宏程序加工椭圆的典型案例分析

摘 要 目前，在使用的数控机床中，仍有许多数控车系统不具备椭圆插补功能，实际加工中又难免遇到加工椭圆的情况，此时，显然无法用常规方法编制椭圆加工程序。使用计算机自动编程则易受现场加工条件的限制，为解决这一问题，常用方法是采用宏程序加工。本文将以GSK980TD系统为例，通过典型案例分析，介绍使用宏程序加工椭圆的方法。

关键词 GSK980TD 椭圆加工 宏程序 参数方程 四心圆法

中图分类号：TG519 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.08.026

Abstract At present， in the use of CNC machine tools， there are still many NC lathe system does not have the ellipse interpolation functions， actual processing and will inevitably encounter processing ellipse. At this time， apparently not conventional compilation method for ellipse machining program. The use of computer automatic programming is subject to the restrictions of the field processing conditions， in order to solve this problem， the common method is to use macro program processing. This article will take the GSK980TD system as an example， through the typical case analysis， introduces the method of using the macro program to process the ellipse.

Key words GSK980TD； ellipse processing； macro program； parametric equation； four circle method

1 宏程序加工法

宏程序加工椭圆实际上是根据椭圆方程，用宏指令密集地计算出椭圆轮廓上的坐标，然后驱动刀具沿着这些坐标点一步步移动，用小段直线逼近椭圆轮廓。

1.1 宏程序简介

宏程序有A、B两类，GSK980TD数控车床中使用的是 A类宏程序，类似汇编语言，一般指令格式：G65 Hm P#i Q#j R#k 。宏程序主要包括两部分内容：变量和逻辑跳转或逻辑循环。

变量：宏程序中可以使用变量来给地址赋值，一般用于坐标地址X、Z或U、W，亦可用于F，S，M。如：G00 X#200，若#200的值为50则程序段等同于G00 X50；M03 S#201，若#201的值为800，则程序段等同于M03 S800。同时可以使用表达式（算术四则运算及函数等）给变量赋值。如：G65 H01 P#202 Q100表示变量#202=100。这样就可以实现编制同一个程序用于不同尺寸的同类零件的加工，只要修改少数几个参数即可，具有极大的灵活性。

逻辑跳转或逻辑循环：可以使程序实现智能化判断，根据一定的条件决定执行或不执行某些程序段，继续一个循环或退出循环。

1.2 编程的相关计算

1.3 编程实例

椭圆的加工一般不宜一次切削成形，最好采取粗加工分层切削和精加工成形的方式。椭圆轮廓的形状不同，粗加工分层切削的走刀方式亦有所不同。

如图1所示零件，前端椭圆的长半轴 = 26mm，短半轴 = 13mm。在前刀架车床上看，需加工的椭圆曲线在第四象限（270~360埃Q∮妹髦本段%O32mm，#45钢，根据零件特征，加工走刀方式采用仿G71走刀方式。

可看出，其编程方法较复杂，而且工艺性不太好，仿G71切削方式粗加工时每层切削量是不均匀的，针对这种情况，根据制图中采用四心圆法近似绘制椭圆的原理，用四段圆弧拟合成椭圆，然后直接以圆弧编程，这种方法编程简单，加工效率高，但是如果单纯用这种方法加工出椭圆，则椭圆轮廓误差较大，精度不高，这时我们可考虑把四心圆法拟合加工和宏程序加工结合起来，用四心圆法绘制的圆弧进行粗加工，留下余量用宏程序进行精加工，这样就能相互取长补短，编出高效的程序，我们称这种方法为综合加工法。

2 结束语

本文介绍了利用宏程序直线逼近的方法进行椭圆的加工和利用“四心圆法”拟合加工，在半闭环结构的数控机床上实现椭圆曲线加工的编程方法。在编制宏程序时，要牢记变量的种类及特性，不可乱用。因为局部变量、系统变量、公共变量的用途和性质各不相同，编程时要非常小心。从上述的编程例子来看，无论是仿G71的编程还是仿G73的编程，编程都是较复杂的，而利用制图中“四心圆法”拟合绘制椭圆的原理先进行椭圆的粗加工，留出精加工余量，再利用宏程序进行椭圆轮廓精加工，确实可以大大提高编程的效率。

参考文献

[1] 广州数控设备有限公司.GSK980TD操作编程说明书.

[2] 黄丽芬.数控车床编程与操作.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.