浅谈宏程序在椭圆加工中的实际应用

摘 要：随着数控系统的不断更新，宏指令的应用越来越广泛。本文主要是通过对宏指令的讲解和例题说明分别对FANUE系统A、B两类宏程序在椭圆中的具体应用进行简单的介绍。

关键词：宏程序 椭圆方程 运算指令

宏程序与普通程序相比较，普通程序的程序字为常量，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。而在用户宏程序的本体中，可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行附值、运算等处理。

1、A类宏程序的编程方法与运用

在一些较老的FANUC OMD系统中由于操作面板中没有+ _ * / [ ]等符号，故不能进行这些符号的输入，只能通过G65的不同表达形式来实现指令的运算和转移。

1）宏程序的运算指令

格式：G65 H m P i Q j R k； （H01 H02 H03 H04 H05代表赋值和加减乘除）

2）宏程序的转移指令

例：G65 H80 P120； 表示该程序段无条件转移到N120程序段。（H85≤，H86≥）

3）具体举例：小手柄的加工（椭圆方程是X2/12.52 +Z2/252=1）

图1

图形分析：椭圆方程另一种表达式为：X=12.5sinα，Z=25cosα-25，椭圆上的各点坐标分别是（12.5sinα，25cosα），坐标值随角度的变化而变化。

1）首先设定变量： 100表示椭圆短半轴A的长度12.5用um表示12500； 101表示椭圆长半轴B的长度25； 102表示椭圆上各点对应的角度α； 103：A sinα； 104：B cosα； 105：椭圆上各点的X坐标； 106：椭圆上各点的Z坐标；

2）判断椭圆极限角度：虽然图纸上的角度是146度，但这是个平面角度，真正的椭圆极限角度为126.86度，通过画图可以看出来。

3）加工程序如下：（精加工）

O1111；（主程序）M98 P2222；（调用宏程序，加工椭圆）

G98 G40 G21 F100； G02 X20.0 Z-70.0 R40.0；

T0101；（菱形刀）G01 Z-85.0；

M03 S1200；G00 X100.0 Z100.0；

G00 X0.0 Z5.0； （宏程序起点）M30；

O2222；（宏程序）

G65 H01 P#100 Q12500；（短半轴A赋值，A=12.5mm）

G65 H01 P#101 Q25000；（长半轴B赋值，B=25mm）

G65 H01 P#102 Q0；（角度α赋初值，α=0°）

N100G65 H31 P#103 Q#100 R#102；（#103=#100sin[#102]）

G65 H32 P#104 Q#101 R#102；（#104=#101cos[#102]）

G65 H04 P#105 Q#103 R2；（椭圆上各点的X坐标，#105=2*#103）

G65 H03 P#106 Q#104 R25000；（椭圆上各点的Z坐标，#106=#104-25.0）

G01 X#105 Z#106 F100；

G65 H02 P#102 Q102 R100；（角度增量为0.01°）

G65 H86 P100 Q102 R128600；（条件判断，极角α≤126.86°时转移到N100）

M99；

2、B类宏程序的编程方法与运用

B类宏程序它的运算指令与A类宏程序的运算指令有很大的区别，相似于数学运算，但仍用各种数学符号来表示。常见的运算指令有：

1）宏程序常用的运算指令

定义#i=#j 加法#i=#j+#k …… 平方根#i=SQRT[#j]

2）控制指令：

例：IF[#1GE#100]GOTO 1000；

该例为有条件转移语句。如果条件成立，则转移到N1000程序段执行；如果条件不成立，则执行下一程序段。GE代表≥

3）具体举例：组合椭球轴（椭圆方程式为：X2/242 +Z2/582=1）

图形分析：上图是一个组合件，件1是椭圆的外形和内螺纹，它是和件2用螺纹连接后再进行椭圆加工的，虚线部分就是件2，为了椭圆尾部的光滑连接，该椭圆程序可以放在G73里面做，不用作为一个单独的子程序来调用。

加工程序：（内外螺纹旋合后椭圆的加工程序）

T0101； （菱形刀片外圆刀片）G01 Z-60；

M03 S800；X50；

G42 G00 X55.0 Z5；X52.0 W-1.0；

G73 U26 R26.0；N50 X54.0；

G73 P10 Q50 U0.3 W0.0 F150.0；M05；

N10 G01 X0 Z0； F50；M00；

#101=58.0； （公式中的Z坐标值）T0101；

N20 #102=SQRT[58.0*58.0-#101*#101]*24.0/58.0； （公式中的X坐标值）M03 S1500；

#103=#101-58.0；（工件坐标系中的Z坐标）G00 G42 X54 Z5；

#104=#102*2； （工件坐标系中的X坐标）G70 P10 Q50；

#101=#101-0.1；GOO G40 X100 Z100；

G01 X#104 Z#103 F100.0；M05；

IF[#101GE-28.0]GOTO20； （有条件的跳转）M30；

以上两个实例在编程中都使用了宏程序，但选择了两个不同的参数作为自变量，因此只要我们掌握了宏程序的编程原理，对规则几何图形建立数学模型，就能解决实际加工中各种几何形状规则零件的加工，同时宏程序编制简单，实用性强，加工效率高，在数控加工中有着广泛的应用。（作者单位：建东职业技术学院）

参考文献：

[1] 沈建锋 主编 《数控车床编程与操作实训》 2005.6

[2] 袁锋 主编 《数控车床培训教程》 2008.3