淺談GSK980TD數控系統A類宏指令的編程技巧

朱雪華

摘 要：本文針對GSK980TD數控系統中的A類宏指令，以橢圓為例，介紹了A類宏指令的編程技巧。粗加工按橢圓標準方程進行宏程序編寫，精加工則以橢圓參數方程進行宏程序編寫。

關鍵詞：GSK980TD數控系統；宏程序；A類宏指令

一、前言

GSK980TD數控系統中的宏指令屬A類宏指令，以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx格式輸入。由于A類宏程序的編寫相對復雜，多數參考書中均沒有介紹，即使數控系統廠方的說明書也沒有提及其具體的使用方法。本文以橢圓為例，按橢圓參數方程進行橢圓宏程序的編寫（前置刀架），以介紹GSK980TD數控系統A類宏指令的編程技巧。

二、橢圓標準方程與參數方程

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圖1 平面直角坐標系橢圓 圖2 機床坐標系橢圓

在平面直角坐標系中，橢圓的標準方程有兩種，均取決于焦點所在的坐標軸，圖1-a中橢圓焦點在X軸上，標準方程為■+■（a>b>0），參數方程為x=acosφy=bsinφ；圖1-b中橢圓焦點在Y軸上，標準方程為■+■=1（a>b>0），參數方程為x=bcosφy=asinφ。對應機床坐標系，將橢圓方程進行改寫以方便在宏程序中使用。如圖2-a中橢圓長軸在Z軸上，標準方程為■+■=1，參數方程為z=acosφx=bsinφ；圖2-b中橢圓長軸在X軸上，標準方程為■+■，參數方程為z=bcosφx=asinφ。

三、數控加工中橢圓輪廓曲線位置特性分析

橢圓輪廓的數控車加工，歸納起來，有以下四種情況，如圖3所示。

（a） （b）

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（c） （d）

圖3 橢圓輪廓曲線的位置特性

圖3-a中橢圓長軸位于Z軸上，橢圓中心與程序原點重合；圖3-b中橢圓長軸位于X軸上，橢圓中心與程序原點重合；圖3-c中橢圓長軸位于X軸上，橢圓中心與X、Z軸具有一定偏移量；圖3-d中橢圓長軸位于Z軸上，橢圓中心與X、Z軸具有一定偏移量。認識此四種典型宏指令編程方法，便能熟悉GSK980TD系統宏指令的運用規律，從而掌握參數式宏指令編程的技巧，進而能靈活使用宏程序對拋物線、雙曲線等非圓曲線進行手工編程。雖然不同的橢圓位置和坐標偏移量，致使輪廓加工起點也各不相同，但其宏程序的編寫原理卻是一樣的，應仔細考慮偏移量與起止點位置。

四、橢圓輪廓曲線的宏程序編寫

1.粗加工程序段的宏程序編寫

在粗車循環程序中，采用標準方程進行編程，用X、Z距離增量修調方式進行循環切削。將圖3-a方程化簡：400Z2+900×2=360000→Z2=900-2.25X2，將上式兩邊同時放大10000倍：（100Z）2=9000000-22500X2

因宏程序的變量單位為0.001mm，因此100Z需要放大10倍才符合宏程序的Z向坐標值的運算。在粗加程序段中，#202、#203、#204、#205均為過渡變量，用于標準方程計算Z向值；同理，X向坐標值也需擴大10000倍方能滿足符合宏程序的運算。

2.精加工程序段的宏程序編寫

在精車程序段中，為保證加工表面精度，必須按橢圓輪廓進行切削加工，精加工程序應采用參數方程進行編程。通過計算橢圓離心角，利用X、Z向正（余）弦參數值進行修調。

參數方程中離心角φ范圍0°～90°，從0°開始運算，每次增量1°，當執行至90°，精加工完成。

當橢圓位置和起止角度不同時，必須根據圖形實際計算，特別需要注意的是，橢圓離心角φ（如圖4所示）的幾何意義是∠AOX，而不是∠BOX。

除特殊的0°、90°、180°、270°、360°以外，橢圓離心角應通過計算取得，如圖5所示，橢圓離心角不是63°，而是φ=arc{cos[（25-19）/10]}=53.1°。

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3.程序仿真加工效果圖

根據圖3-a中的橢圓輪廓，以參數方程進行仿真和實際加工，效果良好（如圖6）。

參考文獻：

[1]劉耀林，賈濤.橢圓宏程序編制方法與應用研究[J].制造業自動化，2009（7）.

[2]趙太平.數控車削編程與加工技術[M].北京：北京理工大學出版社，2006.