给定标准方程的非圆曲面数控加工宏程序应用

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基于宏程序的非圆曲线轮廓数控车床加工

图1
非圆曲线加工，就是采用多段圆弧或直线逼近非圆曲线轮廓。

实际手工编程中，主要采用直线逼近法，即用直线段逼近非圆曲线。

先将非圆曲线沿某一坐标轴方向进行若干等分，得到一系列节点，将这些节点中的相邻两点用直线段连接起来，以这些直线段代替两点间曲线段，就可以得到得到近似的非圆曲线。

应用这些方法加工非圆曲线时，节点越密，直线越靠近曲线，即曲线段加工精度越高。

际加工时，并非节点数越多越好，因为随着节点数目的增加，
随之增加，所以确定合理的节点数非常重要，只要在保证加工精度的节点数越少越好。

O1234；
M03 S800 T0101 F0.2；
G00 X46.0 Z2.0；
＃1=30；椭圆长半轴
＃2=20；椭圆短半轴
＃3=30；椭圆Z向起点
＃4=-22；椭圆Z向终点
＃5=＃2*SQRT[＃1*＃1-＃3*＃3]/＃1；计算椭圆拟合点的
G01 G42 X[2*＃5] Z[＃3-30]；直线逼近拟合椭圆
＃3=＃3-1； Z向值等距变化更新
IF[＃3 GE ＃4] GOTO 1；条件判定式构成循环。

数控车床加工椭圆类非圆曲线宏程序应用研究

数控车床加工椭圆类非圆曲线宏程序应用研究摘要：为了能够保证加工零件椭圆轮廓不同位置生产加工的实际要求，在加工内必须就需要应用坐标系旋转及坐标系平移方法，结合椭圆表达方程式，构建数控车装工件和传统坐标系之间关联，结合实例研究案例完成宏程序及粗车循环整体编程控制，真正实现零件加工。

数控车装加工椭圆类非圆曲线宏程序在实际应用内，可以完成不同椭圆轮廓在数控机床内生产，计算流程十分简单，具有良好应用前景。

椭圆属于代表性非圆曲线，本文在分析研究内以某型号数控车削系统作为研究案例对结合坐标系旋转及坐标系平移形式，加强实际生产和数控技能大赛结合，了解数控车装加工任意位置椭圆宏程序编制流程。

关键词：数控加工；宏程序；坐标平移；坐标旋转前言：一般情况下，数控车床主要具有两种指令，分别为直线指令和圆弧插补指令，零件轮廓形状相对简单情况下，直接可以应用直线插补指令借助手工编程形式实现零件生产加工要求。

科学技术水平在快速发展建设内，工业产品类别逐渐多样化建设，非圆曲线开始逐渐出现在零件内。

数控车床由于缺少非圆曲线插补功能，进而非圆曲线加工无法直接应用传统手工编程形式实现。

要是应用软件实现自动编程，所产生的程序数量将会较大，实用性及灵活性得不到有效保证。

宏程序在实际应用内，可以借助函数公式形式，分析了解工件轮廓，程序实用性及灵活性可以得到有效保证。

1、利用坐标平移与坐标旋转将原坐标系的点坐标转移为工件坐标系的新坐标零件在实际生产加工内，经常出现待加工和工件坐标系出现偏差问题，这就需要寻找待加工坐标系和加工工件坐标系之间关联，保证借助加工坐标系，构建专门非圆曲线方程。

数控车床轮廓在划分内，是在xoz平面上所实现，进而非圆曲线方程坐标系在设置内，坐标系内任何一点都应该由坐标旋转方法和坐标平移方法实现。

工件坐标系在生产完毕之后，工件可以获取全新坐标系。

因此，即便数控车床没有专门非圆曲线方程指令，但是依然可以借助坐标旋转指令及坐标平移指令，借助有关数据处理手段，完成非圆曲线方程在不同坐标系内处理任务。

数控车床加工非圆曲线宏程序的编写方法

数控车床加工非圆曲线宏程序的编写方法作者：李雅昔李晓莉李星恕来源：《现代电子技术》2014年第04期摘要：为方便加工零件上不同位置的非圆曲线，采用坐标系平移的方法，将给定非圆曲线表达式的原坐标系向数控车床建立的工件坐标系分别沿x，y轴进行平移，使两坐标系的坐标原点重合，再将待加工的非圆曲线方程转化为数控车床工件坐标系中的非圆曲线方程，最后只需针对数控车床工件坐标系中的非圆曲线方程进行粗车循环与宏程序联合编程，即可方便地实现零件加工。

建立了加工不同位置非圆曲线宏程序编写模式。

提出的坐标系平移方法，可方便地对不同位置的非圆曲线在建立数控车床工件坐标系中建立新的表达式方程，该方法数学计算简单，适用于各类非圆曲线的宏程序编写。

关键词：数控加工；宏程序；非圆曲线；坐标系平移中图分类号： TN911⁃34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）04⁃0084⁃03Compiling method of macro program of machining non⁃circular curve by CNC latheLI Ya⁃xi1，2， LI Xiao⁃li3， LI Xing⁃shu1（1. College of mechanical and electronic engineering， Northwest Agriculture & Forestry University， Yangling 712100， hina；2. Shangluo Vocational and Technical College， Shangluo 726000， China；3. School of Information Engineering，Chang’an University，Xi’an 710064， China）Abstract： In order to manufacture non⁃circular curves in different positions on a mechanical component conveniently， a method of translating coordinate system is adopted to make the original coordinate system of non⁃circular curve expressions translated to workpiece coordinate system established by CNC lathe along x and y axes respectively， make the coordinate origins ofabove⁃mentioned two coordinate systems coincided， convert original non⁃circular curve expressions into the new curve expressions of CNC lathe， and then make the combined programming of rough turning and macro program according to the new curve expressions to realize the workpiece machining. The macro programming mode of non⁃circular curve processing in different positions was established. The method of coordinate system translation， proposed in this thesis， can make non⁃circular curves processing in different positions on a mechanical component easier to establish a new expressing expression in CNC workpiece coordinate system. The method is simple in mathematics， and suitable for macro programming of all kinds of non⁃circular curves.Keywords： CNC machining； macro program； non⁃circular curve； coordinate system translation在实际生产中，数控车床很少使用自动编程。

“先算后干”宏程序在非圆曲线加工中的应用研究

匝武汉职业技术学院学报二。二：年
・
机械与电气工程・
“ 先算后干＂宏程序在非圆曲线加工中的应用研究
杨彦伟，赫焕丽
（成宁职业技术学院，湖北咸宁４３７１００）
摘
要：对非圆曲线的数控加工，提出了“ 先算后干” 宏程序的编写思路。通过具体的实例进行验证，
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１ — ９３１Ｘ（２０１３）０５ — ００６８ — ０４
引言
宏指令是一种更接近高级语言的指令形式，具
：￣－Ｊｉ哽序、分支选择、循环的流程结构，另外还有进行
＃２＝ … ＃３ … ・
（坐标值计算）（坐标值计算）（插补加工）
Ｇ０１Ｘ［＃２ＪＹ［＃３１
＃１＝＃１＋１
（计数器递增）
ＥＮＤＷ
（加工循环结束）
收稿日期：２０１３－０６ — ２５作者简介：杨彦伟（１９７７一），男，河南西平人，咸宁职业技术学院讲师，研究方向：机电一体化、自动控制。
解。程序结构如下（用伪代码表示）：
［ＷＨＩＬＥ，加工循环条件］（阶段数值计算循环）
［ＷＨＩＬＥ，变量计数器＜最大可用变量标号＞
函数、求根等运算时，占用的时间会更长。这时机床

浅谈非圆曲线在数控车床加工程序中的应用

Ｖ。１
Ｘ＝Ｕ＋ＳＹ＝Ｖ＋Ｔ
后Ｚ值１Ｇｘ１Ｚ１Ｆ２１＃４＃５１０
（线插补进给，直
① 取 △ 初值，取０１ｘ一般．。 ②计算（ｉｉ（１２３ｘ，）ｉ，，…… ）ｙ－。 ③ 误差验算。设任一逼近直线ＭＮ，其方程为：＋ｙａｂ＋ｘｃ０则与Ｍ＝，Ｎ平行且距离为８允的直线ＭＮ＇
Ｘｒｏ０１＝ｃｓＹｒｎ１＝ｓ０ｉ由０＝２０得：１０ — 可Ｘｒｓ０ — ）＝ｃ（２０ｏＹｒｉ２０＝ｓ０ — ｎ１）
Ｘ＝Ｘ＂ｏ０Ｙｉ０ｃｓ＋ｓｎＹ＝Ｙｉ一ｃｓｓｎ０ＸｏＯ
Ｘ＇ｒｏ０＝ｃｓ２Ｙ＝ｓ０＇ｉ２ｒｎ
ＮＸ５２３（Ｘ方向退出）ＭＳ６０３１０（主轴正转１０ｒｉ）６０／ｎｍＧ０１２７ＰＱ（轮廓精加工循环）ＧｘｏＺ０Ｍ９０ｌｏ１００（刀到Ｘ０，退１０Ｚ０，闭切削液）１０关Ｍ５（主轴停止）Ｍ３０（程序结束）结束语总之，数控加工工艺与编程是一门重要的专业课程，论和实践性强，对所学的专理是图２买例图业知识的综合应用。本文由理论到实例较好００６００（０６主程序）０ｏ号地解决了非圆曲线的旋转问题，并在实践加Ｔ１１９００Ｇ８（用１刀具，定工中得到证实。研究非圆曲线处理方法和过调号确进给速度单位为ｍｒｉ）ｒｍｎｄ程，于合理选择编程方法、化编程及自动对优Ｍ３８０Ｓ０（主轴正转８０／ｉ）０ｒｎ编程软件的二次开发，都有着积极的指导意ａｒＧｘ５１Ｏ３ｚ０（快速定位）义。Ｇ１Ｏ２００ＺＦ０Ｍ３（进给到Ｚ向参考文献

浅析宏程序在数控编程中的应用及实例

行宏程序比执行ＣＤＣＭ软件生成的程序更快捷，反应Ａ／Ａ
新编写新的程序来适应零件的变化。这就增加了编程人员的工作量，要重复的从事繁琐的编程工作。并且，需基
本编程指令的指令功能代码对空间曲线和非圆曲面的加工，只能通过复杂的计算求点后用直线或圆弧来逼近，即
自动化与控制
浅析宏程序在数控编程中的应用及实例
孙崇庆
（山东冶金技师学院，济南２００）５１９
摘要：着数控技术的发展，随数控加工的应用越来越广泛。实际工作中，程序编程灵活、式自由，在宏形简
宏程序编程可以合理使用三角函数和参数方程等，采
用改变参数的方法，同一程序能加工形状、使属性相同但
尺寸参数不同的零件，工就会非常方便，提高了可靠加也
பைடு நூலகம்
性。加工不规则形状零件时或进行自动测量时，床要对机变量数据进行处理，用户宏程序以其与子程序相似的实
也使机床具有最佳的工作性能，给予操作者极大的自由
操作空间。（）程序具有模块化的思想和物质条件。编程人员２宏只需把零件信息、加工参数等输入到相应模块的调用语句中，可加工一系列相关形状、寸的零件，编程人即尺使员从烦琐的、大量的、复性的编程工作中解脱出来。重（）程序编程基本可以包含所有的加工信息，３宏而且

数控机床宏程序编程的技巧和实例

论文：数控机床宏程序编程的技巧和实例西北工业集团有限公司白锋刚2011年8月11日前言随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。

现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。

这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。

要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。

常用的编程方法有手工编程和计算机编程。

计算机编程的应用已非常广泛。

与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。

因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。

只须了解一些基本的编程规则就可以了。

这样的想法并不能全面。

因为，计算机编程也有许多不足：1、程序数据量大，传输费时。

2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。

3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。

手工编程是基础能力，是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。

手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。

实践证明，手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快，程序质量高。

在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。

宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。

合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。

作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师，在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题，因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。

在传授指导徒弟和与同事探讨中，总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。

有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过，我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。

一、非圆曲面类的宏程序的编程技巧1、非圆曲面可以分为两类；（1）、方程曲面，是可以用方程描述其零件轮廓的曲面的。

非圆曲线数控车削宏程序应用

非圆曲线数控车削宏程序应用摘要：通过一个典型零件的宏程序车削编程实例，解读数控车床宏程序编程思路，总结手工编程非圆曲线类零件数控车削通用宏程序编程方法。

关键词：数控车床；宏程序；编程方法宏程序的必要性：一般的数控车床只提供直线与圆弧的插补功能，加工椭圆、双曲线等非圆曲线形状的零件时已无法满足用户要求。

如图所示的零件图中，右端外形就是由椭圆和圆弧构成的曲面，用数控车床具有的直线插补和圆弧插补这两个功能指令加工，由于无法准确计算刀具终刀点位置坐标，使得编程无法进行。

只有把复杂的曲面建立成简单的数学模型，转变成我们所学的知识，用直线指令和圆弧指令去逼近完成。

HNC- 2 1/22M华中世纪星为用户宏程配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，数控系统根据用户给定的运算条件，自动准确计算出刀具终刀点坐标。

此外宏程序还提供了循环语句、分支语句，这样使程序能跳转，根据自动计算的坐标值，实现自动进退刀。

这样，减轻了编程者的大量运算，使的程序变短，从而提高生产效率。

减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。

这是用户宏程序最大的优点。

由于笔者长期从事数控车床实习指导教师工作，经大量的教学经验积累，实践证明：该方法车削非圆曲线类零件的编程构思是正确、可行的。

下面以椭圆曲线为例，谈一谈HNC一21/22M华中世纪星系统宏程序的编程思路。

HNC-21/22M华中世纪星系统车削椭圆，宏程序编制中重要的循环功能语句是WHILE语句，其格式如下：WHILE[条件表达式] DO m（m=1，2，3）；ENDm；说明：如果指定的条件表达式满足时，则执行DO到END之间的程序。

否则，转到END后面的程序段。

DO后面的标号和END后面的标号是指程序执行范围的标号，标号值为1，2，3。

该方法能用于此类非圆曲线零件的加工，可达到提高加工效率的目的。

华中世纪星条件判别语句（IF，ELSE，ENDIF）格式①：IF 条件表达式；------；ELSE；------；ENDIF；格式②：IF条件表达式；-------；ENDIF；循环语句（WHILE，ENDW）格式：WIILE 条件表达式；------；ENDW；宏程实现原理：编制宏程序时，首先，要定义变量并赋值。

宏程序在非圆曲线数控车削加工中的应用

宏程序在非圆曲线数控车削加工中的应用文章围绕宏程序编制的基本步骤、结构流程图、编程模板等，并以FANUC 系统为例，阐述宏程序在公式曲线中的应用。

标签：宏程序；函数表达式；定义域在数控机床切削加工中，经常会碰到一些非圆弧曲线类零件的加工，这类零件的若用Ug、CAXA等自动编程软件编程，则生成的程序较长、占用内存大、程序修改有一定的困难，若用数控系统提供的圆弧插补指令，则无法满足编程要求。

但是，如果利用宏程序功能，就可以很好地解决这类零件的加工问题，文章以双曲线为例，阐述宏程序在公式曲线的应用。

1 编制宏程序的基本步骤对于一些可用函数表达式表示的非圆弧曲面或工件轮廓的数控车削加工，是现代数控系统一个重要的新功能和方法，也是数控车加工实训、数控技能竞赛实操必考核项目，但是对基础薄弱的中职学生来说，要快速熟练准确地掌握较为困难。

事实上，可用函数表达式表示的非圆弧曲面或工件轮廓的宏程序编制是具有一定的规律性，如表1所示为反映编制非圆弧曲面或工件轮廓曲线加工宏程序基本步骤的变量处理表。

1.1 自变量的选择（1）函数表达式中的X和Z坐标中任选一个参数定义为自变量。

（2）在定义自变量时，一般选择参数变化范围大的作为自变量，数控车削加工时通常将Z 轴设定为自变量。

（3）根据函数表达式的方便情况来确定X轴或Z轴作为自变量。

如某表达式含开三次方的函数，这样在宏程序中不方便表达。

（4）变量的定义也可以根据编程者个人习惯设定。

1.2 确定自变量的定义域自变量的起止点坐标值是相对于函数表达式自身坐标系的坐标值（如椭圆自身坐标原点为椭圆中心，抛物线自身坐标原点为其顶点）。

其中起点坐标为自变量初始值，终点坐标为自变量的终止值。

1.3 进行函数变换，确定因变量相对于自变量的函数表达式。

2 公式曲线宏程序编程模板2.1 IF语句函数宏程序编程模板3 宏程序编制结构流程宏程序数控车削加工函数表达式的曲线，根据上述原理与刀具路径分析，只要选定了自变量，确定了自变量的定义域和函数表达式，然后再用微小线段逼近的方式就能够加工出来，其宏程序编制的结构流程图如图1、图2所示。

宏程序加工非圆曲线的分析与应用

宏程序加工非圆曲线的分析与应用作者：李志向来源：《科技创新导报》 2011年第9期作者简介:李志向（1981.01-），男，汉族，广东省徐闻人，大学本科，助理讲师，研究方向:数控加工与编程李志向（广东省南方高级技工学校广东韶关512023）摘要:本文针对GSK980TD系统的A类宏程序编程加以详细分析,重点分析利用G65编写端面椭圆的编程步骤,既用宏程序指令表示椭圆方程,以类似G73平行分刀的走刀路线进行加工,从而提高工件形状精度和表面质量。

关键词: 数控大赛 GSK980TD系统宏程序椭圆A类宏G65指令中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)03(c)-0000-00近年来，全国数控大赛广泛举行，各级职业技术院校都积极参加，数控大赛中应用宏程序变量进行编程，对可以用函数公式描叙的工件轮廓或曲面进行数控加工。

宏程序是现代数控系统一个重要的新功能和新方法，也是全国数控技能大赛实操考试主要考核点之一。

在数控大赛中，不仅比出成绩，而且选拔出一批优秀的数控技能人才，交流了技艺，激发了数控操作领域从业人员学习和提高自身技能的兴趣和比学赶帮超的积极性，对整体提高各院校数控操作人员技能水平起到重要推动作用。

竞赛不仅探索出一条选拔技能人才的道路，并且带动一些地区数控技能实训基地建立，对数控技能人才的培养和成长都将起到积极的推动作用。

因此，我校要利用好这个为技能人才提供展示技能、交流创新的平台。

以学校为单位，提高技能，找出弱项，并且根据自己学校机械设备的实际情况有针对性的提高。

通过对我校数控车工参赛选手实际操作训练的观摩和研究，并且自己动手操作GSK980TD这套系统，针对利用宏程序车削外圆和端面为椭圆的轮廓形状有了自己的认识和见解。

广东省数控技能大赛车工组参赛选手使用的设备即为GSK980TD系统，而且我校也有这套系统的车床供我校准备参加竞赛的选手练习使用，GSK980TD系统提供了类似于高级语言的宏指令G65，用户宏指令可以实现变量赋值、算术运算、逻辑判断及条件转移，有利于编辑特殊零件的加工程序，如外轮廓线的局部为非圆曲线的情况。

宏程序在非圆曲线中的应用

标准课堂/S t a n d a r d C l a s s r o o m198（焦作市技师学院，河南　焦作　454000）摘要：很多中职学校的在校生对数控车编程中非圆曲线的宏程序编写能力欠缺，现在文章介绍一种简单易学，通俗易懂的编程方法。

关键词：数控车加工；非圆曲线；宏程序；六段式编程模板1　请大家先看份图纸：（非圆曲线经常出现在鉴定和竞赛中）图1 抛物线某省中职技能大赛数控车零件图2 宏程序应用范围（1）抛物线、椭圆、双曲线等（统称为非圆曲线）数控系统没有插补指令的轮廓曲线如何编程？（这是本文我们要解决的问题）（2）图形一样、尺寸不同的系列零件如何更方便的编程？（3）对于工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件如何编程？3 非圆曲线举例（椭圆）3.1 零件图3.2 编程思路（1）在上图中：O是椭圆的坐标原点，X、Y是椭圆的两条坐标轴。

20和14分别代表椭圆的长、短半轴的长度，Φ28表示零件的直径，X2/202+Y2/142=1是椭圆的标准方程。

根据零件图形和椭圆方程知道：当X=0，Y=14;当X=20，Y=0。

那么：我们可以把X轴从0到20分成若干等份，可以得到对应的Y值。

如下图。

（2）我们再把各个点连起来，就得到了椭圆的基本轮廓，如下图：不光滑的椭圆图中由于X轴被等分的份数较少（5份），得到的椭圆不光滑。

那么可以知道：只有X轴被分的份数越多，图形才越接近椭圆，但需要计算的量就越大，程序段数量也更多。

3.3 宏程序的引入（1）数学坐标系转换成编程坐标系。

上图：X 轴和Y 轴可以看成是编程坐标系下的Z轴和X轴，那么方程转换为 Z2/202+X2/142=1。

我们把Z轴看成是自变量，X就是因变量。

Z轴0——20为域。

（2）编程如下：(椭圆部分的宏程序。

共六段)郭军利宏程序在非圆曲线中的应用S t a n d a r d C l a s s r o o m /标准课堂199…#1=20.（Z 向初始值，椭圆的加工起点在数学坐标系中的Z 值WHILE[#1GE0]DO1（椭圆的加工终点在数学坐标系中的Z 值）#2=14./20.×SQRT[400.-#1×#1]（椭圆标准方程）G1X[#2×2.]Z[#1-20.]（数学坐标原点到编程原点的Z 向距离）#1=#1-0.1（步距的大小决定椭圆的精度） END1（结束）…4 六段式编程验证（抛物线图形）我们用椭圆编程实例中的六段编程格式编写图一中抛物线图形的程序如下：…#1=10.WHILE[#1GE0]DO1#2=SQRT[10.×#1]G1X[2.×#2+31.]Z[#1-10.]F0.1#1=#1-0.1END1…（经过仿真加工证明六段式编程是可行的，图略）5 归纳根据椭圆举例和抛物线练习，宏程序可以归纳为：六段式模板#1=？WHILE[#1GE ？]DO1#2=非圆曲线方程G1X[？±2.×#2]Z[#1－？]#1=#1-0.1END16 结论（1）编写非圆曲线宏程序完全可以采用六段式编程模板（格式简单，不易出错，具有通用性）。

宏程序在编制非圆曲线类零件程序中的应用

宏程序在编制非圆曲线类零件程序中的应用日期: 2009-11-10 18:51:38 浏览: 10 来源: 学海网收集整理作者: 佚名摘要：文章以在华中数控NHC-21Ｔ型数控车系统上编制椭圆加工程序为例,介绍了采用宏程序编程法在编制非圆曲线类零件程序时的分析方法及思路。

关键词：宏程序椭圆循环变量引言在用宏程序加工非圆曲线类零件时，一般思路是先把工件坐标原点偏置到该类零件的对称中心上，然后采用直线逼近（也叫拟合）法，即在Z向或X向分段，以一个适合的步距，并把Z或X作为自变量，X作为Z或Z作为X的函数来进行处理。

为了适应不同类型的非圆曲线（即不同长短轴的椭圆，不同实、虚轴的双曲线，不同对称轴和不同焦点的抛物线），不同起始点和不同的步距，我们可以编制一个只用变量不用具体数据的通用宏程序，然后在主程序中呼出该宏程序的用户宏指令段内为上述变量赋值。

这样，对于不同的非圆曲线、不同的起始点和不同的步距，不必修改程序，而只需要修改主程序中用户宏指令段内的赋值数据即可。

由于思考方法大致相同，本文只对椭圆的精加工通用程序和适用程序的应用进行介绍。

一、椭圆类精加工通用程序分析图（一）所示为带有椭圆过渡的零件，假设椭圆短半轴为a,长半轴为b;我们可使用变量为此类零件编出精加工通用宏程序。

1）分析：椭圆的一般方程: ，我们把Z作为自变量，X作为Z的函数则：在第一、二象限内可转换为：在第三、四象限内可转换为：用变量来表达上式为：#23=#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]#23=－#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]图（一）椭圆过渡类零件图2）根据前面所述的一般思路，可画如图（二）所示的椭圆宏程序结构流程图：图（二）椭圆精加工宏程序结构流程图3）通用程序示例我们以工件右端面与轴心线的交点作为坐标原点来建立工件坐标系，如图（一）所示，程序中所用到的局部变量含义如下：#23=e；e为椭圆轮廓的起始点工件X坐标值#25=d；d为椭圆轮廓的轴起始点工件Z坐标值#0=a；a为X向椭圆半轴长度#1=b；b为Z向椭圆半轴长度#2=c；c为椭圆轮廓终点工件Z坐标值#3=f；f为Z轴递变量#4=g；g为Z轴偏移量，在数值上与d相等#5=h；h为切削速度主程序：%01 ;程序号N1 T0101N2 M03 S600N3 M98 P02 A a B b C c D f E g F h X e Z d ；调用车削椭圆曲线类零件的用户宏程序，并为变量呼出相应值N4 G00 X100 Z100 ；回到换刀点N5 M30；程序结束并返回程序开头%02；宏程序名N1 G00 X[#23] Z1 ；快速定位N2 WHILE #25 GE #2 ；判断是否走到椭圆Z轴终点N3 #23=#0*SQRT[1－[#25*#25]/[#1*#1]]；（计算椭圆上任一点X坐标值）N4 G01 X[2*#23] Z[#25-#4] F[#5]；将工件坐标系原点偏移到椭圆对称中心，并直线插补椭圆N5 #25=#25-#3 ；Z轴步距递减N6 ENDW；返回循环体N7 M99；子程序结束并返回主程序二、椭圆适用程序解析以上为椭圆精加工通用程序，但是我们在实际加工过程中，往往不仅仅只涉及精加工，可能还有较多加工余量需要我们处理。

数控铣床加工非圆曲面宏程序编程方法

数控铣床加工非圆曲面宏程序编程方法在数控加工中，经常需要对加工零件某一部分的形状反复进行切削，这时侯可以使用子程序编程效果比较好；但是，对于不同零件，不同部分，且具有相似形状的零件，子程序的通用性就差了，而宏程序就能替代子程序很好的适应相似形状的零件的加工。

宏程序编程的最大特征主要有三方面：（1）在宏程序主体中可以使用变量（2）可以进行变量之间的演算（3）用宏程序指令对变量可以赋值因此，宏程序可以实现相似形状加工，由其能解决非圆曲线曲面的加工。

在数控铣床曲面轮廓加工中，应用非常广泛。

1.规则公式曲面形状的加工方法在对斜面、球面和椭球面等规则公式曲面编程时，一般由曲面的规则公式或参数方程，选择其中的一个变量作为自变量（或参数），另一个变量作为这个自变量的函数，并将公式或方程转化为这个自变量（参数）的函数表达式；再用数控系统中的变量（#i或Ri）来表达这个函数表达式；最后根据曲面的起点和移动步距，采用等间距直线段逼近法和圆弧逼近法来进行程序设计。

2.不规则曲面的程序设计与加工方法在对不规则曲面进行程序编程时，一般先对曲面分层进行相似拟合，随后对相似拟合的曲线套用规则公式，再按照规则公式曲面编程和加工方法分段进行；如果不能用规则公式来表达，则求出曲线上相邻点的坐标绘制出曲线列表，采用列表式方法编程。

3.非圆曲线宏程序的具体应用实例本例通过FANUC数铣系统的宏程序来讲述在数控铣床上加工非圆曲线形状的编程方法。

以铣削一凸轮轮廓为例。

例：如图所示，要在一工件材质为45钢，尺寸为120×120×20mm的毛坯上加工图示凸轮。

分析：此零件加工内容为凸轮，由图形可知在X正方向长度为40mm，在X 负方向长度为60mm，需要在180°内长度要不断变化，长度要从40mm变化到60mm，增加20mm，角度到达180°。

因此，设置长度方向增量为20mm/180°（即每增加180°长度增加20mm），设角度的增量为1°，φ最终求出凸轮上各点坐标，把各点连在一起，形成凸轮。

数控车床加工非圆曲线宏程序编程技巧

数控车床加工非圆曲线宏程序编程技巧机械加工中常有由复杂曲线所构成的非圆曲线(如椭圆曲线、抛物线、双曲线和渐开线等)零件，随着工业产品性能要求的不断提高，非圆曲线零件的作用就日益重要，其加工质量往往成为生产制造的关键。

数控机床的数控系统一般只具有直线插补和圆弧插补功能，非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别，一般运用拟合法来进行加工。

而此类方法的特点是根据零件图纸的形状误差要求，把曲线用许多小段的直线来代替，根据零件图纸的形状误差，如果要求高，直线的段数就多，虽然可以凭借CAD软件来计算节点的坐标，但是节点太多也导致了加工中的不方便，如果能灵活运用宏程序，则可以方便简捷地进行编程，从而提高加工效率。

一、非圆曲线宏程序的使用步骤(1)选定自变量。

非圆曲线中的X和Z坐标均可以被定义成为自变量，一般情况下会选择变化范围大的一个作为自变量，并且要考虑函数表达式在宏程序中书写的简便，为方便起见，我们事先把与Z 坐标相关的变量设为#100、#101，将X坐标相关的变量设为#200、#201等。

(2)确定自变量起止点的坐标值。

必须要明确该坐标值的坐标系是相对于非圆曲线自身的坐标系，其起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。

(3)进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式。

(4)确定公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的代数偏移量(△X和△Z)。

(5)计算工件坐标系下的非圆曲线上各点的X坐标值(#201)时，判别宏变量#200的正负号。

以编程轮廓中的公式曲线自身坐标原点为原点，绘制对应的曲线坐标系的X ′和Z ′坐标轴，以其Z ′坐标为分界线，将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X ′正方向称为正轮廓，编程轮廓在X ′负方向为负轮廓。

如果编程中使用的公式曲线是正轮廓，则在计算工件坐标系下的X坐标值(#201)时，宏变量#200的前面应冠以正号;如公式曲线是负轮廓，则宏变量#200的前面应冠以负号，即#201=±#200+△X 。

宏程序在非圆曲线类零件车削加工中的应用

宏程序在非圆曲线类零件车削加工中的应用黄启红【摘要】文章分析了宏程序功能的突出特点、编程思路及常用编程格式,并以HNC-21/22T系统数控车床为例,对含抛物线及椭圆轮廓的非圆曲线类数控车削零件,如何用宏程序来加工的设计思路、工艺参数、结构流程图及程序编制等进行了具体分析.在数控车削加工中,宏程序使用变量、算术、逻辑运算及循环语句等方法,能够编制传统数控编程无法实现的非圆曲线类零件的加工,其变量编程方式增加了应用对象的灵活性,使宏程序具有通用性,大大增强了数控机床的使用功能.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)009【总页数】3页(P49-51)【关键词】宏程序;非圆曲线;数控车削加工【作者】黄启红【作者单位】岳阳职业技术学院机电工程系,岳阳,414000【正文语种】中文【中图分类】TH161在数控车削加工中，有时会遇到一些非圆曲线类零件的加工，这类零件若采用软件自动编程，则生成程序占用内存较大、程序修改困难且受设备和条件的限制，若采用传统的CNC手工编程，则数控系统提供的直线插补和圆弧插补功能无法直接满足用户的要求。

但是，如果利用数控系统提供的用户宏程序功能，可以很好的解决这些形状或尺寸有规律的非圆曲线类零件的加工。

现代数控系统都为用户配备了强有力的类似高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算。

宏程序提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句等功能，用以编制非圆曲线等各类复杂零件的加工程序并可精简程序量，减少甚至免除手工编程时繁琐的数值计算。

用户宏程序是带变量的手工编程，是手工编程的精髓。

其程序具有简洁精悍，逻辑严密；很好的易读性和易修改性，通用性强，编程效率高；程序内存量小，比执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更加迅速，能弥补自动编程的不足等特点。

宏程序加工非圆曲线轮廓的基本编程思路是用数段直线逼近轮廓线。

具体而言，就是设想先将某段非圆弧曲线细分成若干微小线段，然后在每一小段线段上做直线或圆弧插补，来近似表示这一段非圆弧曲线。