解析FANUC系统简单椭圆和复杂椭圆宏程序的编程

摘 要：针对技工院校的学生，学生水平参差不齐，对于复杂的宏程序编程总是不能很好的掌握。椭圆是数控车加工中相对较难却又比较典型的非圆曲线，尤其椭圆对于目前高级工和技师等级考试也是必不可少的考点要素。如何让每一个学生都能理解并掌握好椭圆程序，这就要求任课老师能以最简单最直白的方法使学生看懂听懂。

关键词：椭圆圆心点；编程原点；椭圆起刀点；椭圆结束点

1椭圆的方程

1.1 椭圆方程的由来

图一：

数学方程： +=1 椭圆方程：+=1

图二：

数学方程： +=1 椭圆方程： +=1

数学当中椭圆的方程，采用的是X、Y坐标系，而在数控车床中采用的是X、Z坐标系，所以椭圆方程应做出相应的调整，如图所示，同时从对比图一和图二，我们知道长半轴a和短半轴b是和坐标系相对应的：aZ 、bX ，是不以椭圆形状而变化的。

1.2 椭圆方程的计算

假设椭圆方程+=1中，已知Z值，求解X？

+=1

=1-

x=b（1-）

x=b

X=b*SQRT[1-Z*Z/a2]

2 椭圆的编程

椭圆的编程始终是围绕着椭圆圆心的偏移来进行编程的，再以四个点的不同距离来进行计算，下面让我们通过两个例题来对四个点进行认知。

为了使椭圆编程更加简易化，让学生更能容易的去掌握，把椭圆编程分成“五步骤”：

第一步：#1= （已知Z轴的距离=椭圆起刀点到椭圆心的距离）

第二步：N15 #2=b*SQRT[1-Z*Z/a2] （把a、b值带入X轴的方程式求解）

第三步：G01 X[ ] Z[ ] （用直线插补指令逼近椭圆）

[X[ #2 ]＼&Z[ #1 ]＼&①半径变直径

②椭圆圆心是否偏移轴线

③象限判别椭圆方向＼&从编程原点偏移到椭圆圆心的距离＼&]

①半径变直径：#2*2

②椭圆圆心是否偏移轴线

如果椭圆圆心在工件轴线上，没有偏移，如图图一，则加零：#2*2+0（零可省略不写）

如果椭圆圆心从工件轴线上偏移至某尺寸，如图二，则须加上此尺寸值：#2*2+A

（图一） （图二）

③象限判别椭圆方向

所有的编程都是以后置刀架进行编程的，所以我们看图编程时应该看图纸轴线的上半部分。以椭圆圆心为坐标把椭圆分成一、二、三、四象限，所加工椭圆的部分在一、二象限方向为正，三、四象限方向为负。如图一：#2*2、如图二：-#2*2+A。

第四步：#1=#1-1 （1是步距，这个值越小，直线逼近椭圆越接近；精加工可改成0.5）

3 实例椭圆编程

通过椭圆编程的“五步骤”分析，使程序内的参数值计算更加明朗化，下面通过两个例题来对椭圆进行实例编程。

例图一： 例图二：

[ O0001；

M03 S600 T0101 F0.3；

G00 X100 Z100；

X40 Z2；

G73 U20 R20；

G73 P10 Q20 U0.4 W0.1；

N10 G01 X0；

Z0；

#1=20；

#2=10*SQRT[1-#1*#1/400]；

G01 X[#2*2] Z[#1-20]；

#1=#1-1；

IF [#1 GE 0] GOTO 15；

G01 X28；

X30 Z-21；

Z-30；

N20 G01 X40；

G00 X100 Z100；

M30；

＼& O0002；

M03 S600 T0101 F0.3；

G00 X100 Z100；

X40 Z2；

G73 U10 R10；

G73 P10 Q20 U0.4 W0.1；

N10 G01 X28；

Z0；

X30 Z-1；

Z-8

#1=10；

#2=5*SQRT[1-#1*#1/100]；

G01 X[-#2*2+30] Z[#1-18]；

#1=#1-1；

IF [#1 GE -10] GOTO 15；

G01 X30；

Z-36；

N20 G01 X40；

G00 X100 Z100；

M30；＼&]

4 总结

看似复杂的椭圆编程在以上实例讲解中利用“五步骤”的分析就可以完成，而且是适用于任何形状的椭圆的编程，这样能大大降低椭圆编程的难度，从而使学生更加容易去掌握。

参考文献：

[1]吕孝敏.基于宏程序的二次曲线在数控加工中的应用[J].安徽职业技术学院学报，2010，04：33-35.

[2]杨晓春，黄晓明，王磊，陈锦麟.基于FANUC系统的圆锥曲线成形面及倒角加工的宏程序编制研究[J].制造业自动化，2013，22：56-59+67.