凹球面的宏程序加工
凸、凹椭圆半球面程序的编制
凸、凹椭圆半球面程序的编制【摘要】：在数控铣床的日常加工中，除了加工一些由直线、圆弧组成的轮廓外，还经常遇到些与椭圆相关的图形，如：椭圆外形、椭圆斜面、椭圆半球面等。
由于操作系统没有椭圆插补功能，因此，使用常规的编程手段是无法完成程序编制的。
但是，近几年来，由于数控大赛的作用，宏程序被广泛的认识并运用起来，而且越来越成熟，使得椭圆加工变为可能。
主要讲述利用FANUC系统进行相对复杂的凸、凹椭圆半球面程序的编制。
【关键词】：椭圆半球面；宏程序FANUC；变量一、椭圆参数方程式其中，C点坐标X、Y的坐标值为X=A*COSαY=B*SINαA 为椭圆的长轴，B为椭圆的短轴。
二、凸椭圆半球面宏程序的编制（球刀）O0001;#1=40;椭圆长半轴#2=25;椭圆短半轴#3=10;椭圆高度值#4=3;（球刀）刀具半径#5=3; 进给下刀高度#6=0; XZ平面深度计算角度#7=1; XZ平面计算角度增量#8=90;XZ平面计算终止值#9=0; XY平面椭圆计算初始值#10=1;XY平面椭圆计算角度增量#11=45; 图形旋转角度#12=200;下刀速度#13=500;切削速度G21;G00 G17 G40 G49 G54 G69 G80 G90 S2000 M03; Z100.;安全高度G52 X70. Y70.;新坐标原点G68 X0 Y0 R#11; 图形旋转Z[#4+#5]; Z轴定位WHILE [#6 LE #8] DO1; 执行总循环#14=[SIN[#6]*[#1+#4]];每层椭圆长半轴值#15=[SIN[#6]*[#2+#4]];每层椭圆短半轴值#16=[[COS[#6]*[#3+#4]]-#3]; Z轴坐标值G01 F#12 X#14 Y0; XY定位Z#16; Z轴下刀至层深WHILE [#9 LE 360] DO2;执行椭圆循环X[COS[#9]*#14] Y[SIN[#9]*#15] F#13; 椭圆加工#9=[#9+#10];XY平面新计算角度END2; 结束椭圆循环#9=0; 计算角度清0#6=[#6+#7]; 新深度计算角度END1; 结束总循环G00 G90 Z100.;抬刀至安全高度G52 X0 Y0;复原坐标原点G69;取消旋转M05;M30;%三、编程、加工时的说明1、对刀时以球刀的球心为对刀点，因为只有球心点才能进行控制。
宏程序编程在球面法向圆弧槽五轴铣削加工中的应用
控技 能大赛引入 了五轴加工的内容 ，从而使宏程序
的编程又上升到 了一个新的高度，使宏程序应用范
围更加 广 泛 。 沿模 型 曲面 法 向铣 削加 工 是 五 轴加 工 中的 主要 加 工 内容 之 一 。下 面 通过 球 面 法 向 圆弧槽 的铣 削加
ｙ、ｚ 三个正交轴的五轴机床中 ，一边 改变 刀
７ 。 ５。
（ ）程序编制 根据曲面 圆弧槽的加工方法 ， ３ 为方便编程建立 了如 图４ 所示的加工程序流程图。
编 制 加 工程 序 如 下 ：
Ｏ１ 程序名 ） ；（ ＮＯ ０Ｇ９ １ ７Ｇ４ ９Ｇ８ ０Ｇ９ ４Ｇ２ ０Ｇ４ ０； （ Ｇ１ 程序初始化 ） Ｎ０ ０Ｇ５ ０ ４ ０ ｝ （ ５ Ｇ９ ４ＧＯＺ１ ０￥ ０ ０Ｍ３ 绝对 方式编程 ， 选择１ 号工 件坐标 系，快速 定位 至Ｚ１ ０ ０ ，主轴 正转 ，转速 为
后 ，再 使Ｚ车 与 由
—
Ｙ 轴 以３５ Ｃ ．轴
平 面与ｃ 轴的起始 角度相对应。补偿后的 刀具位置
如 图３ 所示 。
联 动 的 方 式 ，完 成 当前 Ｓ ５ Ｒ２ ｍｍ
球 面 法 向 深 度 为 ２ ｍｍ的 圆弧 槽 的 加 工 。通 过 对 机
床坐标 轴 这样 往
图 １
定编程坐标 系。为保证 刀具在摆动加 工过程中与机
床、夹具及附件之间的安全 ，一般在工件顶面的最 高点上设置编程坐标 系。由于是在半 圆球表面的法 线方向加工等深度的圆弧槽 ，为保证加工要求 ，必
须控 制 加 工时 刀具 的 刀轴方 向为 曲面 法线 方 向 。
如图ｌ 所示 ，根据加工要求，选择刀具为Ｒ ｍｍ ２ ： ￣ 头铣刀，在编程时首先控制机床Ａ 轴的转动，当Ａ 轴转
宏程序嵌套在凹椭圆车削加工中的应用
郑州
４ ５ ０ ０ ０ ７ ）
要： 以凹椭 圆为例 ， 介绍宏程序嵌套的编程方法 ， 探讨宏程序嵌套在数控 车床加 工 中的应用 ， 扩展 了数控 车床
的加 工 范 围 ， 为 同 类零 件 的 加 工提 供 了一 个 编程 基 础 。
关键词 ： 数控编程 ； 宏程序 ； 凹椭 圆 ； 变量 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ ５ １ ９ ． １ 文 献 标 识码 ： Ａ
ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｃ ｐｉ ｅ ｃ ｅ ｓ ｐｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｃ ＮＣ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ； ｍａ ｃ ｒ ｏ － ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ； ｃ ｏ ｎ ｃ ａ ｖ ｅ ｏ ｖ ａ ｌ； ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ
．
文 章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ８ ３ ２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ６ ４ — ０ ２
Ｍ ａ ｃ ｒ ｏ ｎｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ａ ｖ ｅ ｏ ｖ ａ ｌ ｔ ｕ ｒ ｎ ｉ ｎｇ
ＧＡｏ Ｙ ｉ ｎ ｇ － ｙ ｉ ｎ ｇ ，Ｌ 的普及和数控技术 的推广 ，数控编程在机 械制造行 业中越来越重要 。 在数控编程领域 中， 手工编程适合
于几何形状不太 复杂 、 编程计 算较简单 、 程序量不大 的场合 。 但在数控零件加工 中，经常会出现一些典型方程 曲线轮廓 的
加工 ， 如椭 圆、 抛物线 、 渐开线 、 摆线 、 球面等 。 对 于这些轮廓 曲 线的加工 ， 由于一般 的数 控机床无 此曲线的插补功能（ 数控车
ｔ ｔ ｅ ｎ ￣ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｉ ａ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｈｅ ｎ ｏ ｎ ４ ５ ０ ０ ０ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ０ ）
利用宏程序加工内球面
T1 M6 G0 G90 G54 X-150. Y0. S700 M3 G43 H1 Z150. M8 G65 P8002 A32.8 B4. C25. D27.5 E3. F600. U0.3 V0.4 Q1. W35. X-150. Y0. G0 Z150. (A—#1球半径) (B—#2刀尖半径) (C—#3刀具半径) (D—#7预孔半径) (E—#8粗加工次数) (F—#9进给) (Q—#17粗加工步距) (U—#21精加工余量) (V—#22精加工步距) (W—#23扁厚) (X、Y—#24、#25球心坐标) M5 M9 M30 % （SUB_PROGRAM） O8002 % ( SUB-PROGRAM ) G52 X#24 Y#25 G0 X0 Y0 #27=[ #1-#7-#21 ]/#8 ；（每次加工余量） #28=#7+#27；（第一次加工半径） #29=#23/2；（求扁厚的一半） #18 =#3-#2；（刀尖R中心与刀具中心的距离） #14=0 IF [#21 GT 0 ] THEN #14=2；（定义是否精加工） N10 #30=#28-#2；（刀尖R中心与球心的距离） #31=SQRT[ #28*#28 - #7*#7 ] ；（求解球半径与预钻孔 交点处X向位置） #26 =#30*#31/#28；（刀尖R中心在Z向的位置） #32 =#26+#17；（为了沿Z向切线进刀，将Z提高一个步 距） #10 =SQRT[ #30*#30 - #32*#32 ] ；（求解刀尖R中心在 X向位置） G0 Z [#29+5.] G1 Z[#32-#2] F#9 ；（刀尖对刀，需补偿刀尖半径值） #24 =#10-#18；（刀具中心X向位置） G1 X#24
内凹球面加工方法研究
技术 应用 Application 今日制造与升级 │ 71终指向球面球心（图2e===R 工曲面的法线e=，如适应性，通常采用球头刀进行切削加工。
而在球头刀底端靠近回转中心的削速度几乎为零，对工件形成挤压效应，因此越靠近球头刀底端的切削性球头刀底端或底端附部位近投入切削，需要借助CAM 软件生成使刀轴沿切削侧倾一个角度的刀位轨迹，让球头刀最具切削性能的刀刃部位切削工件以达果，这需要用到五轴联动数控机床才能实现，从而提高了加工成本。
而球头在切削工件过程中始终和工件加工表面形成点接触，因此在保证切削质量的切削效率。
目前，汽车车身模具、塑料模、轮机叶片等被加工部位主要由空的零部件数控加工中，非球头刀(如平头立铣刀、锥状刀、成形刀等)正在成曲面的数控加工。
由于平头立铣刀具有调整方便、使用寿命长、切削效等特点，在曲面加工中的重要性正逐渐为人们所认识。
因此，分析球头刀的不足之处，研究非球头刀，特别是在内凹球面数控加工中用平头立铣刀替有极现实的意义。
1球头刀的加工局限球头刀主要用于曲面的切削加工，问题在于球头刀的实际切削速度随触部位的不同而变化。
在球头刀底端靠近回转中心的部位，球头刀的切削而，在实际生产中所使用的球头刀其底端为一小平面。
在数控编程中，刀位形状设计的。
若球头刀底端平面参与了切削加工，则将产生加工误差，影响何精度。
在相同条件下，平头立铣刀在被加工表面留下刀痕的残留高度为h=si[R-表面质量差。
=2，L 用平头立铣刀铣削内凹球面在加工一般空间自由曲面时，为了使平头立铣刀在加工凹面过程中不要:在铣削内凹球面的方法中，往往采用球头刀进行切削加工，而在球头刀底端越靠近回转中心的部位，切削性能越差。
并且球头刀受其形状限制，在切削工件过程中始终和工件加工表面形成点接触，在保证切削质量的前提下无法提高切削效率。
鉴于此，本文探讨了如何用平头立铣刀铣削内凹球面以及平头立铣刀铣削内凹球面的优点，并通过实例用CAM 软件UG NX 生成此方法的刀位轨迹。
宏程序在圆周圆弧凹槽铣削加工编程中的应用
宏程序在圆周圆弧凹槽铣削加工编程中的应用作者：黄继战来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第05期本文简介了宏程序编程基础理论，设计了圆周均布圆弧凹槽铣削加工的宏程序，并给出该宏程序应用实例。
实践表明，该宏程序简化了圆周均布圆弧凹槽的编程，缩短了程序调试时间，具有通用性和灵活性，对圆周均布的其他相同结构铣削加工数控编程具有参考价值。
在机械加工中，沿圆周均布的圆弧凹槽是比较常见的结构，采用常量编程，加工程序编制、调试复杂，没有通用性，编程效率低。
基于上述，采用变量编程对圆周均布的圆弧凹槽典型零件结构进行参数化编程，对该类零件凹槽结构的数控编程只需像调用固定循环指令一样，指定圆弧凹槽几何参数，即可用于加工，大大提高了编程和程序调试效率，对圆周均布相似结构形状的数控铣削加工编程具有借鉴意义。
一、FANUC 0i系统宏程序编程基础1.变量变量是宏程序中最重要的要素，变量提供了参数化程序中的关键元素——可变量，变量里存储的是一些可以改变的数据。
变量用#i表示（i=1、2、3…），变量引用将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量，如G01X#1F#2。
2.控制指令控制指令起到控制程序流向的作用，实现程序的跳转。
宏程序编程时主要使用下面两种转移和循环语句：①IF语句（条件转移：IF[条件表达式]GOTO n；）；②WHILE语句（当……时循环）。
由WHILE语句构造的DO循环最多可以进行3重嵌套，但循环不能交叉，条件转移IF语句可以跳出WHILE循环，但不能跳入WHILE循环。
3.宏程序的定义和调用宏程序的定义和子程序的定义相似，不同之处主程序采用G65或G66指令调用宏程序，而使用M98指令调用子程序。
宏程序还可以用G代码、M代码调用。
宏程序的调用格式是G65或G66 P_L_。
G65为非模态调用，G66为模态调用，P值为宏程序的程序号，L值为调用次数，“”传递到宏程序的数据。
“”有两种格式，应用时一般采用自变量赋值Ⅰ，即用英语字母后加数值进行赋值，除了G、L、O、N和P之外，其余21个英文字母都可以给自变量赋值，每个字母赋值一次，从A、B、C……X、Y、Z ，赋值不必按字母顺序进行，但I、J、K例外，不赋值的字母可以省略。
FANUC系统基于宏程序的球面数控编程
FANUC系统基于宏程序的球面数控编程蒙斌;吴凡【摘要】目前的数控铣削系统,在加工二维平面轮廓时,可以用直线或圆弧插补指令直接进行手工编程.在加工三维曲面轮廓时,则无法直接用常规方法进行编程,因为空间轮廓的坐标计算相当复杂,计算的工作量很大,通常很难实现.实际编程时利用宏程序的循环功能,将三维曲面分层切削.在高度方向每次下降一个高度,然后再在垂直于高度方向上沿圆弧或非圆曲线轮廓切削,最终用多层曲面来逼近三维曲面.具体分析了球面编程时的几何模型和数学模型.给出了球面的宏程序编程实例,可以有效解决复杂曲面的手工编程问题.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2017(046)010【总页数】3页(P10-12)【关键词】FANUC系统;宏程序;三维曲面;数控;编程【作者】蒙斌;吴凡【作者单位】宁夏大学机械工程学院,宁夏银川 750021;宁夏永宁中学,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】TG659手工编程能力是计算机辅助编程与制造（CAD/CAM）的基础，也是理解数控机床加工机理、掌握其加工过程和工艺处理方法的重要手段。
在数控加工中，灵活掌握手工编程可以简化程序编制、大大提高编程的适用范围和零件加工效率。
但是常规的手工编程只能编写平面二维轮廓的加工程序，无法编写三维曲面的加工程序。
目前的主流数控系统都具有高级语言（宏程序）编程功能，借助于该功能用户可以在数控系统基本编程功能不能满足需要时进行编程功能的扩展，也可以对数控系统的控制功能进行二次开发。
利用数控系统的宏功能就可以实现三维曲面的手工编程，而且宏功能使用得当的话，可以使得编程快捷简便[1-2]。
但是由于它毕竟是一种基本编程指令之外的高级语言，所以掌握和使用起来有一定的难度，所以受这种因素的影响，目前在国内各类职业技术学院、技师学院的相关数控专业教学和从事机械制造的企业在进行数控编程及加工时，都过分依赖CAD/CAM软件(主要指数控铣)，这使得数控从业人员对宏程序的使用率不够高，也没能充分发挥数控系统所带宏程序功能的价值和优越性[3-4]。
数控宏程序车削凹圆弧异形螺纹探索
数控宏程序车削凹圆弧异形螺纹探索作者：张孟陶来源：《现代职业教育·职业培训》2017年第03期（安徽阜阳技师学院机电工程系，安徽阜阳 236000）[摘要] 数控车削中，异形螺纹的编程和加工有别于普通螺纹，在没有成形刀具的情况下，单纯使用固定指令手工编程或使用编程软件自动编程都很难完成，而运用数学思想，建立数学模型，编写具有逻辑运算功能的宏程序，使用常规刀具也能够车削异形螺纹，这也是当前数控车削教学中的难点。
通过具体试验，可以找到车削凹圆弧异形螺纹几种较为实用的编程方法，对数控教学及技能比赛有一定的帮助。
[关键词] 数控；宏程序；车削；凹圆弧；异形螺纹[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）09-0117-03一、引言近年来，随着我国对制造业发展的重视，数控加工作为先进制造技术的典型代表，逐渐被人们所熟知。
许多高职和中职院校相继开设了数控专业，为使用数控设备的企业培养数控人才，数控技能比赛也在全国各省市陆续举办。
纵观近几年教育系统和人社系统举办的数控车工技能比赛，异形螺纹的车削，被作为难点项目考查参赛人员的编程和加工水平。
所谓异形螺纹是指螺纹的牙型和尺寸与普通螺纹不同的螺纹，而异形螺纹的编程和加工也有别于常见螺纹（如三角螺纹和梯形螺纹）的编程和加工。
三角螺纹和梯形螺纹的加工方法通常是采用机夹成形螺纹刀，对螺纹进行直进法或斜进法加工，在FANUC数控系统下，手工编程指令一般使用单行程螺纹切削指令G32、螺纹切削单一循环指令G92、螺纹切削复合循环指令G76。
另外也可以使用数控车编程软件将螺纹的大径和小径画出，通过设置软件中的加工参数，自动生成螺纹加工程序，再将程序传输到数控车床中。
相对于常见螺纹固定的编程指令和简单的加工方式而言，异形螺纹的编程和加工较为复杂。
无论使用哪种编程指令和编程方式，只有刀具的形状符合螺纹的牙型，才能加工出合格的螺纹。
三角函数及其相关定理在数控编程宏指令中的应用
三角函数及其相关定理在数控编程宏指令中的应用摘要】数学中的函数及其逻辑关系在手工编程中的地位非常重要，但对于数学知识比较贫乏的技术人员，未必都能掌握一定的数学知识及其逻辑宏指令运算，本文就三角函数在数控编程宏指令中用于倒R球面及斜面加工中作为参考。
【关键词】三角函数在数控编程宏指令的应用：R球面圆角铣削，斜面铣削中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2010）11-114-02必须强调的是，尽管使用各种CAD/CAM软件来编制数控加工程序已经潮流（或主流），但手工编程毕竟还是基础，各种"疑难杂症"的解决往往还要利用手工编程，且手工编程还可以使用变量编程，既宏指令的应用。
其最大特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序表示出来，具有极好的易读性和易修性，编写出的程序非常简洁，逻辑严密，通用性强，而且机床在执行此类程序时较CAD/CAM软件生成程序更为快捷，反应更迅速。
三角函数在宏程序中的更是广泛，下面就以西门子802D为例讲解三角函数在倒R球面及斜面加工中的应用。
一、三角相似定理及勾股定理应用于宏指令中加工凹R球面遇到一些宏指令编程问题，首先要分析走刀路径，然后建立数学模型来解决实际问题（如图1所示）。
加工SR=26的凹球面，用￠=8的球头铣刀，下刀点在A点下刀终止点在B点，应先计算下刀点A的坐标为：X=26-4=22、Z=4{即A点的初始坐标为（22、4）}。
应用三角形的相似定理：△OBC∽△OB′C′，所以OB′/OB=OC′/OC,即22/24=X/22得X=18.615，再有勾股定理得C′的坐标Z′=√22 -18.615 =11.725,{即C′的坐标为（18.615、-11.725）}下面以西门子802D为例编写其加工的宏程序：AOQIUMIANJIAOGONG 程序名G90G17G40 建立坐标，取消刀补T3M06 选刀G00Z50 刀具快速定位TRANS X0 Y-18 坐标平移G00X22Y0 快速定位Z4 下刀R1=2 设置R1的初始值R2=2 设置R2的初始值AAA: 子程序名AROT RPL=R1 平面坐标系增量旋转R1G03X18.615 Z=-7.725 CR=22 逆圆弧插补GOOZ4 快定位X22R2=R2+2 R2变量赋值IF R2<=360 判断语句GOTOBAAA 跳转G0 Z50 快速定位ROT 取消旋转指令TRANS 取消平移坐标指令M05 主轴停止M30 程序停止二、三角函数应用于宏指令中加工凸圆角（或球面）的加工我们再来分析（图2所示）在其轮廓上加工出R3圆角，同样分析走刀路线并建立数学模型，如b1点的A点下刀走轮廓形状，再回到起初位置逐一分刀下到B点为止，则A点到B点的数学模型为（用￠=8的球头铣刀）：以∠A0B=90°为初始角度，终止角度为0，所以有：刀具在加工过程中发生了下列的变化函数关系：Z=(4+3)SIN(90°-￠-4-3),X=（4+3）COS(90-￠)-3,这里的￠为宏指令指定要变化的量，下面同样西门子802D为例编写（如图2）的宏程序：TUQIUMIANJIAGONG 程序名R1=4 设置R1的初始值R2=3 设置R2的初始值R3=90 设置R3的初始值AAA: 子程序名R4=(R1+R2)SIN(R3)-R1-R2 建立三角函数关系R5=(R1+R2)＊COS(R3)-R2G01Z=R4 直线插补＄TC-DP6[3、2]=R5 设置刀具半径补偿值G0X110Y27 快速点定位Z5G01Z-10G42X90Y27D2 刀具右补偿G01X75.63Y23.150G03X68.476Y5.336CR=12 逆圆弧插补G02X68.476Y-41.336CR=45 顺圆弧插补G03X75.631Y-59.150CR=12G01X90Y-63G40X110 取消刀具补偿G0Z50R3=R3-3 再次给R3赋值IFR3﹥=0 判断语句GOTOBAAAM17 子程序调用结束三、三角函数应用于斜角（或斜面）的加工分析如图所示轮空斜面，不难看出刀具从A→B的点函数关系为X=6+△Ztg15°△Z为宏指令指定的变化量，下面同样西门子802D为例编写（如图3）的宏程序XIEMIANXIXUE 程序名G90G40G17 建立绝对坐标系取消刀补设置坐标平面T1D1 建立刀具刀补M6 调用刀具G54G90G00Z50 在G54坐标下建立绝对系快速点定位M3S800F100 主轴正传G00X0Y0L100 调用子程序G00Z50M05 主轴停止M30 程序结束L100 子程序名R1=0 设置R1的初始值R2=-5 设置R2的初始值R3=5＊TAN(15°) 设置R3的初始值AAA; 子程序名R3=R3+R1＊TAN(15°)再次给R3赋值R2=-5-R1 建立R3的函数关系＄TC-DP6[1、1]=R3 设置刀具半径补偿值G0X-110Y40 快速点定位Z-3G01Z=R2 直线插补G41G1Y20F300 刀具左补偿X-18G02X-74Y13CR=7 顺圆弧插补指令G01X71Y-13G02X-81Y-20CR=7G01X-110G0Z50G40X-110 取消刀具补偿值R1=R1+0.1 建立R1的函数关系IFR1＜5 判断语句GOTOBAAA 调用子程序M17 子程序调用结束结论：通过上面几个例子，我们不难看出应用三角形的相关定律及建立三角函数关系在手工编程宏指令当中的作用极其重要，对于其他的数学函数关系也同样有着不可替代的作用，笔者只是以三角函数为例让大家在以后的编程中有所领悟。
利用宏程序加工内球面
Ｇ１ ７ Ｇ３ Ｘ一 ＃ ２ ４ Ｉ － ＃ ２ ４
（ — ２ ３ 扁厚）
、
偿一个 刀尖半径 ）变化时 ，｝ ｝ ８ 也在变化 ，它们之间 有三角函数关系，而｝ ｝ １ ８ ＝ ｝ ｝ ３ 一＃ ２ （ ３ ３ 尖Ｒ中心与刀具
中心 距 离） 也是 固定 值 ， 因此 ，可 以 得 出 ， 胸 刀具
中Ｊ ｔ ￣ ＇ ＃ ２ ４ 与ｚ 向刀具 中 心＃ ２ ６ 有 固定关 系 ，从 而 得 出
＃ ２ ０ ＝ ＃ ２ ３ ／ ２ ； （ 求解扁厚的一半 ） ＃ ８＝ Ｓ ＱＲ Ｔ［ ≠ ｝ １ ＃ １ 一 ＃ ２ ０ ＊ ＃ ２ ０ ］；［ 求 解孔 口半径 （ 球与 扁
）］
Ｉ Ｆ［ ＃ ３ ＧＴ样 ８ ］ ＧＯ Ｔ Ｏ ２ ０； （ 若孔 口半径小 于刀具 半径 ，
径比较小 ，不能车制成形 ，因而考虑用铣削的方法
来进行粗加工及半精加工 。
该 内球面的具体加工方法 。 具体的主程序及子程序如下 ：
％
（ ＭＡ Ｉ Ｎ— Ｐ Ｒ ＯＧ ＲＡＭ）
Ｔ１
幽 １
Ｍ６ ＧＯ Ｇ９ ０ Ｇ５ ４ Ｘ． １ ５ ０． Ｙ０． ￥ ７ ００ Ｍ３ Ｇ４ ３Ｈ １ Ｚ１ ５ ０． Ｍ８
＃ ２ ６＝ 样 ２ ０ 样 ７ １； （ 球与扁 交点处的ｚ 值）
Ｉ ｌ
Ｍ６ ＧＯ Ｇ９ ０ Ｇ５ ４ Ｘ一 １ ５ Ｏ ．Ｙ０．￥７ ０ ０ Ｍ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｇ４３ Ｈ １ Ｚ１ ５ ０．Ｍ ８
Ｇ６ ５ Ｐ ８ ０ ０２ Ａ３ ２． ８ Ｂ４ ． Ｃ２ ５ ． Ｄ２ ７． ５ Ｅ３． Ｆ６ ０ ０． Ｕ０． ３
宏程序在数控铣床编程球面加工中的应用
宏程序在数控铣床编程球面加工中的应用摘要：宏程序在生产实践中有着广泛的应用，尤其在曲面的编程时更为常用。
掌握宏程序在数控编程中的应用，是数控技术的重要组成部分。
文章针对宏程序在球面加工中的使用，阐述了如何使用变量及高级语言的表达式编制程序。
关键词：数控编程宏程序变量中图分类号：TP313 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2007)01-02-031 引言在铣床上，数控编程方式有两种，一是自动编程，二是手工编程。
自动编程是指依靠自动编程软件来完成程序编制，它可以解决复杂零件的加工问题，但其产生的数控加工程序受多方面因素的影响，首先受CAD/CAM 软件在CAD 建模时计算精度的影响，其次，受CAD/CAM 软件在生成NC 刀具轨迹时计算精度的影响，有时后处理环节对其也会有影响，打开一个自动编程的数控加工程序，可发现程序中几乎都是简单的圆弧与直线指令的组合，虽然数据很准确，但很繁琐，几乎无法读懂程序。
手工编程是由人工完成零件的程序编制工作，主要包括零件图样分析、工艺处理、数据计算、编制程序及输入并校验程序等过程，相对于自动编程而言，可以完成的零件相对较为简单，但为什么还要学手工编程呢？对于数控从业人员来讲，手工编程是自动编程的基础，在任何时候，手工编程都是必须要掌握，在我国，无论是数控类技能鉴定等级考试或是数控类技能大赛，都不允许使用CAD/CAM 软件进行自动编程，而只能进行手工编程，在企业中，手工编程依然运用于实际生产。
特别是宏程序，是手工编程的高级形式，程序编制过程中，如果能够精通宏程序的使用，会使程序变得简单，而且其加工精很高，相对于自动编程产生的数控加工程序，加工时间也会大大缩短。
2 关于宏程序2.1 宏程序的定义、特点在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程序称之为宏程序。
在一般的程序编制中程序字视为一常量，一个程序只能描述一个几何形状，所以缺乏灵活性和适用性；而使用宏程序编程，针对同一类型的编程，只须改动变量数值，不用重新编程，就可以得到不同尺寸而几何形状相似的程序具有应用灵活、形式自由的特点；还具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。
第二届数控技能大赛数控铣加工中心实际操作考试题
第二届数控技能大赛数控铣/加工中心实际操作考试题一、实操考评1．考场设施：数控铣床一台以上，并配齐加工必需的夹具、量具、刀具、机床附件和毛坯材料。
2．加工要求：待加工零件图纸一份（含工艺卡片）；毛坯160x120x30 45# 钢板一块；考试时间控制在4小时以内。
3．考试程序（1）考生需编制填写加工工艺卡片。
自己考虑工序的先后安排、所需的刀具尽量使用考场提供的类型、规格尺寸。
（2）原则上所有加工用程序都由考生手工计算节点编写，如确实不能计算可向老师申请使用计算机绘图求算节点坐标（扣分）。
（2）考生将程序代码输入机床，完成加工前的工艺准备。
（3）考生正确地操作机床并完成加工任务，要求零件形状、尺寸正确，表面基本光洁，不能有明显台阶刀痕。
4．考评人员的评判标准（见实操考试评分表）。
注意事项考试的时间限制为4小时，超过4小时，但已完成粗加工或轮廓外形加工，可酌情给分；如粗、精加工均未完成，该考生成绩为0分；操作期间如发生影响安全的违规操作，该考生成绩为0分。
二、实操考试内容加工下图所示零件，要求自己确定加工顺序、设定加工参数、选调刀具、编制填写数控工艺卡片和手工编写数控程序，输入程序代码、装夹工件和刀具、对刀并操作机床进行切削加工。
实操考试评分表实操考试的目的是测试考生编制加工工艺、设定加工参数、选调刀具、编写程序及操控数控机床等综合技能，填写工艺卡片、编程、装调工件与刀具等辅助时间（不超过100分钟）加上实际加工时间应控制在4小时之内。
准考证号考生姓名：班级：考评教师：注意：（1）考试的时间限制为4小时，超过4小时，但已完成粗加工或轮廓加工，可酌情给分，如粗、精加工均未完成，该考生成绩为0分。
（2）操作期间如发生影响安全的违规操作，该考生成绩为0分。
考评教师签名/日期。
数控车(铣)床编程与操作课题1 凹圆弧面零件加工
图4-7凹圆弧表面车削方式
表4-3各种粗车凹圆弧形式加工特点
形式
指令格式 G18 G02（G03）X Z R F G18 G02（G03）X Z CR= F
其中X、Z为圆弧终点坐标；R（CR）为圆弧半径；F为圆弧插补进给速度
（4）指令使用说明
1）G02、G03均为模态有效指令，一经使用，持续有效， 直到同组G代码（G00、G01）取代为止。
2）R（CR）为程序段有效代码，圆弧插补格式中不能省 略。
凹圆弧表面余量不均匀，背吃量及进给速度可选择较小一些。具体见表 4-4。
表4-4凹圆弧零件加工工艺
工步号
工步内容
刀具号
1
车右端面
T01
2
粗加工外轮廓，留0.4mm 精车余量
T01
背吃量 ap/(mm)
1～2
切削用量
进给速度 主轴转速 f/(mm/r) n/(r/min)
0.2
600
1～2
0.2
600
[知识学习]
一、编程指令
1.圆弧插补指令 （1）指令功能 使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。 （2）指令代码 顺时针圆弧插补指令代码：G02（或G2） 逆时针圆弧插补指令代码：G03（或G3） 顺时针、逆时针判别方法：从不在圆弧平面的坐标 轴正方向往负方向看，顺时针用G02，逆时针用G03。
课题1 凹圆弧面零件加工
1.知识目标 ① 了解加工凹圆弧面车刀种类及选用。 ② 掌握圆弧插补方向的判断。 ③ 掌握G02、G03圆弧插补指令及终点坐标+
宏程序在凹、凸半球面铣削加工中的应用.
宏程序在凹、凸半球面铣削加工中的应用柳青(岳阳职业技术学院湖南岳阳 414000摘要非圆曲线编程是手工编程中的难点,而球面是数控铣床加工中最为常见的非圆曲线。
以内、外半球加工为例, 详细介绍了FANUC系统数控铣床加工球面的宏程序编写及程序注解,并指出了在编制程序时的注意事项。
使用宏程序加工零件可以大大简化数控程序,达到精确和高效的目的。
关键词球面宏程序变量参数方程宏程序是程序编制的高级形式,它应用了大量的编程技巧,例如数学模型的建立、加工刀具及切削用量的选择等,这些使得利用宏程序加工的零件精度很高[1-2]。
特别是对于中等难度的零件,使用宏程序进行编程加工要比自动编程加工快得多,同时如果编写大批量相类似零件的时候只需要改动几个数据就可以了,没必要进行大量重复的编程,所以能应用手工编程的地方尽量不要使用自动编程。
球面是在宏程序的编制中经常出现的一种图形,要求编制者能掌握球面的相关方程,并能够熟练地应用方程式,实现对各种形式的球面进行编程和加工。
1 宏程序宏程序就是使用了宏变量的程序、由用户编写的专业程序,类似于子程序,可以使用规定的指令代号以便调用。
宏程序的代号称为宏指令。
用户宏程序是提高数控机床性能的一种特殊功能,其最大特点就是将有规律形状或尺寸的加工零件用最短的程序段表达出来,具有很好的易读性和易修改性,编写出来的程序非常简洁、逻辑严密、通用性强,而且机床在执行此类程序时,相比执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷,反应更加迅速。
在一般的程序编制中,程序中的地址字符为常量的,一个程序只能描述一个几何形状,所以缺乏灵活性和适用性。
宏程序中地址字符为变量的(也称宏变量,可以根据需要通过赋值语句加以改变,使程序具有通用性。
配合循环语句、分支语句和子程序调用语句,可以编制各种复杂零件的加工程序[3]。
2 球面的程序设计与加工方法在对球圆面曲面规则公式进行程序编制时,一般从曲面的规则公式或参数方程中,选择其中一个变量做自变量,另一个变量作为自变量的函数,并将公式或方程转化为自变量的函数表达式,再用数控系统中的变量(#i或R i来表示这个函数表达式,最后根据这个曲面的起始点和移动步距,采用不同深度、不同半径的圆来拟合球面,如图1和图2所示进行程序设计。
%a7宏程序在特殊球体加工技术上的应用
ＤＡｌＢｌＣＩＤｌ，若以ＡＢＣＤ平面做球体的截面图，可 得底径为ＡＣ的球缺，立方体的６个面与球缺底面 相交。在球面上形成的８个交点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ１、Ｂ１、
Ｃｌ、Ｄ１。构成一个球体及内接正立方体，因此，确定 临界球缺底面直径为ＡＣ。设正立方体边长为ａ，球
厅
体半径为尺，则球体半径Ｒ＝ＡＯ＝等口，临界球缺底面 二
悬臂式掘进机大都是手动操纵，使截割头悬臂的上、 进机也不会发生机械碰撞。这势必会大大增加机器高 矿矿矿—自矿驴·自妒矿矿矿矿矿护妒ｑ￥护驴驴矿矿矿·￥扩矿矿·自驴矿驴矿驴驴矿矿矿矿矿＿自矿矿驴矿矿矿矿
在最后一面球缺加工时，会遇到球体固定问题，必须使 用专用夹具。考虑到球体像万向头一样较难固定，本 文设计了一对凹球面夹具，解决了球体固定问题。
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图４精加工参数变量的设定 表１ 设定球缺粗加工和精：ｂｎ－ｒ中参数变量
设定粗加工参数变量
设定精加工参数变量
＃ｌ球半径
＃ｌ球半径
舵键槽铣刀具半径
舵球头铣刀具半径
躬球面起始角度
躬角度自变量
私球面终止角度
＃４球面终止角
朽终止高度上接触点的ｘ坐 稻一定角度时铣刀球心的ｘ
００吆趾ＭＯＰ； Ｘ５０．ＹＳ０．； Ｍ晒：
Ｍ３０；
将宏程序分别传人上海宇龙数控传真系统进行仿 真，得到图５、图６所示的球缺粗、精加工仿真轨迹，注 意：由于粗加工采用平底键槽铣刀，在粗加工时留有一
定的加工余量，所以，粗加工的轨迹图显示球缺顶部有 圆形台阶。另外，为了减轻接刀痕的影响，最大限度地 提高表面质量，每一层刀具的开始和结束位置采用切