基于宏程序的椭圆车削

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本文结合工作实践对编制椭圆轨迹通用程序的宏程序进行探讨。

一、编程原理

使用宏程序编程，大部分零件尺寸和工艺参数通过参数传递到宏程序中，程序修改方便，图样改变时，仅需修改相应参数，不需要重新编程。同时在宏程序中利用数控系统自身的计算功能，尽可能地消除了数据计算误差，相应的也保证了加工工件的精度。

对于非圆曲线，我们可以对数据进行密集化处理，使直线尽可能地逼近曲线。这样应用宏程序中的变量和计算功能，使得数控系统自动计算出曲线上的点。我们只需要指定曲线的起点和终点，以及相邻两数据之间的步长，并制定变量的运算方式就可以了。

由图1可以看到，步长越小，逼近曲线越接近理论曲线。但在实际编程中，无限缩小步长会增加系统的运算量，可能会造成加工时间延长。需要根据加工工件的要求合理地设定步长。

二、编程方法

椭圆的方程有两种，一种是 ，还有一种参数方程： 。

以 为例，可以设定X为自变量，根据X值和椭圆方程，确定y值。需要特别注意的是，在数控车床中，编程时对应的是直径编程，需要根据数控车床的坐标轴和坐标方向，根据图纸，对X，y值进行转变。下面列出宏程序编制方法的流程图。

要实现图2所示的程序流向，需要在程序中对变量进行多次复制，并可以通过转移和循环语句实现。在宏程序中，有以下几个语句可以使用：

GOTO语句：无条件转移；

IF语句：条件转移；

WHILE语句：当…时循环。

从功能上说，IF语句和WHILE语句具有一定的相互替代性；从具体的用法和使用的限制上说，IF语句受到的限制相对更少，使用更灵活。与GOTO语句相比，用WHILE语句实现循环可减少处理时间。具体编程时可根据编程者的经验和习惯进行选用。

三、加工程序

以图3为例，说明椭圆的加工程序。

图中椭圆长轴为50，短轴为25。数控车床中X方向为直径编程，在加工时需要注意。图中X的取值范围为[0，25]，Z的取值范围为[-50，50]，需要注意的是，每一个X值对应两个Z值，而每一个Z值，只对应一个X值，所以在编程中以Z值为自变量，以X值为因变量。

程序如下：

O1234;

N10 M03 S500 T0101 F0.2;

N20 G00X52 Z52;

N30 G00X0;

N40 G01 Z0;

N50 #1=50;#1表示Z；

N60 #2=25*SQRT[1-#1*#1/2500]；#2表示X值，半径值；

N70 G01X[2*#2] Z[#1];

N80 #1=#1-0.2;

N90 IF[#1GE-50] GOTO N60;

N100 G00X100;

N120 G00 Z150;

……

使用参数方程进行编程时，需要确定的起始角和结束角的角度，需要设定三个变量，X和Z值根据角度的大小发生变化，这里不在赘述。

（作者单位：山东省济南技师学院）

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