數(shù)控車床由淺入深的宏程序?qū)嵗v

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1、 宏程序精講實(shí)例 裳華職業(yè)技術(shù)中專 鮑新濤 宏程序概述 其實(shí)說起來宏就是用公式來加工零件的，比如說橢圓,如果沒有宏的話，我們要逐點(diǎn)算出曲線上的點(diǎn)，然后慢慢來用直線逼近，如果是個(gè)光潔度要求很高的工件的話，那么需要計(jì)算很多的點(diǎn)，可是應(yīng)用了宏后，我們把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中然后我們給出Z坐標(biāo)并且每次加10um那么宏就會(huì)自動(dòng)算出X坐標(biāo)并且進(jìn)行切削， 實(shí)際上宏在程序中主要起到的是運(yùn)算作用。.宏一般分為A類宏和B類宏。A類宏是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式輸入的，而B類宏

2、程序 則是以直接的公式和語言輸入的和C語言很相似在0i系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣。 宏程序的作用 數(shù)控系統(tǒng)為用戶配備了強(qiáng)有力的類似于高級(jí)語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)的混合運(yùn)算，此外宏程序還提供了循環(huán)語句、分支語句和子程序調(diào)用語句，利于編制各種復(fù)雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時(shí)進(jìn)行繁瑣的數(shù)值計(jì)算，以及精簡程序量。 宏程序指令適合拋物線、橢圓、雙曲線等沒有插補(bǔ)指令的曲線編程；適合圖形一樣，只是尺寸不同的系列零件的編程；適合工藝路徑一樣，只是位置參數(shù)不同的系列零件的編程。較大地簡化編程；擴(kuò)展應(yīng)用范圍。 宏的分類 B類宏 由于現(xiàn)在B類宏程序的大量使用,很多

3、書都進(jìn)行了介紹這里我就不再重復(fù)了,但在一些老系統(tǒng)中,比如發(fā)那科（FANUC）OTD系統(tǒng)中由于它的MDI鍵盤上沒有公式符號(hào),連最簡單的等于號(hào)都沒有,為此如果應(yīng)用B類宏程序的話就只能在計(jì)算機(jī)上編好再通過RSN-32接口傳輸?shù)臄?shù)控系統(tǒng)中,可是如果我們沒有PC機(jī)和RSN-32電纜的話怎么辦呢,那么只有通過A類宏程序來進(jìn)行宏程序編制了,下面我介紹一下A類宏的引用; A類宏 A類宏是用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx或G65 Hxx P#xx Qxx Rxx格式輸入的,xx的意思就是數(shù)值,是以um級(jí)的量輸入的,比如你輸入100那就是0.1MM.#xx就是變量號(hào),變量號(hào)就是把數(shù)值代入到一個(gè)固

4、定的地址中,固定的地址就是變量,一般OTD系統(tǒng)中有#0~#100~#149~#500~#531.關(guān)閉電源時(shí)變量#100~#149被初始化成“空”，而變量#500~#531保持?jǐn)?shù)據(jù).我們?nèi)绻f#100=30那么現(xiàn)在#100地址內(nèi)的數(shù)據(jù)就是30了,就是這么簡單.好現(xiàn)在我來說一下H代碼,大家可以看到A類宏的標(biāo)準(zhǔn)格式中#xx和xx都是數(shù)值,而G65表示使用A類宏,那么這個(gè)H就是要表示各個(gè)數(shù)值和變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值或者各個(gè)變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值與其他變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值之間要進(jìn)行一個(gè)什么運(yùn)算,可以說你了解了H代碼A類宏程序你基本就可以應(yīng)用了,好,現(xiàn)在說一下H代碼的各個(gè)含義: 應(yīng)用 以下都以#100和#101和#102,

5、及數(shù)值10和20做為例子,應(yīng)用的時(shí)候別把他們當(dāng)格式就行, 基本指令 H01賦值;格式:G65H01P#101Q#102:把#102內(nèi)的數(shù)值賦予到#101中 G65H01P#101Q#10:把#10賦予到#101中 H02加指令;格式G65 H02 P#101 Q#102 R#103,把#102的數(shù)值加上#103的數(shù)值賦予#101 G65 H02 P#101 Q#102 R10 G65 H02 P#101 Q10 R#103 G65 H02 P#101 Q10 R20 上面4個(gè)都是加指令的格式都是把Q后面的數(shù)值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值加上R后面的數(shù) 值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值然后等于到P后面的

6、變量號(hào)中. H03減指令;格式G65 H03 P#101 Q#102 R#103,把#102的數(shù)值減去#103的數(shù)值賦予#101 G65 H03 P#101 Q#102 R10 G65 H03 P#101 Q10 R#103 G65 H03 P#101 Q20 R10 上面4個(gè)都是減指令的格式都是把Q后面的數(shù)值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值減去R后面的數(shù) 值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值然后等于到P后面的變量號(hào)中. H04乘指令;格式G65 H04 P#101 Q#102 R#103,把#102的數(shù)值乘上#103的數(shù)值賦予#101 G65 H04 P#101 Q#102 R10 G65 H04 P#10

7、1 Q10 R#103 G65 H04 P#101 Q20 R10 上面4個(gè)都是乘指令的格式都是把Q后面的數(shù)值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值乘上R后面的數(shù) 值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值然后等于到P后面的變量號(hào)中. H05除指令;格式G65 H05P#101 Q#102 R#103,把#102的數(shù)值除以#103的數(shù)值賦予#101 G65 H05 P#101 Q#102 R10 G65 H05 P#101 Q10 R#103 G65 H05 P#101 Q20 R10 上面4個(gè)都是除指令格式都是把Q后面的數(shù)值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值除以R后面的數(shù) 值或變量號(hào)內(nèi)的數(shù)值然后等于到P后面的變量號(hào)中.(余數(shù)不存,除數(shù)如

8、果為0的話會(huì)出現(xiàn)112報(bào)警) 三角函數(shù)指令 H31 SIN正玄函數(shù)指令:格式G65 H31 P#101 Q#102 R#103;含義Q后面的#102是三角形的斜邊R后面的#103內(nèi)存的是角度.結(jié)果是#101=#102*SIN#103,也就是說可以直接用這個(gè)求出三角形的另 一條邊長.和以前的指令一樣Q和R后面也可以直接寫數(shù)值. H32 COS余玄函數(shù)指令:格式G65 H32 P#101 Q#102 R#103;含義Q后面的#102是三角形的斜邊 R后面的#103內(nèi)存的是角度.結(jié)果是#101=#102*COS#103,也就是說可以直接用這個(gè)求出三角形的 另一條邊長.和以前的指令一樣Q和

9、R后面也可以直接寫數(shù)值. H33和H34本來應(yīng)該是TAN 和ATAN的可是經(jīng)過我使用得數(shù)并不準(zhǔn)確,希望有知道的人能夠告訴我是為什么? 開平方根指令 H21;格式G65 H21 P#101 Q#102 ;意思是把#102內(nèi)的數(shù)值開了平方根然后存到#101中(這個(gè)指令是非常重要的如果在車橢圓的時(shí)候沒有開平方根的指令是沒可能用宏做到的. 無條件轉(zhuǎn)移指令 H80;格式:G65 H80 P10 ;直接跳到第10程序段 有條件轉(zhuǎn)移指令 H81 H82 H83 H84 H85 H86 ,分別是等于就轉(zhuǎn)的H81;不等于就轉(zhuǎn)的H82;小于就轉(zhuǎn)的H83;大于就轉(zhuǎn)的H84;小于等于就轉(zhuǎn)的H85;大于等

10、于就轉(zhuǎn)的H86; 格式:G65 H8x P10 Q#101 R#102;將#101內(nèi)的數(shù)值和#102內(nèi)的數(shù)值相比較,按上面的H8x的碼帶入H8x中去,如果條件符合就跳到第10程序段,如果不符合就繼續(xù)執(zhí)行下面的程序段. 4B類宏程序 定義 能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存入存儲(chǔ)器，用戶可以設(shè)定M、S、T、G代碼調(diào)用它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)指令代碼就能執(zhí)行其功能，也可以像調(diào)用子程序一樣使用。這樣的程序也稱作用戶宏程序 l 調(diào)用宏程序的指令————宏指令 l 特點(diǎn)：使用變量 變量的表示和使用 （一） 變量表示 #I(I=1,2,3,…)或#[<式子>] 例：#5，#109

11、，#501，#[#1+#2－12] （二） 變量的使用 1． 地址字后面指定變量號(hào)或公式 格式：　<地址字>#I 這里的“I”代表變量號(hào) 例：F#103，設(shè)#103=15　則為F15 Z－#110，設(shè)#110=250　則為Z－250 X[#24+#18*COS[#1]] 2． 變量號(hào)可用變量代替 例：#[#30]，設(shè)#30=3　則為#3 3． 變量不能使用地址O，N，I 例：下述方法下允許 O#1； I#2　6.00100.0; N#3　Z200.0； 4． 變量號(hào)所對應(yīng)的變量，對每個(gè)地址來說，都有具體數(shù)值范圍 例：#30=1100時(shí)，則M#30是不允許的 5

12、． #0為空變量，沒有定義變量值的變量也是空變量 6． 變量值定義： 程序定義時(shí)可省略小數(shù)點(diǎn)，例：#123=149 MDI鍵盤輸一． 變量的種類 1. 局部變量#1~#33 一個(gè)在宏程序中局部使用的變量，其運(yùn)算結(jié)果其他程序不可使用。 例：　A宏程序　B宏程序 …　… #10=20　X#10　不表示X20 …　… 斷電后清空，調(diào)用宏程序時(shí)代入變量值 2. 公共變量。早期（#100~#149，#500~#531 ）、新系統(tǒng)（#100~#199，#500~#999） 各用戶宏程序內(nèi)公用的變量 ，其運(yùn)算結(jié)果任何程序調(diào)用都相同。 例：上例中#10改用#100時(shí)，B宏程序中的

13、X#100表示X20 #100~#149　斷電后清空 #500~#531保持型變量（斷電后不丟失） 3. 系統(tǒng)變量 固定用途的變量，其值取決于系統(tǒng)的狀態(tài) 例：#2001值為1號(hào)刀補(bǔ)X軸補(bǔ)償值 #5221值為X軸G54工件原點(diǎn)偏置值 入時(shí)必須輸入小數(shù)點(diǎn)，小數(shù)點(diǎn)省略時(shí)單位為μm 運(yùn)算指令 運(yùn)算式的右邊可以是常數(shù)、變量、函數(shù)、式子 式中#j，#k也可為常量 式子右邊為變量號(hào)、運(yùn)算式 1． 定義 #I=#j 2． 算術(shù)運(yùn)算 #I=#j+#k #I=#j－#k #I=#j*#k #I=#j/#k 3． 邏輯運(yùn)算 #I=#JOK#k #I=#JXOK#k #I=

14、#JAND#k 4． 函數(shù) #I=SIN[#j] 正弦 #I=COS[#j] 余弦 #I=TAN[#j] 正切 #I=ATAN[#j] 反正切 #I=SQRT[#j]　平方根 #I=ABS[#j]　絕對值 #I=ROUND[#j]　四舍五入化整 #I=FIX[#j]　上取整 #I=FUP[#j]　下取整 #I=BIN[#j]　BCD→BIN（二進(jìn)制） #I=BCN[#j]　BIN→BCD 1． 說明 1) 角度單位為度 例：90度30分為90．5度 2) ATAN函數(shù)后的兩個(gè)邊長要用“/ ”隔開 例：#1=ATAN[1]/[－1]時(shí)，#1為了35．0 3)

15、ROUND用于語句中的地址，按各地址的最小設(shè)定單位進(jìn)行四舍五入 例：設(shè)#1=1．2345，#2=2．3456，設(shè)定單位1μm G91　X－#1；X－1．235 X－#2　F300；X－2．346 X[#1+#2]；X3．580 未返回原處，應(yīng)改為 X[ROUND[#1]+ROUND[#2]]； 4) 取整后的絕對值比原值大為上取整，反之為下取整 例：設(shè)#1=1．2，#2=－1．2時(shí) 若#3=FUP[#1]時(shí)，則#3=2．0 若#3=FIX[#1]時(shí)，則#3=1．0 若#3=FUP[#2]時(shí)，則#3=－2．0 若#3=FIX[#2]時(shí)，則#3=－1．0 5) 指令函數(shù)時(shí)

16、，可只寫開頭2個(gè)字母 例：ROUND→RO FIX→FI 6) 優(yōu)先級(jí) 函數(shù)→乘除（*，1，AND）→加減（+，－，OR，XOR） 例：#1=#2+#3*SIN[#4]； 7) 括號(hào)為中括號(hào)，最多5重，園括號(hào)用于注釋語句 例：#1=SIN[[[#2+#3]*#4+#5]*#6]；（3重） 轉(zhuǎn)移與循環(huán)指令 1．無條件的轉(zhuǎn)移 格式：　GOTO　1； GOTO　#10； 2．條件轉(zhuǎn)移 格式：　IF[<條件式>]　GOTO　n 條件式： #j　EQ#k 表示= #j　NE#k 表示≠ #j　GT#k 表示> #j　LT#k 表示< #j　GE#k 表示≥ #j　

17、LE#k 表示≤ 例：　IF[#1　GT　10]　GOTO　100； … N100　G00　G91 X10； 例：求1到10之和 O9500； #1=0 #2=1 N1　IF　[#2　GT10]　GOTO　2 #1=#1+#2； #2=#2+1； GOTO　1 N2　M30 1．循環(huán) 格式：WHILE[<條件式>]DO　m；（m=1，2，3） … … … ENDm 說明：1．條件滿足時(shí)，執(zhí)行DOm到ENDm，則從DOm的程序段 不滿足時(shí)，執(zhí)行DOm到ENDm的程序段 2．省略WHILE語句只有DOm…ENDm,則從DOm到ENDm之間形成死循環(huán) 3．

18、嵌套 4．EQ　NE時(shí)，空和“0”不同 其他條件下，空和“0”相同 例：求1到10之和 O0001； #1=0； #2=1； WHILE　[#2LE10]　DO1； #1=#1+#2； #2=#2+#1； END1； M30 由淺入深宏程序1-宏程序入門基礎(chǔ)之銷軸加工 對于沒有接觸過宏程序人，覺得它很神秘，其實(shí)很簡單，只要掌握了各類系統(tǒng)宏程序的基本格式，應(yīng)用指令代碼，以及宏程序編程的基本思路即可。 對于初學(xué)者，尤其是要精讀幾個(gè)有代表性的宏程序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模仿，從而能夠以此類推，達(dá)到獨(dú)立編制宏程序的目的。本教程將分步由淺入深的將宏程序講解給大家，作者水平有限，也希

19、望各位同仁提供更好的思路。 下面大家先看一個(gè)簡單的車床的程序，圖紙如下： 要求用外圓刀切削一個(gè)短軸，這里只列舉程序的前幾步： T0101 M3S800 G0X82Z5 G0X76 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X72 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X68 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X68 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 ........ G0X40 G1Z-40F0.2 X82 G0Z5 G0X150Z15

20、0 M5 M30 從上面程序可以看出，每次切削所用程序都只是切削直徑X有變化，其他程序代碼未變。因此可以將一個(gè)變量賦給X，而在每次切削完之后，將其改變?yōu)橄麓吻邢魉弥睆郊纯伞? O5679 T0101 M3S800 G0X82Z5 #1=76 賦初始值，即第一次切削直徑 N10 G0X[#1] 將變量賦給X，則X方向進(jìn)刀的直徑則為#1變量中實(shí)際存儲(chǔ)值。N10是程序 G1Z-40F0.2 段的編號(hào)，用來標(biāo)識(shí)本段，為后面循環(huán)跳轉(zhuǎn)所用。 X82 G0Z5 #1=#1-4 每行切深為2mm，直徑方向遞減4mm IF [#1GE40] G

21、OTO 10 如果#1 >= 40，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 G0X150Z150 當(dāng)不滿足#1 >= 40，即#1<40，則跳過循環(huán)判斷語句，由此句繼續(xù)向后執(zhí)行。 M5 M30 由淺入深宏程序2-宏程序之銷軸粗精加工 本篇文章利用宏程序簡單模仿數(shù)控系統(tǒng)的外圓車削循環(huán)功能。在此用前一篇的圖紙與程序 原程序： O0985 T0101 M3S800 G0X82Z5 粗加工開始 #2=0.05 Z向的加工余量 #3=0.5 外圓方向的加工余量 #4=0.3 每層切削后的回退量 #1=76+2*#3

22、考慮了精加工余量的第一次切削直徑 N10 G0X[#1] 將變量賦給X，則X方向進(jìn)刀的直徑則為#1變量中實(shí)際存儲(chǔ)值。N10是程序 G1Z[-40+#2]F0.2 段的編號(hào)，用來標(biāo)識(shí)本段，為后面循環(huán)跳轉(zhuǎn)所用。 X[#1+#4] 每次切削只回退#4的值 G0Z5 #1=#1-4 單邊切深為2mm，直徑方向每次遞減4mm IF [#1GE40] GOTO 10 如果#1 >= 40，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 M03S1200 當(dāng)不滿足#1 >= 40，即#1<40，則跳過循環(huán)判斷語句，由此句繼續(xù)向后執(zhí)行。 G0X40

23、 由此開始精加工 G1Z-40F0.1 X82 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序3-宏程序車半球面 在不使用循環(huán)切削加工圓弧時(shí)，可以有幾種不同的方式來安排走刀軌跡，本篇文章采用將圓弧段沿X方向偏移，由外籍內(nèi)的加工方式進(jìn)行。如圖所示R20圓弧，假設(shè)刀具每次單邊切深2mm，直徑每刀吃4mm，則由端面切入的位置可以計(jì)算出需要切削： 40/4=10 刀 每條圓弧起點(diǎn)和終點(diǎn)的Z坐標(biāo)不變，但X坐標(biāo)都同時(shí)向+X方向偏移一個(gè)相同的值，因此可設(shè)偏移量為#1，初始值為#1=36 圓弧起點(diǎn) X坐標(biāo)為 #2=0+#1 圓弧終點(diǎn) X坐標(biāo)為 #3=40+

24、#1 宏程序編制如下： O3456 T0101 M3S800 G0X42Z5 #1=36 賦初始值，即第一個(gè)圓弧直徑偏移量 N10 #2=0+#1 計(jì)算圓弧起點(diǎn)的X坐標(biāo) #3=40+#1 計(jì)算圓弧終點(diǎn)的X坐標(biāo) G0X[#2] 快速到達(dá)切削直徑 G1Z0F0.1 直線切至圓弧起點(diǎn) G3X[#3]Z-20R20F0.1 切削圓弧 G1X42 直線插補(bǔ)切削至外圓 G0Z5 退至端面外側(cè) #1=#1-4 直徑方向遞減4mm IF [#1 GE 0] GOTO 10 如果#1 >= 0

25、，即此表達(dá)式滿足條件，則程序跳轉(zhuǎn)到N10繼續(xù)執(zhí)行。 G0X150Z150 當(dāng)不滿足#1 >=0，即#1<0，則最后一條圓弧已經(jīng)切完，跳出循環(huán)。 M5 M30 由淺入深宏程序4-圓的標(biāo)準(zhǔn)方程編制宏程序車半球面 我們知道無論什么樣的曲線，數(shù)控系統(tǒng)都是CAD/CAM軟件在處理時(shí)都會(huì)將其按照內(nèi)部的算法劃分成小段的直線進(jìn)行加工，接下來我們利用圓的方程來將直線劃分成小段直線在利用宏程序?qū)ζ浼庸ぁＯ聢D為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 X*X+Y*Y=R*R， 若將X和Y用參數(shù)變量代替可改寫為 #1*#1+#2*#2=R*R 圓弧可沿#1方向劃分成無數(shù)小段直線，然后求出其相應(yīng)端點(diǎn)坐標(biāo)，再求出相對的數(shù)控

26、車床中的坐標(biāo)，再按直線進(jìn)行編程加工。如下圖所示： 則此段圓弧精加工軌跡為： G0X0 G1Z0F0.1 #1=0 N10 #2=SQRT[20*20-#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-20 圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)20，所以圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20 #4=2*#2 圓的方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #1=#1-0.5 遞減一小段距離，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X

27、42 直線切出外圓 如果要再加上分層的粗加工，設(shè)偏移量為#5，則程序改為 O6789 T0101 M3S800 G0X42Z5 #5=36 N5 G0X[#5] G1Z0F0.1 #1=20 N10 #2=SQRT[20*20-#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-20 圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)20，所以圓弧上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20 #4=2*#2+#5 圓的方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #1=#1-0.5

28、 遞減一小段距離，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#1 GE 0] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X42 直線插補(bǔ)切出外圓 G0Z5 #5=#5-4 IF [#5 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 以上程序分內(nèi)外二層循環(huán)，外層循環(huán)為分層加工，內(nèi)層循環(huán)為小段直線插補(bǔ)一條圓弧。 由淺入深宏程序5-圓的參數(shù)方程編制宏程序車半球面 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為：X=R*COSθ Y=R*SINθ 可改寫為： #1=20*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應(yīng)圖紙中角度

29、 #2=20*sin[#3] 使用參數(shù)方程比圓的標(biāo)準(zhǔn)方程具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，從下圖中可以看出，使用標(biāo)準(zhǔn)方程式，在工件最右端，劃分直線坡度較大，從右至左劃分線段不均勻，而使用圓的參數(shù)方程所劃分的直線段是按照圓周方向劃分的，因此分布均勻，從而使用零件表面加工質(zhì)量好。 相應(yīng)程序修改如下： O9876 T0101 M3S800 G0X42Z5 #6=36 N5 G0X[#6] G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=20*COS[#3] #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6 圓的方程計(jì)算出的為半

30、徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。 #5=#1-20 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #3=#3+3 遞減3度，此值越小，圓弧越光滑。 IF [#3 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X42 直線插補(bǔ)切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序6-利用橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程編制數(shù)控車宏程序 橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程： 橢圓宏程序結(jié)構(gòu)流程： 如果看了前幾篇，那么

31、接下來這兩篇加工橢圓的宏程序應(yīng)該很容易理解。 橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程X*X/a*a+Y*Y/b*b=1，其中a為長半軸，b為短半軸，若將X和Y用參數(shù)變量代替可改寫為#1*#1/a*a+#2*#2/b*b=1 橢圓可沿長半軸#1方向劃分成無數(shù)小段直線，然后求出其相應(yīng)端點(diǎn)坐標(biāo)，再求出相對的數(shù)控車床中的坐標(biāo)，再按直線進(jìn)行編程加工。如下圖所示： 假設(shè)橢圓a=30，b=20，只加工半個(gè)橢圓，則此段橢圓精加工軌跡為： G0X0 G1Z0F0.1 #1=30 N10 #2=20*SQRT[1-30*30/#1*#1] SQRT表示開平方 #3=#1-30 橢圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)

32、30，所以橢圓上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20 #4=2*#2 方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #1=#1-1 遞減一小段距離，此值越小，橢圓越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X42 直線切出外圓 如果要再加上分層的粗加工，設(shè)偏移量為#5，則程序改為 O5678 T0101 M3S800 G0X42Z5 #5=36 N5 G0X[#5] G1Z0F0.1 #1=30 N10 #2=20*SQRT[

33、30*30-[#1*#1]]/30 SQRT表示開平方 #3=#1-30 橢圓的原點(diǎn)在工件坐標(biāo)左側(cè)30，所以橢圓上所有點(diǎn)坐標(biāo)Z要減20 #4=2*#2 方程計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能按直徑編程。 G1X[#4]Z[#3]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #1=#1-1 遞減一小段距離，此值越小，橢圓越光滑。 IF [#1GE0] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X42 直線插補(bǔ)切出外圓 G0Z5 #5=#5-4 IF [#5 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M

34、5 M30 以上程序分內(nèi)外二層循環(huán)，外層循環(huán)為分層加工，內(nèi)層循環(huán)為小段直線插補(bǔ)一條四分之一橢圓弧。 由淺入深宏程序7-橢圓的參數(shù)方程編制宏程序車橢球面 橢圓的參數(shù)方程為：X=a*COSθ Y=b*SINθ 可改寫為： #1=30*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應(yīng)的中角度 #2=20*sin[#3] 相應(yīng)程序修改如下： O3456 T0101 M3S800 G0X42Z5 #6=36 N5 G0X[#6] G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3]

35、 #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6 計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。 #5=#1-30 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #3=#3+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#3 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X42 直線插補(bǔ)切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 由淺入深宏程序8-車床任意位置橢圓宏程序的編制 不在軸

36、線上的橢圓宏程序編制也沒有什么特殊的，只是改下偏置的數(shù)值罷了。 橢圓的參數(shù)方程為：X=a*COSθ Y=b*SINθ 可改寫為： #1=30*cos[#3] #3為參數(shù)方程對應(yīng)的中角度 #2=20*sin[#3] 圖中橢圓長半軸30mm，短半軸20mm，橢圓中心位置如圖所示，不在軸線上，因此在計(jì)算編程所用的坐標(biāo)值時(shí)，X方向要再加上40，Z方向要減去30+10=30 相應(yīng)程序如下： O2345 T0101 M3S800 G0X82Z5 #6=36 N5 G0X[#6+40] G1Z-10F0

37、.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3] #2=20*SIN[#3] #4=2*#2+#6+40 計(jì)算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。 #5=#1-30-10 G1X[#4]Z[#5]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #3=#3+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#3 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X82 直線插補(bǔ)切到工件外圓之外 G0Z5 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150

38、 M5 M30 由淺入深宏程序9-車床旋轉(zhuǎn)橢圓宏程序的編制 要對斜橢圓進(jìn)行編程，首先要知道單個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所用的公式。如下圖所示，單個(gè)點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，公式推導(dǎo)如下： s = r cos(a + b) = r cos(a)cos(b) – r sin(a)sin(b) (1.1) t = r sin(a + b) = r sin(a)cos(b) + r cos(a) sin(b) (1.2) 其中 x = r cos(a) , y = r sin(a) 代入(1.1), (1.2) , s = x cos(b) – y sin(b) (1.3) t = x sin

39、(b) + y cos(b) (1.4) 根據(jù)下圖，原來的點(diǎn)（#1，#2），旋轉(zhuǎn)后的點(diǎn)（#4，#5），則公式： #4=#1*COS[30]- #2*SIN[30] #5=#1*SIN[30]+ #2*COS[30] 下圖中橢圓旋轉(zhuǎn)了30度，即#1=30旋轉(zhuǎn)前后的點(diǎn)坐標(biāo)的坐標(biāo)原點(diǎn)都是橢圓中心。 程序如下： O1234 T0101 M3S800 G0X82Z5 #6=16 工件毛坯假設(shè)為90mm，#6為每層切削時(shí)橢圓弧向+X的偏移量。 N5 G0X[#6+30+40] 斜橢圓與端面的交點(diǎn)直徑為70 G1Z0F0.1 #3=0 N10 #1=30*COS[#3]

40、 對應(yīng)角度#3的橢圓上的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，此為未旋轉(zhuǎn)的橢圓的點(diǎn) #2=20*SIN[#3] #4=#1*COS[30]- #2*SIN[30] 旋轉(zhuǎn)30度之后對應(yīng)的坐標(biāo)值 #5=#1*SIN[30]+ #2*COS[30] #7=2*#4+#6+40 坐標(biāo)平移后的坐標(biāo)。 #8=#1-26 G1X[#7]Z[#8]F0.1 沿小段直線插補(bǔ)加工 #3=#3+3 遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。 IF [#3 LE 90] GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點(diǎn)。 G1X92 直線插補(bǔ)切到工件外圓之外 G0Z5

41、 #6=#6-4 IF [#6 GE 0] GOTO 5 G0X150Z150 M5 M30 橢圓加工：零件材料45鋼，毛坯為φ50mm100mm，按圖要求完成數(shù)控加工程序。 O0001； T0101 ; M03 S800； G0 X51. Z2.； G71 U1.5 R1. ；（粗車右端外形輪廓） G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F150 ； N10 G1 X25.966；（橢圓處外徑） Z0.； Z-19.； X35.988 Z-29.; Z-46； X44.； X45.992 Z-47.； N20 Z

42、-55.； G70 P10 Q20 S1000 F120；（精車右端外形輪廓） G00 X100.； Z50.； S800 F150； #150 = 26.；（定義橢圓加工余量） N30 IF [#150 LT 1] GOTO 40； （如果余量小于1，跳到40句） M98 P0003；（調(diào)用橢圓加工宏程序） #150 = #150 - 2；（每次遞減2mm） GOTO 30 ；（無條件跳轉(zhuǎn)到30句） N40 G0 X30. Z2.； S1500 F80； #150 =0；（開始精加工橢圓輪廓） M98 P0003； G0 X100. Z5.； M30； O0

43、003；（橢圓加工子程序） #101=20.；（橢圓長半軸） #102=13.；（橢圓短半軸） #103=20.；（起點(diǎn)處Z坐標(biāo)） N20 IF [#103 LT 1] GOTO 50；（如果Z值小于1跳轉(zhuǎn)到50句） #104 = SQRT[#101*#101 - #103*#103]；（構(gòu)造 ） #105 = #102*#104/#101；（構(gòu)造 ） G01 X[2*#105 + #150] Z[#103 – 20]； （直徑值定義加上加工余量，Z向偏移橢圓長半軸） #10

44、3 = #103 –0.5；（Z坐標(biāo)遞減0.5mm） GOTO 20；（絕對跳轉(zhuǎn)到20句） N50 G00 U2. Z2.；（退刀） M99； 橢圓輪廓編程技巧 O0027； T0101 ; G98； M43; M03 S800； G0 X80. Z5.； G73 U25 R25；(調(diào)用粗車循環(huán)加工橢圓輪廓) G73 P10 Q20 U0.5 W0 F150 ； N10 G1 X30 Z0；(輪廓起點(diǎn)） Z-8.79； #100=-8.79;（橢圓起點(diǎn)Z坐標(biāo)） N15 #102=[#100+44]* [#100+44]；

45、 #103=SQRT[36*36-#102];（構(gòu)造 ） #104=10+2/3*#103;（構(gòu)造 X向半徑偏移10mm） #105=2*#104; G01 X#105 Z#100; #100=#100-2;（Z向遞減2mm） IF [#100GT-72.102] GOTO 15（如果Z坐標(biāo)值大于-72.102跳轉(zhuǎn)到15句） G00 U30; N20 X70; G00 X80 Z5; G70 P10 Q20 F100;（精加工橢圓輪廓） G00 X100;

46、 Z100; M05; M30; 參數(shù)方程編寫橢圓宏程序： O0271; T0101; M03 S800; G0 X36 Z26; #20=26;（X向總加工余量） N56 G0 U2; Z26;（Z向加工起點(diǎn)） N100 #20=[#20-2];（X向遞減2mm） #1=12.5;（橢圓短半軸） #2=25;（橢圓長半軸） #3=0.5;（起始處橢圓離心角） #5=90;（終止處橢圓離心角） WHILE [#3 LT #5] DO2;（當(dāng)起始角小于終止角時(shí)執(zhí)行DO2到ＥＮＤ２之間的程序段） #6=#2*COS[#3];（構(gòu)造　　　　　　?。?

47、#7=2*#1*SIN[#3];（構(gòu)造　　　　　　　　　?。　　　　? G1 X[#7+#20] Z#6 F150;（橢圓Ｘ坐標(biāo)加余量值） #3=#3+#4;（橢圓離心角遞增） #10=#7+#20;（Ｘ向當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)） IF [#10 GT 26] GOTO 56;（如果Ｘ向當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)大于２６跳轉(zhuǎn)到５６句從新定起點(diǎn)） END 2 G0 U2; Z26;（退刀） IF [#20 GE 0] GOTO 100;（如果余量大于等于０跳轉(zhuǎn)到１００句） G0 X100; M05; M30; 拋物線類零件的宏程序編制

48、 拋物線宏程序編制： O0272; M03 S800; G98; G00 X90 Z100; N10 #24=0;（拋物線頂點(diǎn)處Ｘ值） #26=0; （拋物線頂點(diǎn)處Ｚ值） #17=-10;（常量） #22=42;（拋物線開口處直徑） #6=1;（每次步進(jìn)量） #9=100;（進(jìn)給率） G00 X#24 Z[#26+5];（加工起點(diǎn)） G01 Z#26 F[2*#9]; N30 #24=#24+#6;（Ｘ向遞增） #26=[#24*#24]/[#17]; (構(gòu)造 ） G01X2*#24 Z#26 F#9; N60 IF [#2

49、4 LT #22/2] GOTO 30;（如果X值小于開口處直徑一半跳轉(zhuǎn)到30句） G01 X#22 Z#26 F[3*#9]; M05; M30; 雙曲線過渡類零件的宏程序編制 焦點(diǎn)在X軸上的雙曲線，其標(biāo)準(zhǔn)方程為 焦點(diǎn)在Y軸上的雙曲線宏程序編制： 程序編制： O0273; T0101; M03 S500; G98; G01 X10; Z-5.05; X17.524; #1=20; N10 #2=38-10/SIN[#1]; #3=-60+20/TAN[#1]; G01 X2*#2 Z#3; #1=#1+1; IF [#1 LT 80

50、] GOTO 10; G01 X56 Z-56.473; X60; G00 X100; Z100; M05; M30; 焦點(diǎn)在X軸上的雙曲線宏程序編程： O0045; T0101; G98; M03 S500; G00 X60 Z0; G01 X0; #100=0; N15 #101=4/3*SQRT[[#100-6]*[#100-6]-36]; G01 X2*#101 Z#100; #100=#100-1; IF [#100 GT -16.594] GOTO 15; G01 X58 Z-16.594; X

51、60; G00 Z0; G00 X100; Z100; M05; M30; 橢圓輪廓的加工 對橢圓輪廓，其方程有兩種形式。對粗加工，采用G71/G72走刀方式時(shí)，用直角坐標(biāo)方程比較方便；而精加工(仿形加工)用極坐標(biāo)方程比較方便。 l 極坐標(biāo)方程 a—X向橢圓半軸長； b—Z向橢圓半軸長； θ—橢圓上某點(diǎn)的圓心角，零角度在Z軸正向。 l 直角坐標(biāo)方程： 加工圖7-2所示橢圓輪廓，棒料Φ45，編程零點(diǎn)放在工件右端面。 %200 G50 X100 Z200; T0101; G95 G0 X41 Z2 M03 S800; G1 Z-100 F0.3;

52、 粗加工開始 G0 X42; Z2; #1=20*20*4; 4a2 #2=60; b #3=35 ; X初值(直徑值) WHILE[ #3 GE 0] DO1; 粗加工控制 #4=#2*SQRT[1-#3*#3/#1]; Z G0 X[#3+1] ； 進(jìn)刀 G1 Z[#4-60+0.2] F0.3; 切削 G0 U1; 退刀 Z2; 返回 #3=#3-7;

53、 下一刀切削直徑 END1; #10=0.8； x向精加工余量 #11=0.1; z向精加工余量 WHILE[ #10 LE 0] DO1; 半精、精加工控制 G0 X0 S1500; 進(jìn)刀，準(zhǔn)備精加工 #20=0 ; 角度初值 WHILE [#20 LE 90] DO2; 曲線加工 #3=2*20*SIN[#20]; X #4=60*COS[#20]; Z G1 X[#3+#10] Z[#4+#11] F0.1; #20=#2

54、0+1; END2; G1 Z-100; G0 X45 Z2; #10=#10-0.8; #11=#11-0.1; END1; G0 X100 Z200 T0100; M30; 拋物線加工 示例7-3，加工圖7-3所示拋物線孔，方程為Z=X2/16，換算成直徑編程形式為Z=X2/64，則X=sqrt[Z]/8。采用端面切削方式，編程零點(diǎn)放在工件右端面中心，工件預(yù)鉆有Φ30底孔。 %120 G50 X100 Z200; T0101; G90 G0 X28 Z2 M03 M07 S800; #1=-3; Z WH

55、ILE #1 GE -81 DO1; 粗加工控制 #2=SQRT[100+#1]/8; X G0 Z[#1+0.3]; G1 X[#2-0.3] F0.3; G0 X28 W2; #1=#1-3;; END1; #10=0.2; #11=0.2; WHILE #10 GE 0 DO1; 半精、精加工控制 #1=-81; G0 Z-81 S1500; WHILE #1 LT 0.5 DO2; 曲線加工控制 #2=SQRT[100+#1]/8; X G1 X[#2-#10] Z[#1+#11] F0.1; #1=#1+0.3; END2; G0 X28; #10=#10-0.2; #11=#11-0.2; END1; G0 X100 Z200 M05 M09; T0100; M30;