第八章非圓曲線的加工

1、 以一組子程序的形式存儲(chǔ)并帶有變量的程序稱為以一組子程序的形式存儲(chǔ)并帶有變量的程序稱為 用戶宏程序，簡(jiǎn)稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為用戶宏程序，簡(jiǎn)稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為 用戶宏程序指令或宏程序調(diào)用指令（簡(jiǎn)稱宏指令）。用戶宏程序指令或宏程序調(diào)用指令（簡(jiǎn)稱宏指令）。 使用使用B 類宏程序編程時(shí)，操作者只需會(huì)使用宏命類宏程序編程時(shí)，操作者只需會(huì)使用宏命 令即可，而不必記憶宏程序主（本）體。用戶宏程序令即可，而不必記憶宏程序主（本）體。用戶宏程序 的最大特征有以下幾個(gè)方面的最大特征有以下幾個(gè)方面: （1）可以在宏程序中使用變量。）可以在宏程序中使用變量。 （2）可以進(jìn)行變量之間的運(yùn)算。）可以進(jìn)

2、行變量之間的運(yùn)算。 （3）宏指令可以對(duì)變量進(jìn)行賦值。）宏指令可以對(duì)變量進(jìn)行賦值。 變量由變量符號(hào)變量由變量符號(hào)“#” 和變量號(hào)（阿拉伯?dāng)?shù)字）和變量號(hào)（阿拉伯?dāng)?shù)字） 組成，如組成，如#1、#20 等。變量也可由變量符號(hào)等。變量也可由變量符號(hào)“#”和和 表達(dá)式組成，如表達(dá)式組成，如# #1 +10。 （1）用變量置換地址后數(shù)值）用變量置換地址后數(shù)值 格式格式: 地址地址 + “# I”或地址或地址 + “- # I”， 表示把變量表示把變量“# I”的值或把變量的值或把變量“# I”的值的負(fù)值的值的負(fù)值 作為地址值。作為地址值。 （2）用變量置換變量號(hào)）用變量置換變量號(hào) 格式格式: “#” + “

3、9”+ 置換變量號(hào)。置換變量號(hào)。 1. 1. 地址地址O O、G G 和和N N 不能引用變量不能引用變量, , 如如O#100, O#100, G#101, N#120 G#101, N#120 為非法引用。為非法引用。 2. 2. 如超過(guò)地址規(guī)定的最大代碼值如超過(guò)地址規(guī)定的最大代碼值, , 則不能使用則不能使用, , 如如#130 = 120 #130 = 120 時(shí)時(shí), M#130 , M#130 超過(guò)了最大代碼值。超過(guò)了最大代碼值。 在加工程序中在加工程序中, , 方括號(hào)方括號(hào)“ ” ” 用于封閉表達(dá)式用于封閉表達(dá)式, , 圓括號(hào)圓括號(hào)“( )” ( )” 用于注釋。用于注釋。 例如：

4、例如：N10G00 X50. 0 Z10. 0; N20G01 X45. 0 F0. 2; N30G01 Z0; N40GOTO 20; 表示執(zhí)行表示執(zhí)行N40 程序段時(shí)，程序無(wú)條件轉(zhuǎn)移到程序段時(shí)，程序無(wú)條件轉(zhuǎn)移到 N20 程序段繼續(xù)運(yùn)行。程序段繼續(xù)運(yùn)行。 （1）GOTO 格式格式 IF 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 GOTO n (n = 順序號(hào)順序號(hào)) （2）THEN 格式格式 IF 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 THEN ； 如果條件表達(dá)式成立，執(zhí)行如果條件表達(dá)式成立，執(zhí)行THEN 后面的語(yǔ)句，只后面的語(yǔ)句，只 能執(zhí)行一條語(yǔ)句。能執(zhí)行一條語(yǔ)句。 條件表達(dá)式必須包括條件運(yùn)算符條件表達(dá)式必須包括條件運(yùn)算符,

5、 , 條件運(yùn)算符兩邊條件運(yùn)算符兩邊 可以是變量、常數(shù)或表達(dá)式可以是變量、常數(shù)或表達(dá)式, , 條件表達(dá)式要用方括號(hào)條件表達(dá)式要用方括號(hào) “ “ ” ” 封閉。封閉。 當(dāng)條件表達(dá)式成立時(shí)，從當(dāng)條件表達(dá)式成立時(shí)，從DOm 的程序段到的程序段到ENDm 的程序段重復(fù)執(zhí)行；如果條件表達(dá)式不成立，則從的程序段重復(fù)執(zhí)行；如果條件表達(dá)式不成立，則從 ENDm 的下一個(gè)程序段執(zhí)行。的下一個(gè)程序段執(zhí)行。 宏程序調(diào)用示意圖宏程序調(diào)用示意圖 通常宏程序主體是由下列形式進(jìn)行一次性調(diào)用，通常宏程序主體是由下列形式進(jìn)行一次性調(diào)用， 也稱為單純調(diào)用。也稱為單純調(diào)用。 G65 P (程序號(hào)程序號(hào)) （1）引數(shù)賦值）引數(shù)賦值 除

6、除G、L、N、O、P 地址符以外都可作為引數(shù)賦值地址符以外都可作為引數(shù)賦值 的地址符，大部分地址符無(wú)順序要求，但對(duì)的地址符，大部分地址符無(wú)順序要求，但對(duì)I、J、K 則必須按字母順序排列，對(duì)沒(méi)使用的地址可省略。則必須按字母順序排列，對(duì)沒(méi)使用的地址可省略。 （2）引數(shù)賦值）引數(shù)賦值 （3）引數(shù)賦值）引數(shù)賦值、的混用的混用 引數(shù)賦值引數(shù)賦值、的混用的混用 其調(diào)用形式為其調(diào)用形式為: G66P （程序號(hào)碼）（程序號(hào)碼）L（循環(huán)次數(shù)）（循環(huán)次數(shù)） ; 在這一調(diào)用狀態(tài)下，當(dāng)程序段中有移動(dòng)指令時(shí)，在這一調(diào)用狀態(tài)下，當(dāng)程序段中有移動(dòng)指令時(shí)， 則先執(zhí)行完這一移動(dòng)指令后，再調(diào)用宏，所以，又則先執(zhí)行完這一移動(dòng)指令后

7、，再調(diào)用宏，所以，又 稱為移動(dòng)調(diào)用指令。稱為移動(dòng)調(diào)用指令。 取消用戶宏程序用取消用戶宏程序用G67 指令。指令。 宏程序編制中，編程坐標(biāo)系是宏程序編制中，編程坐標(biāo)系是Z 、X 軸，所以軸，所以 在應(yīng)用橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程時(shí)，要從在應(yīng)用橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程時(shí)，要從X、Y 軸軸 相應(yīng)轉(zhuǎn)換為編程坐標(biāo)系中的相應(yīng)轉(zhuǎn)換為編程坐標(biāo)系中的Z 、X 軸。軸。 例例1如圖所示，毛坯為如圖所示，毛坯為?30 mm 70 mm 的棒料，的棒料， 材料為材料為45 鋼。鋼。 橢圓加工示例橢圓加工示例1 （1）示例分析）示例分析 用三爪自定心卡盤夾住工件左端，伸出用三爪自定心卡盤夾住工件左端，伸出55 mm， 手動(dòng)車

8、右端面，選擇手動(dòng)車右端面，選擇1 號(hào)號(hào)30外圓車刀加工外輪廓。外圓車刀加工外輪廓。 切削用量的選擇切削用量的選擇: 粗加工主軸轉(zhuǎn)速為粗加工主軸轉(zhuǎn)速為600 r/ min, 進(jìn)給進(jìn)給 速度為速度為150 mm/ min; 精加工主軸轉(zhuǎn)速為精加工主軸轉(zhuǎn)速為800 r/ min, 進(jìn)給速度為進(jìn)給速度為80 mm/ min。 在橢圓坐標(biāo)系中在橢圓坐標(biāo)系中, 其標(biāo)準(zhǔn)方程為其標(biāo)準(zhǔn)方程為 ； 參參 數(shù)方程為數(shù)方程為X =14sin?, Z = 20cos?。從零件圖上可以看。從零件圖上可以看 出出, 橢圓輪廓的起點(diǎn)角度為橢圓輪廓的起點(diǎn)角度為0, 終點(diǎn)角度為終點(diǎn)角度為144, 所所 以適合采用以以適合采用以?

9、 參數(shù)（角度）為初始變量，應(yīng)用參參數(shù)（角度）為初始變量，應(yīng)用參 數(shù)方程來(lái)表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。數(shù)方程來(lái)表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。 （2）程序編制）程序編制 例例2如圖所示，毛坯為如圖所示，毛坯為?30 mm 50 mm 的棒料，的棒料， 材料為材料為45 鋼。鋼。 橢圓加工示例橢圓加工示例2 1）示例分析）示例分析 工藝分析參見(jiàn)示例工藝分析參見(jiàn)示例1。零件上橢圓曲線只有右邊。零件上橢圓曲線只有右邊 一半，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)一半，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)15 mm（Z 軸），短半軸長(zhǎng)軸），短半軸長(zhǎng)10 mm （X 軸）。其橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為軸）。其橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為 , 參數(shù)參數(shù) 方程為方程為X =10sin?、Z =15cos?。 2

10、）程序編制）程序編制 例例3如圖所示，毛坯為如圖所示，毛坯為?30 mm 70 mm 的棒的棒 料，材料為料，材料為45 鋼。鋼。 橢圓加工示例橢圓加工示例3 1）示例分析）示例分析 橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程為 ，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)20 mm （Z 軸），短半軸長(zhǎng)軸），短半軸長(zhǎng)10 mm （X 軸）。計(jì)算橢圓起軸）。計(jì)算橢圓起 點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo): 從圖中可得從圖中可得Z = 14，即，即 ，X =10 （由橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程得到（由橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程得到 ）。橢圓終點(diǎn)）。橢圓終點(diǎn) 坐標(biāo)坐標(biāo): Z = - 14，X =10 ，Z 值變化值變化 范圍是范圍是-14 14。 2）程序編制）程序編制 橢圓宏程序編程

11、都要注意以下幾點(diǎn)橢圓宏程序編程都要注意以下幾點(diǎn): : 根據(jù)零件圖中橢圓輪廓的形狀和位置根據(jù)零件圖中橢圓輪廓的形狀和位置, , 選取合適的選取合適的 初始變量、角度或初始變量、角度或Z ( X) Z ( X) 坐標(biāo)。坐標(biāo)。 正確表達(dá)橢圓曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)零件圖上的正確表達(dá)橢圓曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)零件圖上的 尺寸標(biāo)注尺寸標(biāo)注, , 選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。 找出找出( (有時(shí)需計(jì)算出有時(shí)需計(jì)算出) ) 橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的坐橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)標(biāo), , 正確表達(dá)橢圓上的點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。正確表達(dá)橢圓上的點(diǎn)在編程坐標(biāo)系

12、中的坐標(biāo)。 加工圖所示零件，毛坯為加工圖所示零件，毛坯為?50 mm 65 mm 的的 45 鋼，試采用鋼，試采用B 類宏程序編寫橢圓和雙曲線的加類宏程序編寫橢圓和雙曲線的加 工程序。工程序。 橢圓與雙曲線零件橢圓與雙曲線零件 如圖所示，毛坯直徑為如圖所示，毛坯直徑為?50 mm，總長(zhǎng)為，總長(zhǎng)為102 mm， 材料為棒料，材料為棒料，45 鋼。鋼。 拋物線零件圖拋物線零件圖 粗加工刀具路徑如圖所示。此方法避免了粗加工刀具路徑如圖所示。此方法避免了G73 指令指令 產(chǎn)生的產(chǎn)生的“空切空切” 現(xiàn)象，提高了生產(chǎn)效率，有一定的特現(xiàn)象，提高了生產(chǎn)效率，有一定的特 色（加工左端的程序省略）。色（加工左端的

13、程序省略）。 粗加工拋物面部分刀具路徑粗加工拋物面部分刀具路徑 加工如圖所示的繞線筒零件。加工如圖所示的繞線筒零件。 繞線筒零件繞線筒零件 如圖所示橢圓零件圖，編制該零件的加工程序并進(jìn)如圖所示橢圓零件圖，編制該零件的加工程序并進(jìn) 行練習(xí)加工。毛坯采用行練習(xí)加工。毛坯采用?45 mm 100 mm 棒料，材料棒料，材料 為為45 鋼。鋼。 實(shí)訓(xùn)零件圖實(shí)訓(xùn)零件圖 （1）加工工藝分析）加工工藝分析 1）編程原點(diǎn)的確定。）編程原點(diǎn)的確定。 2）制定加工路線。加工端面）制定加工路線。加工端面粗車橢圓表面至粗車橢圓表面至? 26 mm宏程序循環(huán)車削橢圓及外圓至宏程序循環(huán)車削橢圓及外圓至?15. 88 mm

14、。 （2）工件的定位、裝夾）工件的定位、裝夾 裝夾示意圖裝夾示意圖 （1）數(shù)控加工工藝卡）數(shù)控加工工藝卡 （2）切削用量及刀具選擇）切削用量及刀具選擇 將編寫的程序校驗(yàn)無(wú)誤后，輸入車床數(shù)控系將編寫的程序校驗(yàn)無(wú)誤后，輸入車床數(shù)控系 統(tǒng)，對(duì)刀設(shè)置刀具偏置參數(shù)，加工出合格的零件。統(tǒng)，對(duì)刀設(shè)置刀具偏置參數(shù)，加工出合格的零件。 橢圓插補(bǔ)指令橢圓插補(bǔ)指令 a) 順時(shí)針橢圓插補(bǔ)指令順時(shí)針橢圓插補(bǔ)指令G6. 2 b) 逆時(shí)針橢圓插補(bǔ)指令逆時(shí)針橢圓插補(bǔ)指令G6. 3 G6. 2/ G6. 3 X (U)_ Z (W)_ A_ B_ Q_ ; 式中，式中，X、Z 為橢圓終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值；為橢圓終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值；

15、U、W 為橢圓終點(diǎn)相對(duì)橢圓起點(diǎn)的坐標(biāo)增量；為橢圓終點(diǎn)相對(duì)橢圓起點(diǎn)的坐標(biāo)增量； A 為橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)（無(wú)符號(hào)）；為橢圓長(zhǎng)半軸長(zhǎng)（無(wú)符號(hào)）； B 為橢圓短半軸長(zhǎng)（無(wú)符號(hào)）；為橢圓短半軸長(zhǎng)（無(wú)符號(hào)）； Q 為橢圓的長(zhǎng)軸與坐標(biāo)系的為橢圓的長(zhǎng)軸與坐標(biāo)系的Z 軸的夾角（單位為軸的夾角（單位為 0. 001, 無(wú)符號(hào)）。無(wú)符號(hào)）。 Q 值的確定值的確定 a) 前置刀架前置刀架b) 后置刀架后置刀架 在使用橢圓插補(bǔ)指令時(shí)，需要判斷刀具是沿順時(shí)在使用橢圓插補(bǔ)指令時(shí)，需要判斷刀具是沿順時(shí) 針還是逆時(shí)針?lè)较蚣庸ち慵?。判別方法是針還是逆時(shí)針?lè)较蚣庸ち慵?。判別方法是: 處在橢圓處在橢圓 所在平面（數(shù)控車床為所在平面（數(shù)控

16、車床為XZ 平面）的另一個(gè)軸（數(shù)平面）的另一個(gè)軸（數(shù) 控車床為控車床為Y 軸）的正方向看該橢圓，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檩S）的正方向看該橢圓，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)?G6. 2，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚6. 3。 （1）A、B 是非模態(tài)參數(shù)，如果不輸入默認(rèn)為是非模態(tài)參數(shù)，如果不輸入默認(rèn)為0， 當(dāng)當(dāng)A = 0 或或B = 0 時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警；當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警；當(dāng)A = B 的時(shí)候的時(shí)候 作為圓弧作為圓弧(G02/ G03) 加工。加工。 （2）Q 值是非模態(tài)參數(shù)，每次使用都必須指定，值是非模態(tài)參數(shù)，每次使用都必須指定， 省略時(shí)默認(rèn)為省略時(shí)默認(rèn)為0, 長(zhǎng)軸與長(zhǎng)軸與Z 軸平行或重合。軸平行或重合。 （3）Q 的單

17、位為的單位為0. 001, 若與若與Z 軸的夾角為軸的夾角為180, 程序中需輸入程序中需輸入Q180000，如果輸入的為，如果輸入的為Q180 或或Q180. 0， 均認(rèn)為是均認(rèn)為是0. 18。 （4）編程的起點(diǎn)與終點(diǎn)間的距離大于長(zhǎng)軸長(zhǎng)，系）編程的起點(diǎn)與終點(diǎn)間的距離大于長(zhǎng)軸長(zhǎng)，系 統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。 （5）地址）地址X (U)、Z (W) 可省略一個(gè)或全部；當(dāng)省可省略一個(gè)或全部；當(dāng)省 略一個(gè)時(shí)，表示省略的該軸的起點(diǎn)和終點(diǎn)一致；全部略一個(gè)時(shí)，表示省略的該軸的起點(diǎn)和終點(diǎn)一致；全部 省略表示終點(diǎn)和始點(diǎn)是同一位置，將不作處理。省略表示終點(diǎn)和始點(diǎn)是同一位置，將不作處理。 （6）橢圓只加工小于

18、）橢圓只加工小于180 (包含包含180) 的橢圓。的橢圓。 （7）G6. 2、G6. 3 指令可用于復(fù)合循環(huán)指令指令可用于復(fù)合循環(huán)指令 G70 G73 中，注意事項(xiàng)同中，注意事項(xiàng)同G02、G03 指令。指令。 （8）G6. 2、G6. 3 指令可用于指令可用于C 刀補(bǔ)中，注意刀補(bǔ)中，注意 事項(xiàng)同事項(xiàng)同G02、G03 指令。指令。 （1）如圖所示，加工橢圓程序如下）如圖所示，加工橢圓程序如下: G6. 2 X63. 82 Z -50. 0 A48 B25 Q0; 或或G6. 2 U20. 68 W -50. 0 A48 B25; 示例示例1 （2）如圖所示，加工橢圓程序如下）如圖所示，加工橢圓

19、程序如下: G6. 2 X63. 82 Z -50. 0 A48 B25 Q60000； 或或G6. 2 U20. 68 W -50. 0 A48 B25 Q60000； 示例示例2 拋物線插補(bǔ)指令拋物線插補(bǔ)指令 a) 順時(shí)針拋物線插補(bǔ)指令順時(shí)針拋物線插補(bǔ)指令G7. 2b) 逆時(shí)針拋物線插補(bǔ)指令逆時(shí)針拋物線插補(bǔ)指令G7. 3 G7. 2/ G7. 3X (U) _ Z (W) _ P _ Q_ ; 式中，式中，X、Z 為拋物線終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值為拋物線終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值; U、W 為拋物線終點(diǎn)相對(duì)拋物線起點(diǎn)的坐標(biāo)增量為拋物線終點(diǎn)相對(duì)拋物線起點(diǎn)的坐標(biāo)增量; P 為拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程為拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程Y2 =2PX 中的中的P 值（單位值（