基于宏程序的非圓曲線三種編程方法的應用

操成佳

摘要：運用數控編程中的宏程序，通過對一個含有非圓曲線零件實現三種不同宏程序的編程，分析每種方法的優缺點，歸納出運用宏程序解決復雜零件的加工編程問題。運用宏程序對含有非圓曲線的零件的編程時，首先應從零件的結構特點出發，分析零件上各加工表面之間的幾何關系，據此推導出各參數之間的數量關系，建立數學模型。

關鍵詞：宏程序 非圓曲線 橢圓 數控編程

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0011-02

在數控手工編程時，若遇到零件圖紙上除了正常標注尺寸以外，還給出了數學方程時，我們就可以考慮采用數控宏程序來編寫非圓曲線（如橢圓，拋物線，雙曲線等）部分的程序。宏程序編程的實質就是將非圓曲線細分成若干段微小的直線段或圓弧插補的方式進行加工。采用宏程序編程時，我們需要根據圖紙中所給的數學方程轉換成函數表達式，根據表達式來設置自變量、因變量，利用循環語句實現變量的多次運算，就可以把非圓曲線分成多段微小的直線或圓弧，從而控制刀具多次走刀切削。

1 宏程序編程步驟

1.1 選定自變量及其起止點坐標值

非圓曲線的宏程序編寫首先要定義一個自變量及其起點和終點的坐標。起點和終點就是圖紙中非圓曲線的起點和終點。如圖1所示，若選擇橢圓曲線的長軸（Z軸）為自變量，則自變量的變化范圍是從右端點20變化到0，注意此時只考慮橢圓曲線自身，編程原點暫時不考慮。

1.2 確定因變量的與自變量變化關系

根據數學曲線方程確定因變量的與自變量變化關系，如圖1所示，非圓曲線的數學方程為，將此數學方程進行變形，變成函數表達式形式是X=，此時Z為自變量，X為因變量。

1.3 確定非圓曲線偏移量

非圓曲線的偏移量是指曲線的數學原點相對于編程原點的偏移量。如圖1所示，橢圓曲線的數學原點相對于編程原點，在Z軸上發生了偏移，其偏移量為-20。

2 宏程序的編程實例及分析

下面通過一個含有橢圓曲線的軸類零件為例，采用FANUC-0i-TC系統的格式編程。共用了三種不同的切削方式編寫。如圖1所示，其中零件的橢圓曲線方程為。

2.1 利用宏程序嵌套編方式編寫非圓曲線（橢圓）

2.3 利用復合固定循環G73編寫非圓曲線（橢圓）

以上三種方法各有自身的特點：宏程序嵌套編制非圓曲線較為復雜，不易理解，用的較少；單一固定循環編程的加工效率較高，但適用范圍較窄，僅適用于加工具有單調性的曲線；切削循環G73編程較直觀、簡便。

3 結語

運用宏程序對含有非圓曲線的零件的編程時，首先應從零件的結構特點出發，分析零件上各加工表面之間的幾何關系，據此推導出各參數之間的數量關系，建立數學模型。選擇變量參數并列出正確的參數方程，同時設定合理有效的循環變量。其次，根據零件的特點，選擇直線或圓弧插補方式，最后編出程序，并進行程序的驗算。宏程序編程時，零件的加工步驟，走刀路線及對刀點、起刀點的位置，以及切入、切出方式的設計還是遵循一般手工編程的規則。對于同一個零件，選擇不同的自變量，可得到不同的參數方程，從而編出不同的程序。故對于同一個零件，用宏程序編寫非圓曲線的方法有多種，但對于零件加工而言，不論使用哪種方法，只要能夠在最短時間內，編制出合格的程序，加工出合格的零件，就達到目標了。

參考文獻

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