z3.；

N5 #1=20 椭圆的长半轴

N6 #2=10; 椭圆的短半轴

N7 #3=20；椭圆起刀点，以椭圆圆心计算，既Z轴变量

N8 #4=0; 倾斜椭圆Z方向变量

N9 #5=0; X轴斜度变量

N10 #6 =30；椭圆倾斜角度

N11 WHILE[#3GE-20] DO1;

N12 #7=#2*SQRT[#1*#1-#3*#3]/#1; 正椭圆对应的X坐标

N13 G01[2*[#7]+[#5] Z-[#4]; 循环加工

N14 #3=#3-0.01; 正椭圆循环Z轴方向每次变量为0.01mm N15 #4=#4+0.02 倾斜椭圆Z轴方向每次变量为0.02

N16 #5=#5+0.01; X轴斜度长度每次变量为0.01

N17 END1;

N18 G00 X50; 快速退刀

N19 Z100.

N20 M30 程序结束

程序说明：椭圆中椭圆倾斜角度&仅以30°为例，实际上角度有正有负，任意的。包括0°、90°或180°等特殊角度。

七、结束语

宏程序在实际加工中有着广泛的应用，本文描述的只是其中之一，它虽然不能取代CAD和CAM软件，但是在简化手工编程方面有着重要的作用。

八、参考文献

1、数控车床加工技术机械工业出版社吴长有 2010

2 、数控宏程序手册化学工业出版社赵宏立 2010

3、数控宏程序编程方法、技巧与实例机械工业出版社冯志刚 2011

4、全国数控大赛试题精选机械工业出版社袁锋 2005

宏程序在椭圆加工中的应用

宏程序在椭圆加工中的应用 【摘要】：在当今的数控加工过程中，手工编程通常以直线插补和圆弧插补进行加工，如受设备和条件的限制而无法进行计算机编程。,使用宏程序进行椭圆曲线的数控加工编程要比自动编程加工快捷、灵活。本文主要应用宏程序对椭圆加工的手工程序编制进行分析。 关键词：宏程序椭圆方程坐标关系编制程序； 普通的数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补。遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓，称之为逼近法。常用的是直线逼近（图1）。应用这种方法加工非圆曲线时，只要步距足够小，在零件上所形成的最大误差，就会小于所要求的最小误差，从而加工出标准的非圆曲线。SIEMENS系统可借助R参数，并应用程序跳转等手段来完成非圆曲面的编程，HNC-21T系统可用宏程序编程。下面以HNC-21T系统加工椭圆为例手工编制宏程序。 图1 直线逼近误差图 一、宏程序 将一组命令所构成的功能，像子程序一样事先存入存储器中，用一个命令作为代表，执行时只需写出这个代表命令，就可以执行其功能。这一组命令称为用户宏程序。用户宏程序功能有A、B两种类型，本例主要介绍B类型宏程序。B类型宏程序中最关键是定义自变量（局部变量）以及自变量与应变量（局部变量）的关系（以编制椭圆程序为例）。 二、椭圆方程 标准方程:(a>b>0) 参数方程: 一般地，取[0，2兀] 上式两方程中，a为长半轴，b为短半轴。其中标准方程在编写宏程序时需要确定自变量与应变量的关系。把标准方程转化为y=f(x)→y=b*sqrt[a*a-x*x]/a (sqrt为B类宏程序运算符)。确定标准方程中的X为自变量，y为应变量，分别定义为#1和#2。 三、坐标关系 根据图2分析，我们可以把工件坐标系设置在工件的最右端即X1O1Z(前置刀架)，而椭圆的中心在O2位置（与工件坐标系的原点O1相差25mm）。这就存在问题：第一，椭圆中心的直角坐标系（X2O2Y）和工件坐标系不重合。椭圆的加工要从O1点开始，在直角坐标系方面，椭圆轮廓Z变量设置从25开始直至0（定义#1=25以及#1=#1-0.5），在工件坐标系方面，Z为长度方向应从0直至-25（定义为[#1-25]）。第二，根据椭圆标准方程所得的#2应变量值得转化为直径值（2*#2）。解决这两个问题就能手工编制椭圆程序了。

B类宏程序,数控车椭圆加工

非圆曲线编程是手工编程中的难点，本文以椭圆加工为例，介绍了循环功能(WHILE语句)在椭圆宏程序编程中的应用。 椭圆是数控车加工中相对较难却又比较典型的非圆曲线，目前数控系统还没有提供完善的非圆曲线插补功能，因此在实际操作中椭圆的编程多采用变量来完成。虽然随着计算机辅助编程的进一步普及，手工编写宏程序越来越少，但作为初学者，根据不同情况，掌握各种非圆曲线，特别是椭圆曲线的编程仍然是必要的。 一、循环功能WHILE语句 椭圆宏程序编制中重要的循环功能语句是WHILE语句，其格式如下： WHILE[条件表达式] DO m(m=1，2，3) ; END m ; 说明：如果指定的条件表达式满足时，则执行DO到END之间的程序。否则，转道END后面的程序段。DO后面的标号和END 后面的标号是指程序执行范围的标号，标号值为1，2，3。 二、椭圆标准方程与参数方程 编制椭圆宏程序要熟悉椭圆标准方程和参数方程，它们均表达出了椭圆上点的坐标及两坐标之间的关系。例如：图1中，椭圆的标准 方程为 (20mm为长半轴的长，14mm为短半轴的长，椭圆的中心即为坐标系的原点)，参数方程为X=20cosФ，Y=14sinФ(Ф为角度参数)。 宏程序编制中，编程坐标系是Z 、X 轴，所以在应用椭圆标准

方程或参数方程时，要从X、Y轴相应转换为编程坐标系中的Z 、X 轴。如上例椭圆在X、Z坐标系中的标准方程则为： (图2)，参数方程相应转换为X=14sinФ，Z=20cosФ。 变量编程时，注意椭圆上点的坐标在椭圆坐标系和在编程坐标系中的不同表达，两者之间的联系在于椭圆原点在编程坐标系中的值。椭圆坐标系原点在椭圆圆心，编程坐标系及原点是由编程者设定，下文编程坐标系原点均选在工件右端面与中心轴线的交点处。 三、以Ф参数(角度)为初始变量 本帖隐藏的内容 如图3，毛坯为Ф30mm×70mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，椭圆原点在编程坐标系(0，-20)处。 分析：三爪卡盘夹住左端，伸出55mm，手动车右端面，选择1号30?外圆车刀加工外轮廓。切削用量的选择：粗加工主轴转速为

车削二包蜗杆宏程序【基于宏程序的椭圆车削】

车削二包蜗杆宏程序【基于宏程序的椭圆车削】 本文结合工作实践对编制椭圆轨迹通用程序的宏程序进行探讨。 一、编程原理使用宏程序编程，大部分零件尺寸和工艺参数通过 参数传递到宏程序中，程序修改方便，图样改变时，仅需修改相应参数，不需要重新编程。同时在宏程序中利用数控系统自身的计算功能，尽可能地消除了数据计算误差，相应的也保证了加工工件的精度。 对于非圆曲线，我们可以对数据进行密集化处理，使直线尽可 能地逼近曲线。这样应用宏程序中的变量和计算功能，使得数控系统自动计算出曲线上的点。我们只需要指定曲线的起点和终点，以及相邻两数据之间的步长，并制定变量的运算方式就可以了。 由图1可以看到，步长越小，逼近曲线越接近理论曲线。但在 实际编程中，无限缩小步长会增加系统的运算量，可能会造成加工时间延长。需要根据加工工件的要求合理地设定步长。 二、编程方法 椭圆的方程有两种，一种是，还有一种参数方程：。 以为例，可以设定X为自变量，根据X值和椭圆方程，确定y 值。需要特别注意的是，在数控车床中，编程时对应的是直径编程，

需要根据数控车床的坐标轴和坐标方向，根据图纸，对X，y值进行转变。下面列出宏程序编制方法的流程图。 要实现图2所示的程序流向，需要在程序中对变量进行多次复制，并可以通过转移和循环语句实现。在宏程序中，有以下几个语句可以使用： GOTO语句：无条件转移； IF语句：条件转移； WHILE语句：当…时循环。 从功能上说，IF语句和WHILE语句具有一定的相互替代性；从具体的用法和使用的限制上说，IF语句受到的限制相对更少，使用更灵活。与GOTO语句相比，用WHILE语句实现循环可减少处理时间。具体编程时可根据编程者的经验和习惯进行选用。 三、加工程序 以图3为例，说明椭圆的加工程序。

在数控车床上实现椭圆的粗

在数控车床上实现椭圆的粗、精加工 摘要：本文介绍了采用宏程序编制椭圆加工程序的步骤,并分别对原点与椭圆中心重合,原点与椭圆中心偏离这两种情况作了一定的阐述,另外使用ＦＡNＵC ０ｉ系统对椭圆面进行了粗、精加工的编程。 关键词：数控车床；椭圆；宏程序；粗、精加工 数控车床加工对象为各种类型的回转面,其中对于圆柱面、锥面、圆弧面、球面等的加工,可以利用直线插补和圆弧插补指令完成，而对于椭圆等一些非圆曲线构成的回转体，加工起来具有一定的难度。这是因为大多数的数控系统只提供直线插补和圆弧插补两种插补功能,更高档的数控系统提供双曲线、正弦曲线和样条曲线插补功能，但是一般都没有椭圆插补功能。因此,在数控机床上对椭圆的加工大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编制椭圆加工程序。 在这里结合工作实践对车削椭圆轮廓的宏程序的编制方法进行探讨。 一、椭圆宏程序的编制原理 数控系统的控制软件，一般由初始化模块、输入数据处理模块、插补运算处理模块、速度控制模块、系统管理模块和诊断模块组成。其中插补运算处理模块的作用是依据程序中给定的轮廓

的起点、终点 等数值对起点终点之间的坐标点进行数据密化,然后由控制软件,依据数据密化得到的坐标点值驱动刀具依次逼近理想轨迹线的方式来移动,从而完成整个零件的加工。 依据数据密化的原理，我们可以根据曲线方程,利用数控系统具备的宏程序功能，密集的算出曲线上的坐标点值，然后驱动刀具沿着这些坐标点一步步移动就能加工出具有椭圆、抛物线等非圆曲线轮廓的工件。 二、椭圆宏程序的编制步骤 宏编程一般步骤: １.首先要有标准方程(或参数方程）一般图中会给出。 2.对标准方程进行转化,将数学坐标转化成工件坐标标准方程中的坐标是数学坐标，要应用到数控车床上,必须要转化到工件坐标系中。 3.求值公式推导利用转化后的公式推导出坐标计算公式 4.求值公式选择根据实际选择计算公式 5.编程公式选择好后就可以开始编程了 三、加工实例 下面分别就工件坐标原点与椭圆中心重合,偏离等2种情况进行编程说明。 （1）工件坐标原点与椭圆中心重合

数控车椭圆宏程序

车床椭圆编程 例1. 如图，以原点为圆心，分别以a、b（）为半径作两个圆，点B是大圆半径OA与小圆的交点，过点A作，垂足为N，过点B作，垂足为M，当半径OA绕点O旋转时求点M的轨迹的参数方程。并说明曲线类型。 解：设点M的坐标为（x,y），是以Ox为始边，OA为终边的正角。 取为参数，那么 即这就是所求点M的轨迹的参数方程。 消去参数后得到，由此可知，点M的轨迹是椭圆。 椭圆z向长轴半径40，X向短轴半径24,右半椭圆直接采用分层切削加工出椭圆。

O0001 G0 X100 Z100 T0101 M03 S450 G0 X49 Z3 G1 Z1 F200 G65 H01 P#201 Q46500 赋值#201=46.5 (把X值的开始切削点向直径外偏移出来) N70 G65 H01 P#200 Q0000 赋值#200=0 (开始的角度) N80 G65 H31 P#204 Q48000 R#200 #204=48*SIN（#200） G65 H02 P#204 Q#204 R#201 把开始切削点向直径外偏移出来 G65 H32 P#205 Q40000 R#200 G65 H03 P#205 Q#205 R39500 把Z值的开始切削点移到Z=0.5处(Z留0.5的加工余量) G1 X#204 Z#205 加工 G65 H02 P#200 Q#200 R5000 #200=#200+5 (增加5度) G65 H84 P80 Q#204 R47990 判断X的值是否到48mm处,没有再回到70句继续加工 G65 H03 P#201 Q#201 R1500 增加X的加工余量。准备再重新加工 G0 X49 Z1 G0 X#201 避免到加工后面时，进刀太慢 G65 H84 P70 Q#200 R85000 判断角度是否到85度，少于时，再重新加工一层。（不加工到90度是让X有精加工的余量） G0 X100 Z100 M05 M00 停车看加工粗加工的情况。 T0101 M3 S1000 G0 X0 Z3 G1 Z0 F100 G65 H01 P#200 Q0000 N80 G65 H31 P#204 Q48000 R#200 G65 H32 P#205 Q40000 R#200 G65 H03 P#205 Q#205 R40000 这里在Z=0处开始加工 G1 X#204 Z#205 G65 H02 P#200 Q#200 R1000 增加1度 G65 H84 P80 Q#200 R90000 这里要加工到90度 G0 X100 Z100 M05 T0100 M30

FANUC用户宏程序(椭圆篇)

用户宏程序 宏程序是指含有变量的子程序，在程序中调用用户宏程序的那条指令叫做用户宏指令（这里用G65） 1、变量 用一个可赋值的代号代替具体的坐标值，这个代号称为变量。变量分为系统变量、全局变量和局部变量三类，它们的性质和用途个不相同。（1）系统变量是固定用途的变量，它的值决定了系统的状态。FANUC 中的系统变量为#1000~#1005、#1032、#3000等。 （2）全局变量是指在主程序内和由主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。FANUC中的全局变量有60个，它们分两组，一组是#100~#149；另一组是#500~#509。 （3）局部变量是仅局限于在用户宏程序内使用的变量。同一个局部变量在不同的宏程序内的值是不通用的。FANUC中的局部变量有33个，分别为#1~#33。 （1）加减型运算加减型运算包括加、减、逻辑加和排它的逻辑加。分别用以下四个形式表达： #i = #j ＋#k #i = #j －#k #i = #j OR #k #i = #j XOR #k 式中，i、j、k为变量；＋、－、OR、XOR称为为演算子。 （2）乘除型运算乘除型运算包括乘、除和逻辑乘。分别用以下形式表达： #i = #j * #k #i = #j / #k #i = #j AND #k 4．变量的赋值

由于系统变量的赋值情况比较复杂，这里只介绍公共变量和局部变量的赋值。变量的赋值方式可分为直接和间接两种。 （1）直接赋值 例：#1=115（表示将变量115赋值于#1变量） #100=#2(表示将变量#2的即时值赋于变量#100) （2）间接赋值间接赋值就是用演算式赋值，即把演算式内演算的结果赋给某个变量。在演算式中有自变量代号，自变量每得到一个即时值，相应就得到一个演算结果，该结果就赋值给变量，该变量也叫应变量。5．转向语句 转向语句分为无条件转向语句和条件转向语句两种。 （1）无条件转向语句 程序段格式：GOTO N ；其中N后面的数值为程序段号。 例如：GOTO 55；表示无条件转向执行N55程序段，而不论N55程序段在转向语句之前还是之后。 （2）条件转向语句条件转向语句一般由判断条件式和转向目标两部分构成。 程序段格式：IF [a GT b ] GOTO c；表示为“如果a>b,那么转向执行第Nc句程序段”。a和b可以是数值、变量或含有数值及变量的算式，c是转向目标的程序段。 大于、等于、大于等于、小于等于分别用GT、EQ、GE、LE表示。 三、用户宏程序的应用 下面就以椭圆为例，介绍宏程序间接赋值法的应用。 1、椭圆的中心偏离工件原点一个Z向距离 如下图是一个椭圆，椭圆的中心偏离工件原点一个Z向距离W=40，欲车削1/4椭圆（图中粗线部分）的回转轮廓线，要求在数控程序中用任意一点D的Z值（用#3号变量指定）来表达该点的X值（用#5号变量指定），由此可知，这里是以Z作为自变量，以X作为应变量。根据椭圆的方程即可以写出自变量Z与应变量X之间的关系表达式。那么，如果我们在Z向分段，以0.5mm为一个步距给Z赋值，就可以得到相应的一个X值。然后把所得各个点的坐标值用直线插补方式来逼近，就可以得到椭圆的近似轨迹。步距取的越小，所得的轨迹就越接近椭圆。 如下图所示椭圆方程为：（式中X为半径值）

数控车床椭圆加工实例精讲

数控车床椭圆加工实例精 讲 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

数控车床椭圆加工实例精讲 原创作者：曾经自然 联系QQ：919000323 【摘要】在数控车床上加工非圆曲线是数控教学中的一个难点，而且非圆曲线的加工在数控大赛中也屡见不鲜。而椭圆的加工是非圆曲线加工中最常见的，本文将针对华中数控车椭圆的宏程序加工，详细解释思路和程序含义，并用斯沃仿真软件进行加工模拟，让初学者能够真正理解椭圆加工的精髓，做到举一反三。 【关键字】椭圆加工宏程序精髓仿真 一知识引入 1 椭圆的标准方程： 1 2 2 2 2 = + a Z b X 其中a为椭圆的长半轴，b为椭圆的短半轴 2 椭圆宏程序结构流程： ①开始----②给自变量赋初始值----③循环条件----④因变量表达式赋值----⑤椭圆插补----⑥步距变化----⑦结束 二加工图纸

三椭圆加工宏程序思路 1 首先确定图纸中的椭圆为凹椭圆，宏程序中要体现出区别。 2 图纸中椭圆中心的坐标跟工件原点不重合，所以这个可以称为偏心椭圆。 3 必须了解一点，我们计算椭圆上的所有坐标都是依据椭圆中心来计算的，而我们编程的时候所有的坐标是相对工件原点来计算的。 4 自变量赋初始值，由于只有X和Z两个方向的变量，所以我们只要对其中的一个坐标进行赋值就可以，然后确定加工的区间，计算另外一个变量。 5 椭圆精加工宏程序的编写。（按照椭圆宏程序结构流程) 6 由于我们写的宏程序只是椭圆精加工，所以还要考虑粗加工，而华中21世纪星系统的数控车床G71指令可以嵌套宏程序，所以我们可以用这个指令来进行粗加工。 四加工程序详解 O0001 G95G97M03S500T0101F0.3 程序初始化 G0X72Z2 快速点定位（循环起刀点）

数控车椭圆宏程序编程解析

数控车椭圆宏程序编程解析 相关知识: ●椭圆关于中心、坐标轴都就是对称得，坐标轴就是对称轴,原点就是对称 中心。对称中心叫做椭圆中心。椭圆与X轴有2两个交点，与Ｙ轴有两个交点，这四个交点叫做椭圆顶点. ●椭圆标准方程：x2 / a2 + ｙ2 / b２= 1 ( ａ为长半轴,b为短半轴， ａ〉 b 〉0 ) ●椭圆参数方程:x＝a＊ｃosＭy=b＊sinM （a为长半轴，b为短 半轴,a ＞ b ＞0 ，Ｍ就是离心角，就是椭圆上任意一点到椭圆中心连线与X正半轴所成得夹角，顺时针为负，逆时针为正。）

编程思路： 如N090 #101=20 Ｎ100 WHIＬE[#101ＧE0］DＯ1 N１1０#１02=26*SＱRＴ[1—[＃1０1*#１01]/［20＊20]］ N120G01 Ｘ[＃1０2] Z[#１０1-20] Ｎ130＃101=#1０1－0、1 N１40 EＮD1 将椭圆曲线分成20０条线段，用直线进行拟合非圆曲线，每段直线在Z轴方向得直线与直线得间距为0、１，如＃101=＃１0１－0、１，根据曲线公式,以Z 轴坐标作为自变量，Ｘ轴坐标作为应变量,Z轴坐标每次递减０.1ＭM,计算出对应得X坐标值. 宏程序变量如下： ＃１01为非圆曲线公式中得Z坐标值，初始值为20 #１０2为非圆曲线公式中得X坐标值(直径值)，初始值为0 G０1 Ｘ[#10２］Ｚ[#101—２０］建立非圆曲线在工件坐标系中得X Z坐标,系就就是椭圆得中心坐标. 各种椭圆类型宏程序编制: 图纸一: 图纸一分析： 加工本例工件时，试采用B类宏程序编写，先用封闭轮廓复合循环指令进行去除余量加工。精加工时,同样用直线进行拟合，这里以Ｚ坐标作为自变量,X坐标作为应变量，其加工程序如下: O00０1

数控铣椭圆加工宏程序编写

数控铣椭圆加工宏程序编写 相关知识： ●椭圆关于中心、坐标轴都是对称的，坐标轴是对称轴，原点是对称中心。 对称中心叫做椭圆中心。椭圆和X轴有2两个交点，和Y轴有两个交点，这四个交点叫做椭圆顶点。 ●椭圆标准方程：x2 / a2 + y2 / b2 = 1 ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ) ●椭圆参数方程：x=a*cosM y=b*sinM ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ，M是离心角，是椭圆上任意一点到椭圆中心连线与X正半轴所成 的夹角，顺时针为负，逆时针为正。) 零件图分析： 如图1-1所示，该零件是非圆曲线类中的椭圆，加工材料为45钢，毛坯料尺寸为50X50X15的方料,六面已加工，各位置度以保证。

零件3D图如下： 编程思路： 该零件加工内容为椭圆,它由非圆曲线组成。利用三角函数关系式求出椭圆上各点坐标，并把各个点连接在一起最终形成所需要加工的椭圆，这样从根本上就极大保证了椭圆的几何精度，大大提高了加工精度。 刀具选用： 直径16MM的高速钢平底立铣刀（四刃） O0001 （该程序仅编制精加工程序） G40 G80 G49 G69 G21 G17; 程序初始化 G90 G54 G0 X0 Y0 S800 M03; 建立工件坐标系，开启主轴 G91 G28 Z0; Z轴回参考点 G43 Z100 H1;建立刀具长度补偿 Z5;

X20 Y40 G1 Z-5 F120 M8; 下刀，开启切削液 #1=0; 椭圆起点角度 #2=360; 椭圆终点角度 G41 Y20 D1; 建立刀具半径补偿 N10 #3 = 20 * COS [ #1 ]; 计算出椭圆圆周上X轴的点坐标 #4 = 10 * SIN [ #1 ]; 计算出椭圆圆周上Y轴的点坐标 G1 X#3 Y#4; 进给至椭圆轮廓点的位置 #1=#1+1; 角度步距（角度递增） IF [ #2 LE #1 ] GOTO 10; 条件判断 G40 G1 Y-40 取消刀具半径补偿 G0 Z5 M9; 抬刀，关闭切削液 G49 Z100 M5; 取消刀具长度补偿 G91 G30 Y0; M30;程序结束，并返回程序开头 刀具选用： 直径16MM的镶刀片飞刀（二刃） 主程序 O0001 （该程序适用于高速加工） G40 G80 G49 G69 G21 G17; 程序初始化 G90 G54 G0 X0 Y0 S1300 M03; 建立工件坐标系，开启主轴 G91 G28 Z0; Z轴回参考点 G43 Z100 H1; 建立刀具长度补偿 Z5; N10 #1=0 X20 Y40 M98 P2 调用子程序 #1=#1+0.2 长度步距（长度增量） IF [ #1 LE 5 ] GOTO 10; 条件判断 G0 Z5 M9; 抬刀，关闭切削液 G49 Z100 M5; 取消刀具长度补偿 G91 G30 Y0; M30; 程序结束，并返回程序开头 子程序 O0002 G1 Z - [ #1 ] F320 M8; 下刀，开启切削液 #2=0; 椭圆起点角度 #3=360; 椭圆终点角度 G41 X-20 D1; 建立刀具半径补偿 N20 #4 = 20 * COS [ #2 ]; 计算出椭圆圆周上X轴的点坐标

椭圆加工编程

椭圆是数控车加工中相对较难却又比较典型的非圆曲线，目前数控系统还没有提供完善的非圆曲线插补功能，因此在实际操作中椭圆的编程多采用变量来完成。虽然随着计算机辅助编程的进一步普及，手工编写宏程序越来越少，但作为初学者，根据不同情况，掌握各种非圆曲线，特别是椭圆曲线的编程仍然是必要的。 一、循环功能WHILE语句 椭圆宏程序编制中重要的循环功能语句是WHILE语句，其格式如下： WHILE[条件表达式] DO m(m=1，2，3) ; END m ; 说明：如果指定的条件表达式满足时，则执行DO到END之间的程序。否则，转道END后面的程序段。DO后面的标号和END 后面的标号是指程序执行范围的标号，标号值为1，2，3。 二、椭圆标准方程与参数方程 编制椭圆宏程序要熟悉椭圆标准方程和参数方程，它们均表达出了椭圆上点的坐标及两坐标之间的关系。例如：图1中，椭圆的标准方程为(20mm为长半轴的长， 14mm为短半轴的长，椭圆的中心即为坐标系的原点)，参数方程为X=20cosФ，Y=14sinФ(Ф为角度参数)。 宏程序编制中，编程坐标系是Z 、X 轴，所以在应用椭圆标准方程或参数方程时，要从X、Y轴相应转换为编程坐标系中的Z 、X轴。如上例椭圆在X、Z坐标系中的标准方 程则为：(图2)，参数方程相应转换为X=14sinФ，Z=20cosФ。 变量编程时，注意椭圆上点的坐标在椭圆坐标系和在编程坐标系中的不同表达，两者之间的联系在于椭圆原点在编程坐标系中的值。椭圆坐标系原点在椭圆圆心，编程坐标系及原点是由编程者设定，下文编程坐标系原点均选在工件右端面与中心轴线的交点处。 三、以Ф参数(角度)为初始变量

宏程序加工椭圆的编程基础

宏程序加工椭圆的编程基础 【摘要】随着社会的前进，科学技术也在不断的发展，机械领域对产品的质量和产量也提出了越来越高的要求。在船舶、军工、计算机和航天等工业领域中，零件精度要求高、形状复杂、批量小、品种多、加工困难、产量低、劳动强度高、质量难以保证。为解决上述问题，一种灵活通用、高精度高效率的“柔性”自动化生产设备-数控机床应运而生。无论是数控硬件系统，还是数控软件系统，其基本原理是一样的。在些对数控加工中椭圆加工用宏程序的方法如何实现给出建议，并对宏程序的应用进行常规介绍。 【Abstract】It’s put forward higher and higher claim for quality and output of products in mechanical field under the development of social step & science and technology. The quality hard to ensure because of spares higher precision，complicated shape，small batch，multi-variety，toughen process，low output，higher labour intensity in the industry of shipping，war，computer and spaceflight. CNC machine tools as a flexible versatility，high precision & efficiency ‘flexibility’ auto equipment is provided for resolving the above-mentioned issues. Their basic principle is the same for hardware system and software system. It’s offer advise to implement the way of macroprocessor ellipse by CNC，and general intro the use of macroprogram. 【Key words】ellipse；macroprogram；convex ellipse；start angle；terminal angle 在生产和教学实际中，经常会遇到各种各样的椭圆形加工特征。在现今的数控系统中，无论是数控硬件系统，还是数控软件系统，其插补的基本原理是相同的，只是实现插补运算方法有所区别。常见的直线插补（例如指令G01）和圆弧插补（例如指令G02与G03），就是没有椭圆插补，手工常规的编程无法编制出加工程序，常需要用电脑一步一步编程，但就是这样不要受设备和条件的限制。这时可以采用拟合计算，用宏程序方式，手工编程就可实现，简便高效，并且不爱条件的限制。 1. 宏程序的概述宏程序是FANUC数控系统及其同类产品中的特殊编程功能。所谓宏程序就是把一组实现某种功能的指令，以程序的形式事先存储在系统存储器中，通过宏程序调用指令执行这一功能。宏程序是以程序的形式存储并带有变量的程序。 宏程序与普通程序相比，一般程序的程序数值为常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性和适用性。而宏程序自体中可以使用变量来进行编程，还可以用宏指令对这些变量来进行赋值、运算等处理，从而实现宏程序执行一些有规律变化的动作，如在椭圆球、四棱台、椭圆台、抛物线等等加工中，用户能根据机床状况来确定各种切削要素，而一般程序是不能达到的，在进行自动测量时人或机床要对测量数据进行处理，这些数据存储在变量中，而不般程序是

数控车椭圆宏程序编程解析

数控车椭圆宏程序编程解析 相关知识： ●椭圆关于中心、坐标轴都是对称的，坐标轴是对称轴，原点是对称中心。 对称中心叫做椭圆中心。椭圆和X轴有2两个交点，和Y轴有两个交点，这四个交点叫做椭圆顶点。 ●椭圆标准方程：x2 / a2 + y2 / b2 = 1 ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ) ●椭圆参数方程：x=a*cosM y=b*sinM ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ，M是离心角，是椭圆上任意一点到椭圆中心连线与X正半轴所成 的夹角，顺时针为负，逆时针为正。)

编程思路： 如N090 #101=20 N100 WHILE[#101GE0]DO1 N110 #102=26*SQRT[1-[#101*#101]/[20*20]] N120 G01 X[#102] Z[#101-20] N130 #101=#101-0.1 N140 END1 将椭圆曲线分成200条线段，用直线进行拟合非圆曲线，每段直线在Z轴方向的直线与直线的间距为0.1，如#101=#101-0.1，根据曲线公式，以Z轴坐标作为自变量，X轴坐标作为应变量，Z轴坐标每次递减0.1MM,计算出对应的X坐标值。 宏程序变量如下： #101为非圆曲线公式中的Z坐标值，初始值为20 #102为非圆曲线公式中的X坐标值(直径值)，初始值为0 G01 X[#102] Z[#101-20]建立非圆曲线在工件坐标系中的X Z坐标，系就是椭圆的中心坐标。 各种椭圆类型宏程序编制： 图纸一： 图纸一分析： 加工本例工件时，试采用B类宏程序编写，先用封闭轮廓复合循环指令进行去除余量加工。精加工时，同样用直线进行拟合，这里以Z坐标作为自变量，X坐标作为应变量，其加工程序如下：

椭圆宏程序

椭圆宏程序(华中数控) 1.jpg T0101 G00 X100 Z30 (粗加工) G00 X39 Z-13 #10=4 WHILE #10 GT 0 #11=8/4*SQRT[4*4-#10*#10] G01 X[30+2*#10+0.6] G01 Z[#11-30+0.1] #10=#10-0.7 ENDW

G01 X[30+0.6] G01 Z[-22+0.1] G00 X100Z30 T0202 G00 X39 Z-13 G01 X30 Z-22 #12=0 WHILE #12 LE 90 #13=4*SIN[#12] #14=8*SIN[#12] G01 X[2*#13] Z[#14] #12=#12+5 ENDW G01 Z-37 再来个长半轴100/2,短半轴50/2的程序： %0002 #20=100/2（长半轴） #21=50/2 （短半轴） #22=2*PI #23=5 #24=200 G54G90G40G49G80 M03S800 G00X60Y-10

Z[#23+10] G01Z[-#23]F[#24] X[#20]Y[0] #10=0 WHILE#10LE#22 G01X[#20*COS[#10]]Y[#218SIN[#10]] #10= #10+PI/12 ENDW Y10 G00Z100 M30 数控宏程序车床车椭圆 小外圆30长8连接椭圆长半轴36 短半轴20 求宏程序编辑 M3S800F0.2 T0101 G0X40Z3 定位 #10=20 最高点跟最低点的差 N10#1=0 起点X N20 #2=SQRT（1-#1*#1/20/20）*36-36 Z坐标 #3=2*（#1+#10）+0.5 X坐标 G1X#3Z#2 #1=#1+1 IF（#3LE40）GOTO20 G0U1 Z3 #10=#10-1 IF（#10GE0）GOTO10 G0X100Z100 M5 M2

数控车椭圆宏程序编程解析

数控车椭圆宏程序编程解 析 Prepared on 24 November 2020

数控车椭圆宏程序编程解析 相关知识： ●椭圆关于中心、坐标轴都是对称的，坐标轴是对称轴，原点是对称中 心。对称中心叫做椭圆中心。椭圆和X轴有2两个交点，和Y轴有两个交点，这四个交点叫做椭圆顶点。 ●椭圆标准方程：x2 / a2 + y2 / b2 = 1 ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ) ●椭圆参数方程：x=a*cosM y=b*sinM ( a为长半轴，b为短半轴，a > b > 0 ，M是离心角，是椭圆上任意一点到椭圆中心连线与X正半轴所成 的夹角，顺时针为负，逆时针为正。) 编程思路： 如N090 #101=20 N100 WHILE[#101GE0]DO1 N110 #102=26*SQRT[1-[#101*#101]/[20*20]] N120 G01 X[#102] Z[#101-20] N130 #101=# N140 END1 将椭圆曲线分成200条线段，用直线进行拟合非圆曲线，每段直线在Z轴方向的直线与直线的间距为，如#101=#，根据曲线公式，以Z轴坐标作为自变量，X轴坐标作为应变量，Z轴坐标每次递减0.1MM,计算出对应的X坐标值。 宏程序变量如下： #101为非圆曲线公式中的Z坐标值，初始值为20 #102为非圆曲线公式中的X坐标值(直径值)，初始值为0

G01 X[#102] Z[#101-20]建立非圆曲线在工件坐标系中的X Z坐标，系就是椭圆的中心坐标。 各种椭圆类型宏程序编制： 图纸一： 图纸一分析： 加工本例工件时，试采用B类宏程序编写，先用封闭轮廓复合循环指令进行去除余量加工。精加工时，同样用直线进行拟合，这里以Z坐标作为自变量，X坐标作为应变量，其加工程序如下： O0001 G99 G97 G21 G50 S1800 G96 S120 S800 M03 T0101 G00 X43 Z2 M08 G73 U21 W0 R19 G73 P1 Q2 0.1 F N1 G00 X0 S1000 G42 G01 0 F #101=25 N10 #102=30*SQRT[1-[#101*#101]/[25*25]] G01 X[#102] Z[#101-25] #101=# IF[#101GE0]GOTO10 G02 X35 Z-40 G01 X36 X40 Z-42

宏程序椭圆教程

浅析宏程序 引言：在数控程序的编制中，宏程序是含有变量的程序。因为它允许使用变量、运算以及条件功能，则使程序顺序结构更加合理。宏程序编制方便、简单易学，是手工编程的一部分，多用于零件形状有一定规律的情况下。 关键词：运算变量宏程序 1．1．算术运算、逻辑运算与条件 1.1 算术运算 算术运算主要是指加、减、乘、除、乘方、函数等。在宏程序中经常使用的算术运算有： ＋（加）―（减）* （乘） ∕（除）SIN （正弦）ASIN （反正弦） COS （余弦）ACOS （反余弦）TAN （正切） ATAN （反正切）SQRT （平方根）ABS （绝对值）ROUND （舍入）EXP （指数）LN （对数） FIX （上取整）FUP （下取整）MOD （取余） 1.2 逻辑运算 逻辑运算可以理解为比较运算，它通常是指两个数值的比较或者关系。在宏程序中，主要是对两个数值的大小进行比较，常用的运算有： EQ （等于）NE （不等于）GT （大于） GE （大于且等于）LT （小于）LE （小于且等于）AND （与）OR （或）NOT （非）（注：根据数控系统不同，它的表示方法可能有差别） 1.3 条件 条件是指程序中的条件语句，通常与转移语句同用，在宏程序中的常用条件语句有： GOTO 无条件跳转IF 条件转移WHILE 当型循环 2、赋值与变量 2.1 赋值 赋值是指将一个数据赋予给一个变量。如：#1＝0，则表示#1的值是0。其中#1代表变量，“#”是变量符号（注：根据数控系统不同，它的表示方法可能有差别），0就是给变量#1赋的值。这里的“＝”号是赋值符号，起语句定义作用。赋值的规律有： (1)(1)赋值号两边内容不能随意互换，左边只能是变量，右边只能是表达式。

GSK980TD数控系统宏程序粗精车加工椭圆实例

宏程序粗精车椭圆 以上是车削好的实物图 加工图

加工椭圆的宏程序如下（椭圆长半轴为40mm, 短半轴为24mm.）O0143 (O0143) G99 G96 M3 S150 T0101 G50 S850 G0 X52.0 Z41.0 （定位到工件端面1mm处）#1=38.496 （变量设定） N1 #3=0 （角度变量设定为0.） N2 #5=2*(24*SIN#3) （短半轴计算坐标尺寸）#5=#5+#1 (把X0.0偏移到38.496处) #6=40*COS#3 （长半轴计算坐标尺寸） #7=#6 G1 X#5 Z#7 F0.32 （椭圆切削）

#3=#3+5 （角度变量每次加5度） IF(#3LE120)GOTO2（如果条件达不到120度重头开始，达到120度执行下面程序） G2 U8.44 W-3.11 R3.26 F0.2 （切削R3.26） G0 X55.0 Z45.0 X#1 G1 Z40.0 F0.2 #1=#1-3.8 （38.496每次减3.8mm） IF(#1GE0.496)GOTO1 （如果条件达不到0.496mm重头开始，达到0.496mm执行下面程序） G0 X200.0 Z100.0 (以上是粗车椭圆) T0101 (以下是精车椭圆) G0 X0.0 Z42.0 G1 Z40.0 F0.2 #8=0 N4 #10=2*(24*SIN#8) #12=40*COS#8 G1 X#10 Z#12 F0.32 #8=#8+0.215 IF(#8LE120)GOTO4 G2 U8.44 W-3.11 R3.26 F0.2 G0 X200 Z100

数控车床加工椭圆的宏程序

数控车床加工椭圆的宏程序 随着数控技术不断进步, 数控车床加工中各种复杂形面也日渐增多, 如椭圆、抛物线、正弦曲线、余弦曲线、双曲线等各种非圆曲面。对于上述各种复杂成形面, 利用CAM 软件进行自动编程相对简单, 但由于种种原因, 在绝大多数情况下数控车床主要还是依靠手工编程。 椭圆轴线与数控车床Z 轴重合的情形相对比较简单, 其解决方案也多见于各类文献, 但在本例中椭圆轴线与数控车床Z 轴呈一定夹角, 编程和加工难度陡增,主要原因如下: ①机床数控系统本身既不存在加工椭圆等非圆曲线的G 指令, 更没有类似G68 这样的旋转指令, 使编程难度大大增加。②加工中变量的参数直接影响着加工的效率以及质量, 很容易产生过切报警, 即使程序正确无误, 实际加工时的参数调整也非常困难, 直接影响着加工能否顺利进行, 以及加工精度能否保证。 总而言之, 目前尚未见有表述类似实例的文章。本实例进行了有益的尝试和探索, 给出了切实可行的解决方案, 为类似问题提供了难得的参考及借鉴。椭圆宏程序的编制如下。 1. 椭圆方程 宏程序主要利用各种数学公式进行运算加工, 因此编制旋转椭圆程序操作者必须要掌握椭圆方程和旋转公式等各种数学公式的计算方法并加以灵活运用。 椭圆方程有两种形式, 分别是椭圆的标准方程和参数方程。 椭圆标准方程: 椭圆参数方程: 其中a 、b 分别为X、Z 所对应的椭圆半轴。 2. 旋转公式 由于数控车床并不像加工中心那样存在着旋转指令, 所以要利用旋转公式 来进行椭圆的旋转。

旋转公式的定义:如图1 所示, 平面上绕点O 旋转, 使平面上任意 一对对应点P 和P′与一个定点O 连接的线段都相等, 即OP = OP′, 且 角∠POP′等于角θ, 点O称为旋转中心, 角θ称为旋转角。 旋转公式: 如图1 所示, 取直角坐标系, 以原点O为旋转中心, 旋 转角为θ, 平面上任意一点P ( x, z) 旋转到P′( x′, z′) , 令∠XOP = α, 则∠XOP′= α+ θ, 且OP = OP ′。 于是X′ =OP x′= | OP ′| cos( α+ θ) = | OP′| ( cosα×cosθ- sinα×sinθ) = | OP | cosα×cosθ- | OP | sinα×sinθ = OP x cosθ- PxPsinθ = xcosθ- zsinθ 同理Z′= xsinθ+ zcosθ 车床旋转公式为 其中, X′、Z′为旋转后的坐标, X、Z 为旋转之前的坐标值, θ为旋转角度。 3. 终起点角度的计算 在利用椭圆参数方程编制加工程序中, 终点和起点的角度是重要的一步, 因为终、起点直接影响着加工零件的几何形状。 终点和起点的计算方法有两种, 一种是三角函数计算法; 另一种是用旋转公式求得未旋转前X、Z 的坐标。最后进行椭圆角度的计算。 ( 1) 三角函数计算法如图2 所示, 三角函数计算法主要是添加一些辅助线形成若干个三角形, 通过解三角形的方法求得起点与圆心的距离O1 A 、终点与圆心的距离O1B 在椭圆轴线方向的垂直距离, 最后用椭圆的参数方程反求没有旋转之前的椭圆角度。 例: 如图2 所示, 以O1 为原点, 点A 的坐标为( Z20, X13. 105 ) , 点B 的坐标为( Z - 7. 95,X12. 95, ) , 其中椭圆的长半轴和短轴分别为25mm,15mm, 旋转角度为20°。求没有旋转之前的椭圆起点和终点角度。 起点| O1 A| = = 23. 911 ( mm) ∠AO1O arcsin( AO/O1 A) = arcsin ( 13. 105 /23. 911) = 33. 235°