椭圆宏程序编程.pdf

椭圆宏程序编程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]DOm(m=1，2，3);ENDm;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30º外圆车刀加工外轮廓。切削用量的选择：粗加工主轴转速为600r/min，进给量为0.25mm/r，精加工主轴转速为800r/min，进给量为0.1mm。在椭圆坐标系中，其标准方程为：;参数方程为：X=14sinФ，Z=20cosФ。从零件图上可以看出，椭圆轮廓的起点角度为0º，终点角度为144º(180º-36º=144º)，所以适合采用以Ф参数(角度)为初始变量，应用参数方程来表达椭圆上点的坐标。编制程序如下。O1234;T0101M03S600;GOOX34Z2.0;G73U14W0R7;G73P10Q20U1W0.05F0.25;N10G00X0.;G42G01Z0.F0.1;#1=0;(角度初始值)WHILE[#1LE144]DO1;#2=14*SIN[#1];#3=20*COS[#1];G01X[2*#2]Z[#3-20]F0.1;#1=#1+0.5;END1;G01Z-40;X28;W-10;N20G40X33;M03S800;G70P10Q20;G00X150Z150;M5;M30;上例中，#1(角度)为初始变量，椭圆上点的X、Z(#2、#3)坐标是因变量，它们之间的关系由参数方程X=14sinФ，Z=20cosФ体现，即#2=14*SIN[#1]，#3=20*COS[#1]，在编程坐标系中，点的坐标就表达成X[2*#2]Z[#3-20]。四、以Z坐标为初始变量如图4，毛坯为Ф30mm×50mm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，-15)处。分析：工艺分析参见上例。零件上椭圆曲线只有右边一半，长半轴长15mm(Z轴)，短半轴长10mm(X轴)，其椭圆标准方程为：，参数方程为X=10sinФ，Z=15cosФ，椭圆曲线的起点Z坐标为15，终点坐标为0，设Z坐标为变量#1，根据椭圆标准方程，有(设为#2)。编制程序如下：O1235;G40T0101M03S600;GOOX34Z2.0;G73U14W0R7;G73P10Q20U1W0.05F0.25;N10G00X0.;G42G01Z0.F0.1;#1=15;(Z初始值)WHILE[#1GE0]DO1;#2=10*SQRT[15*15-#1*#1]/15;G01X[2*#2]Z[#1-15]F0.1;#1=#1-0.1;END1;G01W-5;X28;Z-30;N20G40X33;M03S800;G70P10Q20;G00X150Z150;M30;本例也可以用Ф(角度)为初始变量，应用椭圆参数方程进行编程，其中Ф的变化范围是0º～90º。读者可参考上例编写。五、椭圆原点不在零件轴线上如图5，毛坯为Ф30mm×80mm的棒料，45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上，