在数控车床上实现椭圆的粗

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数控车床加工椭圆类零件的初步探讨

数控车床加工椭圆类零件的初步探讨摘要：本文以SIEMENS802S/C 数控系统为例，介绍在数控车床上加工椭圆类零件的多种方法。

采用圆弧逼近法—四心法，可以采用一般G指令加工出精度要求不高的椭圆形状；采用直线逼近法—参数编程，可以加工出精度要求高的椭圆形状。

关键词:数控车床车削椭圆类零件圆弧逼近法直线逼近法R参数在技工学校高级数控的培训课题中，椭圆类零件的加工是不可或缺的内容.椭圆的加工属于非圆曲线的特殊零件加工，相对比较复杂。

在数控车床上加工该类零件，我们一般采用逼近法：圆弧逼近法和直线逼近法.1、圆弧逼近法圆弧逼近法是采用多段圆弧逼近椭圆的加工方法，利用机械制图中绘制椭圆的近似画法（四心法），求得多段圆弧的切点和半径来加工椭圆。

在加工精度要求比较低的情况下可以考虑用此方法.（1）加工原理通过机械制图近似绘制椭圆的方法，画出椭圆。

椭圆是由四段圆弧组成的。

如图1所示。

①画出长轴AB与短轴CD，连接AC并在AC上截取AF，使其等于AO与CO之差CE。

②作AF的垂直平分线，使其分别交于AB和CD于O1点和O2点。

③分别以O1点和O2点为圆心，O1A和O2C为半径作出圆弧AG和CG,，该圆弧即为四分之一的椭圆。

④用同样的方法画出整个椭圆。

（2）计算组成椭圆的四段圆弧半径、切点坐标等数据.(3）编写加工程序只要计算出如O1、O2、G点坐标,O1A和O2C的半径数值等就很容易编写加工这四段圆弧的程序。

2、直线逼近法直线逼近法是采用多段直线逼近椭圆的加工方法，应用这种方法加工非圆曲线时,只要步距足够小，在工件上所形成的最大误差，就会小于所要求的最小误差，从而加工出标准的椭圆。

常用的直线逼近法，加工精度高.直线逼近法加工椭圆是通过参数编程来加工的，用数控车床的普通G代码指令是难以加工的。

参数编程指令适合抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线编程，还适合于图形相同，只是尺寸不同的系列零件编程，同样适用于工艺路径一样,只是位置数据不同的系列零件的编程。

在数控车床上实现椭圆的粗、精加工

数控车床加工对象为各种类型的回转面，其中对于圆柱面、锥面、圆弧面、球面等的加工，可以利用直线插补和圆弧插补指令完成，而对于椭圆等一些非圆曲线构成的回转体，加工起来具有一定的难度。

这是因为大多数的数控系统只提供直线插补和圆弧插补两种插补功能，更高档的数控系统提供双曲线、正弦曲线和样条曲线插补功能，但是一般都没有椭圆插补功能。

因此，在数控机床上对椭圆的加工大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编制椭圆加工程序。

在这里结合工作实践对车削椭圆轮廓的宏程序的编制方法进行探讨。

一、椭圆宏程序的编制原理数控系统的控制软件，一般由初始化模块、输入数据处理模块、插补运算处理模块、速度控制模块、系统管理模块和诊断模块组成。

其中插补运算处理模块的作用是依据程序中给定的轮廓的起点、终点等数值对起点终点之间的坐标点进行数据密化，然后由控制软件，依据数据密化得到的坐标点值驱动刀具依次逼近理想轨迹线的方式来移动，从而完成整个零件的加工。

依据数据密化的原理，我们可以根据曲线方程，利用数控系统具备的宏程序功能，密集的算出曲线上的坐标点值，然后驱动刀具沿着这些坐标点一步步移动就能加工出具有椭圆、抛物线等非圆曲线轮廓的工件。

二、椭圆宏程序的编制步骤宏编程一般步骤：1.首先要有标准方程（或参数方程）一般图中会给出。

2.对标准方程进行转化，将数学坐标转化成工件坐标标准方程中的坐标是数学坐标，要应用到数控车床上，必须要转化到工件坐标系中。

3.求值公式推导利用转化后的公式推导出坐标计算公式4.求值公式选择根据实际选择计算公式5.编程公式选择好后就可以开始编程了三、加工实例下面分别就工件坐标原点与椭圆中心重合，偏离等2种情况进行编程说明。

（1）工件坐标原点与椭圆中心重合椭圆标准方程为①转化到工件坐标系中为②根据以上公式我们可以推导出以下计算公式③④在这里我们取公式③。

凸椭圆取+号，凹椭圆取-号。

即X值根据Z值的变化而变化，公式④不能加工过象限椭圆，所以舍弃。

椭圆的数学模型建立及数控车削手工编程

CAD/CAM与制造业信息化60椭圆的数学模型建立及数控车削手工编程撰文/江苏省盐城市教育科学研究院解太林椭圆属于非圆曲线，在数控车床加工中，非圆曲线工件的手工编程是比较复杂的，对编程者的数学基础要求较高。

文中主要以椭圆为例来介绍非圆曲线数学模型的建立与编程加工。

一、前言在数控车床加工中，非圆曲线工件的手工编程，要求编程者对数控原理非常熟悉，且要有一定的数学功底。

二、编程方法非圆曲线工件的手工编程，有两种方法，一是用圆弧逼近法或直线逼近法编程；二是用用户宏程序编程。

三、用圆弧逼近法或直线逼近法编程1.工件装夹如图1所示，在数控车床上直接用三爪卡盘装夹，为了方便对刀和编制程序，将程序原点设定在工件的右侧中心线上。

图1 椭圆2.数学模型工件右边部分为标准椭圆，长轴半径为20，短轴半径为14，所以标准方程为：Z 2/202+X 2/162=1在Z 轴上负向取点，通过椭圆方程计算出各点坐标如表所示。

3.参考程序（椭圆的精车程序）用车锥法粗车椭圆（程序略），用直线逼近法精车椭圆，程序如下。

O0001；N5 G90G97T0101；设定刀具号及刀具补偿号N10 M03 S1200；设定转速及转向N15 G00X30Z5；设定加工起点N20 X0；N25 G01X0Z0F0.1；精加工椭圆N30 X0.88Z－0.01；N35 X1.25Z－0.02；N40 X1.979Z－0.05；N45 X2.796Z－0.1；N50 X3.423Z－0.15；N55 X3.950Z－0.2；N60 X4.832Z－0.3；N65 X5.572Z－0.4；N70 X6.222Z－0.5；N75 X6.807Z－0.6；N80 X7.343Z－0.7；表各点坐标N85 X7.84Z－0.8；N90 X8.305Z－0.9；N95 X8.743Z－1；N100 X9.55Z－1.2；N105 X10.29Z－1.4；N110 X10.974Z－1.6；N115 X11.610Z－1.8；N120 X12.205Z－2；N125 X13.805Z－2.6；N130 X14.750Z－3；N135 X15.617Z－3.4；N140 X16.225Z－3.7；N145 X16.8Z－4；N150 X17.695Z－4.5；N155 X18.520Z－5；N160 X19.285Z－5.5；N165 X19.996Z－6；N170 X20.659Z－6.5；N175 X21.278Z－7；N180 X21.857Z－7.5；N185 X22.4Z－8；N190 X22.908Z－8.5；N195 X23.385Z－9；N200 X23.831Z－9.5；N205 X24.249Z－10；N210 X24.640Z－10.5；N215 X25.005Z－11；N220 X25.662Z－12；N225 X26.229Z－13；N230 X26.710Z－14；N235 X27.111Z－15；N240 X27.434Z－16；N245 X27.683Z－17；N250 X27.860Z－18；N255 X27.965Z－19N260 X28Z－20；N265 X27.860Z－22；N270 X27.683Z－23；N275 X27.434Z－24；N280 X27.111Z－25；N285 X26.710Z－26；N290 X26.229Z－27；N295 X25.662Z－28；N300 X25.005Z29；N305 X24.640Z－29.5；N310 X24.249Z－30；N315 Z－31；N320 G00X30；N325 X100Z100；快速回到换刀点N330 M05；转速停止N335 M30；程序结束返回程序号四、用用户宏程序编程1.以Z坐标作为变量（1）工件装夹。

数控车削加工椭圆的粗车方法

宋庆环
（山学院，唐唐山０３２）６００
Ｒｏｇｕｎｎｔｏｎｎｍｅｉａｔｅｕｅｌｐｅｍａｈｎｎｕｈｔｒｉｇｍｅｈｄｏｕｒｌａｈｓｄｉｅｌｓｃｉｉｇｃｌｎｉ
＋ｃ）（）１
Ｒ－２
（）算半径Ｒ＝Ｃ２计０，
三角形ＭＡＯ中
图１椭圆的近似画法图２ＣＤ作图Ａ
。，Ａ＝ｃ－，Ａ争争ＡｃｘＡｃＦＯ ±
＝
（）中心线Ａ１画Ｂ和ＣＤ分别等于椭圆长轴尺寸和短轴尺寸
２和２；２连接Ａ在Ａ０ｂ（）Ｃ，Ｃ线上取点Ｆ，Ｃ＝０Ｃ；３作使ＦＡ一Ｏ（），垂直平分线交ＯＡ于０点，其延长交Ｃ。Ｄ延长线与０点；：（）０为圆点０１４以￣为半径画弧，以０为圆点以０Ｃ为半径再。。
３圆弧代替椭圆的坐标值得确定用
３１绘图法．用
利用ＣＤ软件按照１１比例，．１的精度绘图，Ａ：的００ｍｍ０然
★来稿日期：０００－０２１－６２
（）３计算Ｇ点Ｚ坐标，ｖ一ＥＺ＝Ｇ
ｃ＝ｃ［Ｅ＝
机械设计与制造
１６８
文章编号：０１３９（０）４０６－２１０ — ９７２１０ — １８０１
ＭａｈｎｒＤｅｉｎｃｉｅｙｓｇ
＆
Ｍａｕａｔｒｎｆｃｕｅ

数控车床加工椭圆的宏程序

数控车床加工椭圆的宏程序随着数控技术不断进步,数控车床加工中各种复杂形面也日渐增多,如椭圆、抛物线、正弦曲线、余弦曲线、双曲线等各种非圆曲面。

对于上述各种复杂成形面,利用CAM软件进行自动编程相对简单,但由于种种原因,在绝大多数情况下数控车床主要还是依靠手工编程。

椭圆轴线与数控车床Z轴重合的情形相对比较简单,其解决方案也多见于各类文献,但在本例中椭圆轴线与数控车床Z轴呈一定夹角,编程和加工难度陡增,主要原因如下:①机床数控系统本身既不存在加工椭圆等非圆曲线的G指令,更没有类似G68这样的旋转指令,使编程难度大大增加。

②加工中变量的参数直接影响着加工的效率以及质量,很容易产生过切报警,即使程序正确无误,实际加工时的参数调整也非常困难,直接影响着加工能否顺利进行,以及加工精度能否保证。

总而言之,目前尚未见有表述类似实例的文章。

本实例进行了有益的尝试和探索,给出了切实可行的解决方案,为类似问题提供了难得的参考及借鉴。

椭圆宏程序的编制如下。

1.椭圆方程宏程序主要利用各种数学公式进行运算加工,因此编制旋转椭圆程序操作者必须要掌握椭圆方程和旋转公式等各种数学公式的计算方法并加以灵活运用。

椭圆方程有两种形式,分别是椭圆的标准方程和参数方程。

椭圆标准方程:椭圆参数方程:其中a、b分别为X、Z所对应的椭圆半轴。

2.旋转公式由于数控车床并不像加工中心那样存在着旋转指令,所以要利用旋转公式来进行椭圆的旋转。

旋转公式的定义:如图1所示,平面上绕点O旋转,使平面上任意一对对应点P和P′与一个定点O连接的线段都相等,即OP=OP′,且角∠POP′等于角θ,点O称为旋转中心,角θ称为旋转角。

旋转公式:如图1所示,取直角坐标系,以原点O为旋转中心,旋转角为θ,平面上任意一点P(x,z)旋转到P′(x′,z′),令∠XOP=α,则∠XOP′=α+θ,且OP=OP′。

于是X′=OPx′=|OP′|cos(α+θ)=|OP′|(cosα×cosθ-sinα×sinθ)=|OP|cosα×cosθ-|OP|sinα×sinθ=OPxcosθ-PxPsinθ=xcosθ-zsinθ同理Z′=xsinθ+zcosθ车床旋转公式为其中,X′、Z′为旋转后的坐标,X、Z为旋转之前的坐标值,θ为旋转角度。

椭圆宏程序在数控车床加工的方法

椭圆宏程序在数控车床加工的方法椭圆宏程序的基本原理是利用圆的特性来实现椭圆形的加工。

椭圆是一种圆的特殊形式，其变形是通过改变加工过程中的切削刀具的移动轨迹来实现的。

椭圆宏程序通过数学计算和编程实现刀具的移动轨迹变化，从而实现椭圆形的加工。

1.定义椭圆的参数：椭圆的形状可以通过两个半径参数来定义，分别为长半径和短半径。

这些参数可以根据零件的要求进行调整。

2.计算椭圆的切削路径：通过数学计算，可以确定刀具在加工过程中的移动轨迹。

这个轨迹是一个连续而光滑的曲线，可以通过数学公式或计算机模拟来得到。

3.编写椭圆宏程序：根据计算所得的切削路径，编写相应的宏程序。

宏程序是一种特殊的程序，可以在数控机床上执行。

它包含了一系列指令，用于控制刀具的移动、切削深度等参数。

4.设定加工参数：在执行宏程序之前，需要将一些重要的加工参数进行设定。

这些参数包括切削速度、进给速度、切削深度等。

它们的选择需要根据材料的性质和要求进行调整。

5.执行宏程序：当所有参数设置完成后，就可以执行宏程序了。

数控机床会按照宏程序中定义的指令和轨迹来进行切削，从而实现椭圆形的加工。

椭圆宏程序的优点是可以高效地制造复杂形状的椭圆零件。

相比于传统的手工加工或其他编程方法，椭圆宏程序的精度更高，生产效率更高。

此外，它还具有良好的可编程性和易于调整的特点，可以适应不同类型的椭圆加工需求。

总结起来，椭圆宏程序是一种用于数控车床加工的方法，通过定义椭圆参数、计算切削路径、编写宏程序以及设定加工参数等步骤来实现椭圆形的加工。

它能够提高零件的精度和质量，提高生产效率，适用于制造复杂形状的椭圆零件。

数控车椭圆宏程序讲解

y
1.相关知识：椭圆的数学标准公式为：
0,0
x
y + a b
x
2
2
2
2
=1
当椭圆中心偏离坐标原点后椭圆公式记为：
( x − x1 )
2
a
长半40短半25 φ63.3 10
2
( y − y1 ) +
2
b
2
=1
0,0
60
把数学公式结合数控车床坐标系，根据数控车床坐标系记为：
x + a b
2
z
2
2
φ45
长半40短半25
………. G00 X50 Z2； G73 U23 W0 R12； G73 P2 Q20 U0.5 W0 F0.2； N2 G00 X0； G01 Z0；＃1=0；； 60 N10 ＃2=［＃＋60］*［＃［＃1＋］［＃［＃1+60］/［40 * 40］；［＃］［］；－＃2］［＃3=［1－＃］*［25 * 25］；［－＃］；［＃3］；＃4=SQRT［＃］；［＃＃5=＃4＋10；＃＋；标准方程的编制方法 G01X［2 * ＃5］Z＃1 F0.1；［］＃；＃1=＃1-0.1 ＃＃1=40；； IF［＃［＃1GE-60］GOTO10; ［＃］ N10 ＃2=［＃］*［＃］/［40 * 40］；［＃1］［＃［＃1］［［＃］； GO1 Z-50；－＃2］［＃3=［1－＃］*［25 * 25］；［－＃］； N20 G01 X50；［＃3］；＃4=SQRT［＃］；［＃ ……… ＃5=＃4；＃； G01X［2 * ＃5+20］Z[＃1-40] F0.1；［］＃；＃1=＃1-0.1 ＃ IF［＃［＃1GE-20］GOTO10; ［＃］

数控车床上椭圆的编程加工

国家职业资格全省统一鉴定数控车工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：数控车床上椭圆的编程加工姓名：身份证号：所在省市：数控车床上椭圆的编程加工摘要：要掌握椭圆的编程方法必须先理解椭圆的数学模型即方程式，在此基础上理解数控车床加工曲线的实质，然后利用宏程序来找到椭圆上各点的坐标值，依次加工出连续的各点，若椭圆的中心发生了平移则只需视具体情况对各点的坐标值进行统一的调整，就解决了椭圆的编程问题。

关键词：数控加工椭圆方程宏程序椭圆曲线是一种复杂的二次曲线，一般只适合在数控机床上加工，而且椭圆曲线的编程也是比较复杂的。

然而，无论是何种曲线，都是坐标点按照曲线方程连续移动形成的，也就是点动成线。

而构成曲线的点有无数，不可能将每个点都找到，只能根据精度要求选择适合的间隔找出一些点，把它们连接起来，近似地表达曲线了。

这也是数控加工中编程计算复杂曲线坐标点的一个基本思路。

对于椭圆这类二次曲线的编程现在主要使用手工编程和自动编程。

在手工编程时椭圆上各点坐标值计算非常麻烦，编程也复杂。

我们就会用到宏程序来简化编程。

一、椭圆的基本方程图1所示椭圆长半轴a 、短半轴b 。

则椭圆方程为：12222=+by a x在数控车床上根据工件坐标系的建立方法，我们将X 轴转变为Z 轴，将Y 轴转变为X 轴，就将数学模型和编程的工件坐标系建立了联系。

如图2所示椭圆方程改变为：12222=+bx a z 。

若在上述方程中已知椭圆上某点P 的X 坐标值为1X ，则通过上述方程可计算出该点的Z 坐标值，即2211bXa a Z -⨯=。

因此对椭圆上的任意点只要知道X 或Z 坐标中的一个值就可以通过方程计算出另一个值，所以椭圆上各点的坐标都可以要求出来。

二、数控车床加工曲线轮廓的机理在数控车床加工时，刀具的运动轨迹是折线，而不是光滑的曲线，只能沿折线轨迹逼近所要加工的曲线运动。

实际上是以脉冲当量为最小位移单位通过X 、Z 轴交替插补进行的，由于脉冲当量很小，所以加工表面仍有较好的质量及表面光洁度，所以我们将椭圆分为足够多的小段直线来加工，关键只要找出椭圆上各点的坐标值，问题就解决了。

GSK980TD数控系统宏程序粗精车加工椭圆实例

宏程序粗精车椭圆以上是车削好的实物图加工图加工椭圆的宏程序如下（椭圆长半轴为40mm, 短半轴为24mm.）O0143 (O0143)G99 G96 M3 S150 T0101G50 S850G0 X52.0 Z41.0 （定位到工件端面1mm处）#1=38.496 （变量设定）N1 #3=0 （角度变量设定为0.）N2 #5=2*(24*SIN#3) （短半轴计算坐标尺寸）#5=#5+#1 (把X0.0偏移到38.496处)#6=40*COS#3 （长半轴计算坐标尺寸）#7=#6G1 X#5 Z#7 F0.32 （椭圆切削）#3=#3+5 （角度变量每次加5度）IF(#3LE120)GOTO2（如果条件达不到120度重头开始，达到120度执行下面程序）G2 U8.44 W-3.11 R3.26 F0.2 （切削R3.26）G0 X55.0 Z45.0X#1G1 Z40.0 F0.2#1=#1-3.8 （38.496每次减3.8mm）IF(#1GE0.496)GOTO1 （如果条件达不到0.496mm重头开始，达到0.496mm执行下面程序）G0 X200.0 Z100.0 (以上是粗车椭圆)T0101 (以下是精车椭圆)G0 X0.0 Z42.0G1 Z40.0 F0.2#8=0N4 #10=2*(24*SIN#8)#12=40*COS#8G1 X#10 Z#12 F0.32#8=#8+0.215IF(#8LE120)GOTO4G2 U8.44 W-3.11 R3.26 F0.2G0 X200 Z100M30（注：对刀零点是以椭圆中心为零点）此程序适用于GSK980TDa, GSK980TDb系统版本。

如想用于GSK980TD系统版本的，只要把变量（例如#1等）改成G65 H_ P_Q_R_就可以了。

简析数控车床上椭圆加工的编程方法

A PPLICATION技术与应用168ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2014 06摘要：目前，在机械加工中，非圆曲线越来越被广泛地应用，依靠传统的靠模加工已经不能满足现实的精度要求，取而代之的是在数控机床上进行加工。

本文对常见的椭圆加工的几种常用方法进行编程示例。

关键词：数控编程椭圆方法简析数控车床上椭圆加工的编程方法文/史先伟目前，随着数控机床的广泛应用，机械生产加工技术不断进步，对各种各样工件加工精度要求进一步提高，非圆曲线的加工情况也越来越多，精度要求也越来越高。

但依靠传统的普通机床上进行靠模加工，已经不能满足现实的加工精度要求。

笔者以下图所示椭圆加工为例，采用FANUC数控系统，总结以下编程方法，供大家参考。

图一、G73仿形法1.利用直角坐标方程进行加工这个方法需要首先设定某一个坐标为自变量，然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。

在此，把Z 轴方向的坐标设为变量#1，则X 轴方向的坐标#2可以用#1表示为：/3（即：#2=1/3*SQRT[900-#1*#1]）。

加工程序如下：O 1; N 2 #2=1/3*SQRT[900-#1*#1];G 99 T 0101; G 01 X[2*#2] Z[#1-30.];M 03 S 500; #1=#1-0.1;G 00 X 21.Z 5.; IF[#1GT 0] GOTO 2;G 73 U 11. W 0 R 5; N 3 X 21.;G 73 P 1 Q 3 U 1. W 0 F 0.2; G 70 P 1 Q 3;N 1 G 00 X 0; G 00 X 100. Z 100.;G 1 Z 0 F 0.06; M 05;#1=30.; M 30;2.利用参数方程进行加工该椭圆参数方程为：，设自变量为#1；则可得Z 为#2=30*COS[#1],X 为#3=10*SIN[#1]。

加工程序如下：O 2; #3=10.*SIN[#1];G 99 T 0101; G 01 X[2*#3] Z[#2-30.];M 03 S 500; #1=#1+1.;G 00 X 21.Z 5.; IF[#1LT 90] GOTO 2;G 73 U 11. W 0 R 5; N 3 X 21.;G 73 P 1 Q 3 U 1. W 0 F 0.2; G 70 P 1 Q 3;N 1 G 00 X 0; G 00 X 100. Z 100.;G 1 Z 0 F 0.06; M 05;#1=0; M 30;N 2 #2=30.*COS[#1];二、G90车削椭圆采用G 90车削椭圆时，我们一般只是利用直角坐标方程来进行，这样在车削时的切削深度比较容易控制，而参数方程就不太容易控制。

数控车床加工椭圆的方法

数控车床加工椭圆的方法摘要本文讲述在数控车床上利用椭圆直角坐标和极坐标方程，通过对宏程序进行编程来加工椭圆，同时总结了针对不同尺寸规格椭圆的编程方法。

关键词数控车床；加工椭圆；方法1概述二维轮廓的椭圆形零件在日常生活中使用得非常多，尤其是在机械制造业中更是应用广泛，但是，该零件加工起来的难度是非常大的。

椭圆形零件的加工方法有很多种，比较常见的有以下几种：在普通车床上进行近似加工[1]；根据椭圆的形成原理，设计专用的加工装置进行加工[2]；在数控车床上利用“虚拟轴”原理实现椭圆曲线的数控加工[3]；利用圆弧逼近法[4]、直线逼近法加工等。

本文仅讨论利用直线逼近法（宏程序）加工椭圆。

2直线逼近法现今，计算机和自动化技术发展迅速，数控车床相关技术也随之不断进步，给椭圆形截面零件的加工创造了很好的条件。

从目前的技术来说，各种数控车床进行椭圆加工的插补原理基本相同，不同的是实现插补运算的方法。

圆弧插补与直线插补是两种常用的实现插补运算的方法，但是目前还没有椭圆插补。

因为受到各方面的限制，尤其在设备和条件方面，通常我们无法手工来编制程序，必须借助于电脑来实现。

一般来说，通过拟合运算及直线逼近法编写宏程序来加工椭圆。

宏程序指令适用于抛物线、双曲线、椭圆等没有插补指令的非圆曲线编程；还适用于图形相同，只是尺寸不同的一系列零件编程，同样还适用于工艺路线一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。

相比于其他编程方法，宏程序实现椭圆形截面零件的加工的优点在于，其能有效的简化程序，提高程序的运行速度，并且能扩展数控机床的使用范围。

3用户宏程序法数控车床通过程序来实现某项功能，将编写的程序存储在数控车床中，并将这些实现某项功能的程序用某个简单命令代表，利用数控车床进行加工时，只需要写入代表命令就可以执行相应的功能，极大的减少了操作流程，提高了工作效率。

其中，把存入数控机床的一组程序称作用户宏程序主体，简称为宏程序；把代表命令称作用户宏程序命令，简称为宏命令。

椭圆零件在数控车床上的加工方法

椭圆零件在数控车床上的加工方法【摘要】轴类零件上一些高精度的曲面如椭圆、正弦曲线等，用普车难以加工，必须采用数控车床才可以加工。

本文根据平时加工中总结出的一些经验，简单谈下在广州数控系统数控车床上车削椭圆的一些看法，就编制步骤、宏程序组成、编程实例等几方面进行了探讨。

【关键字】数控加工椭圆宏程序编程椭圆加工，普通机床很难完成，而数控机床确实能够轻松的加工出来，主要是因为椭圆加工的时候X、Z两坐标是同时变化的，数控机床是通过程序控制的方式来驱动两轴，实现两轴的共同运动。

但数控车床只具有直线插补和圆弧插补两种基本插补功能，不具备椭圆插补功能，所以加工椭圆时可以采用直线逼近法的方式进行加工，即把曲线用许多小段的直线来代替，无限接近椭圆轮廓的加工方法。

下面选用广州数控980TB数控车削系统，结合教学工作实践谈谈如何巧用宏程序解决椭圆编程问题。

一、椭圆宏程序的编制步骤1.标准方程。

2.对标准方程进行转化成车床椭圆方程。

3.求值公式推导有些零件的椭圆中心不在工件原点处，就要根据实际椭圆写出正确的方程。

为编程方便，一般用Z作为变量。

二、宏程序组成1.变量的类型变量号#0，空变量；变量号#1～#33，局部变量；变量号#100～#109、#500～#999，公共变量；变量号#1000以上，系统变量。

2.变量的运算定义#1=#2；加法#1=#2+#3、减法#1=#2-#3、乘法#1=#2*#3、除法#1=#2/#3；正弦#1=SIN[#2]、余弦#1=COS[#2]、正切#1=TAN[#2]；平方根#1=SQRT[#2]、绝对值#1=ABS[#2]。

3.运算符EQ（=）、GE（≥）、NE（≠）、LT（）、LE（≤）。

按照优先的先后顺序依次是函数→乘和除运算→加和减运算。

4.条件转移（IF）功能语句IF[表达式]GOTO n。

指定的条件不满足时，转移到标有顺序号n的程序段。

三、980TB系统宏指令加工椭圆曲线编程实例1.凸椭圆中心不在零件轴线上例：毛坯直径为Ф40，总长为40，用变量进行编程，经计算椭圆起点的X 轴坐标值为10.141。

在FANUC数控车床上使用宏程序编制椭圆加工程序-精选文档

在FANU数控车床上使用宏程序编制椭圆加工程序i=rCAD/CAM勺普及计算机自动编程虽然有取代手工编程的趋势。

但是巧用宏程序开发加工程序,可以提高编程效率, 达到事半功倍的效果。

1 宏程序概述1.1 宏程序定义所谓宏程序, 即用户宏程序的简称。

该功能的含义是把一组采用变量和演算式的命令所构成的某一功能, 如同子程序那样,记录在数控装置的存储器中, 其记录的这组命令（又称为用户宏程序体）就是宏程序。

它可以用一个特定的指令代码（如P XXXX ）来代表,通过呼出用户程序指令（如G65X XXX ）即可调用这一功能。

1.2 宏程序编程随着数控系统的不断更新, 宏指令应用越来越广泛。

以日本FANUC-O系统为例Q 系统使用B类宏指令，在0系列的早期版本中，曾使用A类宏指令，主要特征为使用G65代码为宏指令专用代码,包括宏变量的赋值、运算、条件调用等。

B类宏指令功能相对A类而言，其功能更强大，编程更直观。

在FANUC-Oi系统的固定循环指令中,毛坯切削循环G71指令内,平行轮廓削循环G73指令内部都可以使用宏程序进行编程。

宏指令编程像高级语言一样, 可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数混合运算进行编程。

在宏程序形式中, 一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。

可编制各种复杂的零件加工程序。

熟练应用宏程序指令进行编程, 可大大精简程序量, 还可以增强机床的加工适应能力。

比如可以将抛物线、椭圆等非圆曲线的算法标准化后做成内部宏程序, 以后就可以像圆弧插补一样按标准格式编程调用, 相当于增加了系统的插补功能。

2 椭圆形加工宏程序的编程在数控系统中，G02/G03圆弧插补指令只能加工标准圆弧，对于非标准圆弧所构成的特殊曲线或曲面除采用专业软件自动生成加工程序外, 还可利用宏程序编程方法进行加工。

设Z坐标为自变量#2,X坐标为因变量#1,自变量步长为△ W, 则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下#2=Z1(给自变量#2赋值Z1:Z1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值)WHILE #2 GE Z2(自变量#2的终止值Z2:Z2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值)#1=b*SQRT(1-#2*#2/a2)函数变换:确定因变量#1(X)相对于自变量#2(Z) 的宏表达式)#11=±#1 + △ X(计算工件坐标系下的X坐标值#11:编程中使用的是正轮廓,#1前冠以正，反之冠以负；△ X为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。

椭圆零件在数控车床上的加工

椭圆零件在数控车床上的加工摘要：随着当前数控车床技术不断进步, 数控车床加工的各种复杂形面也日渐增多，而椭圆等非圆曲线则是出现频率比较广泛的复杂型面。

本文通过对椭圆在车床上车削所需要的工艺分析、编程方法、注意事项、等方面及椭圆编程实例，简述了椭圆零件在数控车床上的加工。

关键词：椭圆编程方法注意事项因为并不是所有曲线都可以在数控系统中通过插补指令来完成，比如绝大多数数控系统仅仅提供了直线和圆弧插补。

如果加工对象是其它曲线例如椭圆，则需要根据曲线拟合的数学模型，使用数控系统提供的计算参数和程序跳转指令编制出各种曲线的数控加工程序。

椭圆在车床的车削需要宏程序来实现。

宏程序与普通程序相比较，普通程序的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，缺乏灵活性和适用性。

而在用户宏程序的本体中，可以使用变量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理。

以下以FANUC 0I MATE TD数控系统为例简述椭圆零件在数控车床上的加工。

一、椭圆的编程椭圆在数控车床上应用较为广泛的宏程序编制方法为椭圆方程的编程方法。

而椭圆方程有椭圆参数方程及椭圆标准方程两种。

1.椭圆参数方程编程椭圆参数方程:其中a 、b 分别为X、Z 所对应的椭圆半轴。

以下图为例，对其进行参数编程：#1=0 椭圆开始角度N10#1=#1+ Z向每次进给量#2=36*SIN[#1] X向角度变量#3=30*COS[#1] Z向角度变量G64G1 X#2 Z#3 XZ判定IF [#1GT#2] GOTO10 条件判断及跳转2.椭圆标准方程：由上式可得：X=a*√1-Z*Z/b*b其中a 、b 分别为X、Z 所对应的椭圆半轴。

以下图为例，对其进行标准方程编程#1=30 椭圆中心相对于椭圆起点的距离(自变量）N10#2=18*SQRT[1-#1*#1/900] X在椭圆中心的半径坐标值（应变量）#3=2*#2 X直径值#1=# Z向每次进给量#4=#1-30 Z在工件坐标系中的位置G64G1X#3 Z#4 XZ判定IF [#4GT-30]GOTO10 条件判断及跳转在FANUC系统中采用#作为变量，一般应用#1--#100作为赋值。

浅析数控车削中椭圆编程技巧

浅析数控车削中椭圆编程技巧作者：孙德胜来源：《职业·下旬刊》 2012年第5期文／孙德胜一、编程原理因为数控系统无直接编程指令，所以在编程时往往采用短直线或圆弧去近似替代非圆曲线，这种处理方法称为拟合处理。

非圆曲线拟合的方法很多，主要包括等步距法、等误差法等。

其中等步距法短直线拟合由于数学算法和程序编制都比较简单，因此应用比较广泛。

在拟合时X向坐标随着Z向坐标变化比较简单，即X=b×SQRT(a2-Z2)／a（SQRT为开平方）。

二、编程方法非圆曲线加工分成粗加工和精加工。

粗加工主要在磨耗里输入数值运行精加工程序或使用指令G73加工，加工椭圆轮廓。

精加工程序采用宏程序编程，主要采用以下两种形式：1.条件转移语句IF[条件表达式]GOTOn如果条件成立，则转移到n程序段执行，如果条件不成立，则执行下一个程序段。

2.循环指令WHILE [条件表达式]DOm(m=1、2、3……)……ENDm当条件满足时，就循环执行WHILE与END之间的程序段m次；当条件不满足时，就执行ENDm的下一个程序段。

条件表达式的种类见下表。

三、精加工程序为了更好的编写椭圆精加工程序，可以将程序模块化，当使用时可以直接套用（以FANUC系统、条件转移语句为例）。

四、练习1.简单椭圆（1）零件图如图1所示。

（2）编程说明。

零件图中椭圆精加工程序采用宏程序。

在程序中X坐标随Z坐标变化，计算表达式为X=20*SQRT(302-Z2)／30；在数学坐标系中：起点Z坐标A=30，终点Z坐标D=0；数学坐标系原点和工件坐标系原点距离：X向距离B=0，Z向距离C=30。

（3）精加工程序：（2）编程说明。

这个椭圆比上一个椭圆复杂，数学坐标系Z轴和工件坐标系Z轴不重合，但它也可以用上面的精加工程序模块。

在程序中X坐标随Z坐标变化，计算表达式为X=30*SQRT(402-Z2)／40；在数学坐标系中：起点Z坐标A=25，终点Z坐标D=-25；数学坐标系原点和工件坐标系原点距离：X向距离B=40，Z向距离C=25；椭圆外凸，所以用“+”。

宏程序数控车椭圆粗精加工设计方法

宏程序数控车椭圆粗精加工设计方法
宏程序数控车椭圆粗精加工设计方法是应用于数控车床的一种加工方式，通过对工件进行椭圆形的切削加工来达到精准的加工效果。

为了
确保加工质量，我们需要遵循以下步骤。

1. 定义工件形状和加工要求
首先，我们需要对工件的形状和加工要求进行定义，包括工件的长度、宽度、高度、椭圆形状的参数、加工精度等。

这些参数的定义将直接
影响后续的宏程序设计和加工过程，因此需要尽可能详细地确定。

2. 设计宏程序
在确定了工件形状和加工要求之后，我们需要设计宏程序，即加工过
程中的控制程序。

宏程序主要包括数控车床的操作指令和参数设置，
以确保加工过程的准确性和稳定性。

3. 调试和优化宏程序
设计好宏程序后，需要进行调试和优化。

通过对宏程序进行反复调试
和测试，发现问题并逐一解决，以确保程序运行的稳定性和加工质量。

4. 加工工件
完成了宏程序的设计和调试后，就可以进行机床加工了。

在加工过程中，需要注意机床的运转时刻以及切削工具的选择，以确保工件能够
按照预定要求进行加工，同时也要注意操作安全。

5. 检测加工结果
完成了工件的加工后，需要进行加工结果的检测。

通过测量和对比加
工结果和设计要求，确认加工精度是否符合要求，并进行记录和分析。

综上所述，宏程序数控车椭圆粗精加工设计方法是一种精准而复杂的
加工方式，需要依照以上步骤进行设计和加工。

只有这样，才能保证
工件加工的准确性和稳定性，最终实现加工质量的提高。

数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧

数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧摘要：本文通过对数控机床宏程序介绍，分析了宏程序与自动编程、手工编程的差异和各自的优缺点，以编制椭圆型工件程序为例，详细解析了宏程序的编程方法、宏程序灵活性、适应性以及宏程序的强大功能。

关键词：宏程序；比较对比；椭圆编程；实例分析。

宏程序编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术逻辑运算和函数混合运算进行编程。

在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。

可编制各种复杂的零件加工程序，特别像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线。

因此，巧用宏程序编程，可以提高编程效率，达到事半功倍的效果。

一、对于非圆的椭圆曲线，数控系统没有通用指令编程数控系统对于像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线是没有通用指令的。

若采用自动编程，需购买自动编程软件，还需配备计算机辅助设备，要投入十几万元资金；如果是手工编程，利用数控系统中的宏程序来编写此类数控加工程序，是既经济，又快捷方式。

二、采用宏程序编程的优势宏程序是程序编制的高级形式，程序编制的质量与编程人员的素质息息相关，宏程序里应用了大量的编程技巧。

它利用数学关系表达式，走刀方式取舍等等，这些都使得宏程序编制出来的程序，工件的加工精度更高，特别是对于特殊曲面、难度大的工件，手工无法编程，使用宏程序加工要比自动编程加工快的多，且程序更为简化。

在一般的程序编制中程序的字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，当工件形状没有发生改变但是尺寸发生改变时，就没有办法了，只能重新进行编程，缺乏灵活性和适用性。

如果用宏程序编程，我们只需要在程序中给要发生变化的尺寸加上几个变量再加上必要的计算公式就可以了，当尺寸发生变化时只要改变这几个变量的赋值参数就可以了。

因此，宏程序具有很强的灵活性和适应性。

1.宏程序与自动编程的比较自动编程有自动编程的好处，但是自动编程也有其不利于加工方面的问题，在加工不规律的曲面时利用自动编程确实是很好，但是在加工有规律的曲面时就不见得了，加工有规律的工件的时候用宏程序加工要比用自动编程软件要强的多，而且宏程序比较精练，有的时候自动编程的程序长度可能是宏程序长度几十倍，甚至几百倍，加工时间也会有所增加，因为自动编程每一个“微分”的移动距离就是一个程序段，而宏程序编程是将每一个“微分”的移动距离用逻辑控制来执行的，只需给出一个逻辑表达式就可以了，程序量大大缩小了。

基于FANUC数控车椭圆插补指令实现

基于FANUC数控车椭圆插补指令实现摘要椭圆要素属于非圆曲线，FANUC系统一般没有专用的插补指令，实践中是对其节点坐标进行计算来解决问题的，这样中间过程费时费力。

应用中亟待要有一种简单快捷的办法来解决此类问题。

本文基于FANUC系统，运用宏程序开发一个椭圆插补指令，这样可以大大简化椭圆的编程。

关键词FANUC；宏程序；椭圆插补0 引言一般的数控系统只提供直线和圆弧轮廓两种基本的插补指令，对于其他典型的轮廓要素，如椭圆、抛物线、双曲线等，一般用近似逼近的方法来加工。

本文针对椭圆曲线的特点，分析椭圆曲线方程，提炼出确定椭圆要素及在零件中的相对位置的相关参数，利用FANUC数控车系统提供的宏指令编写了适合数控车上应用的椭圆插补指令，应用时仅仅需要调用其插补指令，设置若干椭圆形状特征的参数即可。

1 椭圆插补指令的编程实现1.1 椭圆轮廓的数学处理椭圆有一般方程和参数方程，编程时为了确定椭圆加工范围的方便，笔者选择了一般方程的标准型：（a、b表示椭圆的长、短半轴）实际中要将坐标系转换成和数控车一致的坐标系统，根据实践经验数控车床上的椭圆轮廓方程几乎都是平行与坐标轴，因此为了将椭圆轮廓加工统一起来需要解决以下3个问题：1）椭圆轮廓中心与编程坐标系不重合；2）椭圆加工范围确定；3）椭圆的凸凹判断。

椭圆轮廓中心与编程坐标系中心不重合问题可用数学中坐标系平移方法来解决，指令中用X、Z两参数实现，这样通过平移可解决任意位置的椭圆问题；椭圆加工范围可通过C、D两参数确定椭圆的加工范围；对于椭圆的凸凹，由于本文选用的是椭圆的标准方程，它虽避免了参数方程角度计算的麻烦，但带来新的问题就是由C、D两参数确定椭圆的加工范围后存在两个椭圆轮廓的可能（这和圆弧R编程类似），一个为凸，一个为凹，以示区别可设计参数T，T=1为凸，T=0为凹。

1.2 椭圆插补的程序实现通过分析可将椭圆要素的特征参数提炼出来，并用宏变量定义如下：椭圆宏程序变量的定义：变量变量说明#24=X 椭圆中心在编程坐标系的X坐标值#26=Z 椭圆中心在编程坐标系的Z坐标值#1=A 椭圆长半轴#2=B 椭圆短半轴#3=C 椭圆加工起点#7=D 椭圆加工终点#8=E 步长#20=T 凸凹椭圆控制#9=F 进给量具体的程序及指令说明如下：O9010WHILE［［#3 GE #7］AND［#20 EQ 1］］DO 1；#10=#2*SQRT［#1*#1-#3*#3］/#1；G01 X［#24+2*#10］Z［#26+#3］F#9；#3=#3-#8；END 1；WHILE［［#3 GE #7］AND［#20 EQ 0］］DO 2；#10=-#2*SQRT［#1*#1-#3*#3］/#1；G01 X［#24+2*#10］Z［#26+#3］F#9；#3=#3-#8；END 2；M99；说明：X为标准椭圆中心在编程坐标系中的X坐标值（直径值）；Z为标准椭圆中心在编程坐标系中的Z坐标值；A为椭圆的长半轴；B为椭圆的短半轴；C为标准椭圆加工起点X坐标值；D为标准椭圆加工终点X坐标值；E为每次加工椭圆时Z向变化的步长值（确定加工精度）；T为凸凹椭圆控制参数，外轮廓：实体为凸椭圆时为1，实体为凹椭圆时为0；内轮廓：实体为凸椭圆时为0，实体为凹椭圆时为1；F为椭圆加工时的进给速度；此程序已经调试过，可以使用，实际零件中可能还有其他轮廓要素与椭圆衔接，实践中可与G71、G72、G73配合使用。