基于FANUC 0i系統(tǒng)的橢圓輪廓加工通用宏程序編制

薛東彬

（河南工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，鄭州450007）

0 引言

在應(yīng)用加工中心加工零件時經(jīng)常會遇到橢圓輪廓或橢圓倒角。對于那些長軸平行于機床X軸或Y軸的橢圓輪廓使用用戶宏程序編程比較簡單，但是對于那些長軸不平行于機床X軸或Y軸的橢圓輪廓一般需要使用專用的編程軟件來編程。這時編寫的程序不具有通用性，比較費時費力。本文利用二維圖形的變換原理，編制了適用于任意角度放置的橢圓輪廓的基于FANUC 0i系統(tǒng)的通用宏程序［1］。

1 節(jié)點計算方法

1）橢圓節(jié)點計算原理

對于橢圓輪廓的銑削加工一般采用直線段逼近的方法。橢圓輪廓上的節(jié)點計算采用等步長法，以節(jié)點的圓心角為自變量計算節(jié)點的坐標(biāo)。節(jié)點坐標(biāo)計算式如下：

式中X、Y為節(jié)點坐標(biāo)，a、b為橢圓的長軸和短軸的半徑，α為節(jié)點對應(yīng)的圓心角作為自變量。

2）橢圓節(jié)點坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)

當(dāng)橢圓的長軸與機床的X軸夾角為θ，在計算節(jié)點坐標(biāo)時，應(yīng)使節(jié)點的坐標(biāo)繞橢圓的圓心旋轉(zhuǎn)θ角度。節(jié)點坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)可以利用二維圖形的變換矩陣實現(xiàn)。變換矩陣［2］如下：

經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變換后的節(jié)點坐標(biāo)（Xh、Yh）計算式如下：

2 橢圓通用宏程序的編制

1）局部變量的定義及處理

使用立銑刀銑削加工橢圓時不能使用刀具的半徑補償功能，因此在計算節(jié)點的坐標(biāo)是要將使用的刀具半徑加到橢圓的長短軸半徑上。在宏程序中橢圓的長短軸、刀具半徑、橢圓長軸與機床X軸的夾角、橢圓的起始角、終止角等均用局部變量表示，橢圓的圓心角作為自變量可以根據(jù)加工精度要求設(shè)定。宏程序中局部變量的定義如表1所示，橢圓的各變量的幾何意義如圖1所示。

表1 橢圓加工局部變量定義及處理

圖1 橢圓中各變量的幾何意義

2）橢圓通用宏程序。

適用于任意角度，任意圓心角對應(yīng)的橢圓的通用宏程序如下：進行橢圓加工時在主程序中通過G65指令調(diào)用宏程序，給相應(yīng)的參數(shù)賦初值就可以了。例如加工長、短軸分別為300 mm、200 mm，長軸與+X夾角為30°，圓心位置坐標(biāo)為（-50，-50）的逆時針橢圓，刀具半徑為10 mm。可用下面的程序段調(diào)用：

G65 P9015 A300 B200 C10 I30 J0 K360 F100 Q100 R1 X-50 Y-50。

3 結(jié)語

應(yīng)用橢圓通用宏程序編程加工橢圓和橢圓倒角，降低了編程難度，節(jié)省了編程時間，增加了數(shù)控加工編程的靈活性。

［參考文獻］

［1］北京發(fā)那科公司.FANUC Series 0i Mate-TM操作說明書［M］.北京：北京發(fā)那科公司，

［2］蔡穎，薛慶.CAD/CAM原理與應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2002.