癌 ｍｊ機電一體化
利用巨集程式提高橢圓曲面
加工精度的研究
酒泉職業技術學院（甘肅
隨著機電一體化技術的迅猛發展，數控工具機的應用
７３５０００）李建春
６．３９ｍｍ，圓弧ｃｇ的半徑為３９．９５ｍｍ。ｇ點相對於０點的座標為（一
已日趨普遍，現代機械製造業正廣泛採用數控技術以提
高工件的加工精度和生產效率。在數控車床上加工橢圓、雙曲線、拋物線、正弦曲線等非圓曲線零件時，可
在程式編寫時以工件右端麵中心為工件座標系原點如圖１所示，通過橢圓中 ｔｌ＇與工件座標系中 ｔｌ＇的轉換計算，橢圓曲面起點座標為（２０，一２４．５），兩圓弧交點座標為（３１．６，一２８．２），橢圓曲面終點座標為（３９，
一用圓弧曲線代替非圓曲線進行加工，如橢圓曲面可用「四心法」近似橢圓進行加工，但其加工精度較低，不
能滿足工藝要求。用巨集程式採用「直線逼近法」擬合加工橢圓等非圓曲線不僅可以實現自動化加工，而且可提高曲面的加工精度。
４５）。
該工件加工參考程式如下：
００００１；
１．橢圓曲面「四心法」；ｏａｔ
如圖１所示的零件，較難加工的部位是橢圓曲面。
程式開始部分）
ｔｏ１０１；
ｍ０３￥８００；
在編寫加工程式時，由於ｇ７１指令（ｆａｎｕｃ系統）內部不能採用巨集程式，因此，在橢圓加工中常用圓弧來取
ｘ５２ ｚ２；
毛坯切削迴圈加工右端麵外輪廓
ｏ１ｚ０；（精ｉｃｊａ＿ｔ＿輪廓描述）
ｘ１９．８ ｚ一２．０；
ｚ一１８；ｘ２０；
圖１橢圓曲面加工圖
ｚ一２４．５；
代非圓曲線，採用圓弧代替
ｅ一橢圓瞌面圓弧ｉｃｊｈｓ：）
ｇ０３ ｘ３９ ｚ一
ｏ１ｃｚ一６０；
橢圓的近似畫法，確定出四
段圓弧的圓心及半徑，畫出
橢圓，即「四心法」近似橢圓，如圖２所示。
ｑｏｌ ｝
ｄ／２０
ｌｎ２００ ｘ５２；
１一ｏ２
精加工右端外輪廓）
此工件在粗加工時為保
證加工後的精加工餘量，將圖２四心近似畫橢圓橢圓長軸半徑設為２０．５ｍｍ，短軸半徑設為９．５ｒｎｍ。通
過四心近似畫橢圓的方法畫出的圓弧ａｇ的半徑為
應用上述方法加工此工件時，除橢圓曲面外其他部
參磊工冷加工
２０１０年第１２期
蠹巍位都可以達到精加工要求，但橢圓曲面不能滿足工藝要
該工件橢圓曲面精加工參考程式如下：
００００２；
…求，為此對該曲面必須進行下一步的精加工。
２．橢圓曲面「直線逼近法」加工
「直線逼近法」是採用多段直線逼近橢圓的加工方法，應用這種方法加工非圓曲線時，只要步距足夠小，在工件上所形成的最大誤差，就會小於所要求的最小誤（程式開始部分）
ｃｏｏ ｘ５２ ｚ一２４．５；（刀具快速定位）
＃１０１＝２０；（公式中的ｚ座標值）
差，從而加工出標準的橢圓。
「直線逼近法」擬合加工橢圓是通過使用者巨集程式指令（ｆａｎｕｃ系統）來實現的。使用者巨集程式作為數控裝置的一項重要功能，由於允許使用變數算術、邏輯運算
以及各種條件轉移等命令，不僅適合拋物線、橢圓、雙曲線等非圓曲線程式設計，還適合於圖形相同、尺寸不同的
系列零件程式設計，同樣適用於工藝路徑一樣、位置資料不同的系列零件的程式設計，使得在編制一些加工程式時與普通方法相比顯得方便和簡單，同時也使程式變得簡化，極大地提高了程式設計效率，大大簡化程式，並能夠擴充套件數控工具機的使用範圍。
如圖１所示的橢圓曲線標準方程為
簍２０＋９＝將其轉化為工件座標系下的方程
等芬＝該工件在加工橢圓曲面時可將橢圓曲線分成２００條線段，
／一用直線進行擬合，每ｌｚ
ｉ一２０
一段直線在ｚ軸方向的間距為０．１ｍｍ，如圖
圖３橢圓的變數計算
３所示。根據曲線公式，以ｚ座標作為自變數，座標作為因變數，ｚ座標每次遞減０．１ｍｍ，計算出對應的座標值。
巨集程式使用以下變數進行運算：
＃１０１：非圓曲線公式中的ｚ座標值，初始值為２０；＃１０２：非圓曲線公式中的座標值（半徑值），初始值為０；
＃１０３：非圓曲線在工件座標系中的ｚ座標值，其值為＃１０１—４５；
＃１０４：非圓曲線在工件座標系中的座標值（直徑
值），其值為
圜ｗｗｗ．，呈ｌ，ｅｔａ￣壁！壁笙箜！呈塑 ：０．ｃ０ｍ
參磊工冷加工』』
一公式中的
ｚ座標值）
工作座標系中的ｚ座標值工作座標系中的ｘ座標值）
加工曲面輪廓座標增量為一條件判斷）
ｇｏ１ｚ一６０；（加工圓柱表面）
ｘ５２；
ｍ３０；（程式結束）
３．影ｐ￣ｊｊｎ－ｒ精度因素
採用的「四心法」圓弧擬合加工橢圓曲面的方法雖計算程式設計簡單，但加工精度較低。當加工精度要求較高
時，可採用「直線逼近法」進行加工。
從上述橢圓加工中可以看出，在使用巨集程式加工非圓曲線時，自變數的增量值的確定，對加工精度的影響很大。我們可以通過設定不同的增量值來改變步距，提
高非圓曲面的加工精度。但是工件加工精度的高低不僅
與加工方法有關係，還涉及到刀具、數控系統、工具機等方面的因素，如系統的插補週期等，在此不再贅述。
４。結語
通過利用巨集程式功能加工橢圓曲面零件，不僅表明
了巨集程式對於加工典型曲面方程比較實用，而且通過改
變自變數的增量來提高橢圓曲面的加工精度。
從加工過程中可以推出對於任何橢圓方程，我們都可利用以上的程式設計方法進行加工；從引數設定中可以選擇合適的自變數和因變數，並根據公式找出自變數和因
變數之間的關係，確定公式曲線中的座標值與工件座標
系中的座標值之間的換算關係。同樣，也可以應用到已
知輪廓方程的拋物線、雙曲線等零件的程式設計與加工當
中。ｍｗ
（收稿日期
巨集程式程式設計
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