基于FANUC系统椭圆类轮廓宏程序的格式化编程研究

马有昂+邹宁

摘要： 本文针对非圆曲线椭圆的加工，介绍了采用B类宏程序进行手工编程来实现椭圆的加工，并将这种编程方法格式化、规范化、简易化，使初学者能够快速地学习和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

关键词： 椭圆；宏程序；G73固定形状粗车循环指令；编程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由数学几何中的椭圆转换成数控机床坐标系中的椭圆，由正椭圆推及到斜椭圆，由中心距等于0的椭圆推及到中心距不等于0的椭圆的编程思想，对不同变化的椭圆进行编程分析，总结出椭圆的格式化编程。

2 常用宏程序运算指令

2.1 赋值运算

赋值 #i=#j

加 #i=#j+#k 减 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [条件表达式] GOTO n

如果[条件表达式]成立，则程序转向执行程序号为n的程序段，反之则继续执行下一段程序。

3 数控机床上正椭圆标准公式的换算

3.1 正椭圆的几何标准公式：（设a为长轴，b为短轴），如图1。

■

3.2 正椭圆在机床坐标系中的公式：（设a为长轴，b为短轴）如图2。

■

3.3 正椭圆公式的换算步骤即用Z表示X，如下：（设a为长轴，b为短轴）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可换算成X=a*■

3.4 正椭圆编程格式化

①用X轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=X值变化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1+0.1 （表示每次递增量0.1mm，每次递增量依具体加工情况而定）

IF[#1LE椭圆加工X轴的值] GOTO 30

N20....

②用Z轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=椭圆起点距椭圆原点之间的距离

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1-0.1 （表示每次递减0.1mm，每次递减量依具体情况而定）

IF[#1GE椭圆圆心距椭圆加工终点的距离] GOTO 30

N20....

4 几种典型的正椭圆的详细解说

4.1 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距等于0的卧式1/2椭圆为例，如图3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距不等于0即卧浮式1/4凸椭圆为例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以机床坐标系中的X为长轴，Z为短轴，中心距不等于零的立浮式1/4凸椭圆为例。

格式化编程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事项

①椭圆宏程序是以椭圆圆心为宏程序的编程原点，把整个工件的编程原点进行偏置后与椭圆圆心建立起的坐标系。所以在加工过程中，椭圆的切削点坐标会发生变化，有正负值之分。②宏程序可穿插在粗车循环（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的椭圆。宏程序的开头和结尾不能有粗车循环的循环号，如N20。③在运用G73指令仿形加工时，注意刀具角度，避免过切。

参考文献：

[1]雷保珍主编.数控加工工艺与编程[M].中国林业出版社.

[2]韩鸿鸾主编.数控车工（技师·高级技师）[M].北京.机械工业出版社.

[3]胡翔云.宏程序在数控编程中的应用综述[J].机床与液压， 2013（22）.endprint

摘要： 本文针对非圆曲线椭圆的加工，介绍了采用B类宏程序进行手工编程来实现椭圆的加工，并将这种编程方法格式化、规范化、简易化，使初学者能够快速地学习和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

关键词： 椭圆；宏程序；G73固定形状粗车循环指令；编程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由数学几何中的椭圆转换成数控机床坐标系中的椭圆，由正椭圆推及到斜椭圆，由中心距等于0的椭圆推及到中心距不等于0的椭圆的编程思想，对不同变化的椭圆进行编程分析，总结出椭圆的格式化编程。

2 常用宏程序运算指令

2.1 赋值运算

赋值 #i=#j

加 #i=#j+#k 减 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [条件表达式] GOTO n

如果[条件表达式]成立，则程序转向执行程序号为n的程序段，反之则继续执行下一段程序。

3 数控机床上正椭圆标准公式的换算

3.1 正椭圆的几何标准公式：（设a为长轴，b为短轴），如图1。

■

3.2 正椭圆在机床坐标系中的公式：（设a为长轴，b为短轴）如图2。

■

3.3 正椭圆公式的换算步骤即用Z表示X，如下：（设a为长轴，b为短轴）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可换算成X=a*■

3.4 正椭圆编程格式化

①用X轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=X值变化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1+0.1 （表示每次递增量0.1mm，每次递增量依具体加工情况而定）

IF[#1LE椭圆加工X轴的值] GOTO 30

N20....

②用Z轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=椭圆起点距椭圆原点之间的距离

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1-0.1 （表示每次递减0.1mm，每次递减量依具体情况而定）

IF[#1GE椭圆圆心距椭圆加工终点的距离] GOTO 30

N20....

4 几种典型的正椭圆的详细解说

4.1 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距等于0的卧式1/2椭圆为例，如图3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距不等于0即卧浮式1/4凸椭圆为例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以机床坐标系中的X为长轴，Z为短轴，中心距不等于零的立浮式1/4凸椭圆为例。

格式化编程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事项

①椭圆宏程序是以椭圆圆心为宏程序的编程原点，把整个工件的编程原点进行偏置后与椭圆圆心建立起的坐标系。所以在加工过程中，椭圆的切削点坐标会发生变化，有正负值之分。②宏程序可穿插在粗车循环（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的椭圆。宏程序的开头和结尾不能有粗车循环的循环号，如N20。③在运用G73指令仿形加工时，注意刀具角度，避免过切。

参考文献：

[1]雷保珍主编.数控加工工艺与编程[M].中国林业出版社.

[2]韩鸿鸾主编.数控车工（技师·高级技师）[M].北京.机械工业出版社.

[3]胡翔云.宏程序在数控编程中的应用综述[J].机床与液压， 2013（22）.endprint

摘要： 本文针对非圆曲线椭圆的加工，介绍了采用B类宏程序进行手工编程来实现椭圆的加工，并将这种编程方法格式化、规范化、简易化，使初学者能够快速地学习和使用。

Abstract： This article， in view of machining of the non-circular curve ellipse， introduces the way of using class B macro program for manual programming to realize the ellipse machining， and achieves the formatting， standardization and facilitation of the programming method， which can help beginners learn and use it quickly.

关键词： 椭圆；宏程序；G73固定形状粗车循环指令；编程格式化

Key words： ellipse；macro program；G73 fixed shape roughing cycle instructions；programming formatting

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0068-02

1 加工思路

本文由数学几何中的椭圆转换成数控机床坐标系中的椭圆，由正椭圆推及到斜椭圆，由中心距等于0的椭圆推及到中心距不等于0的椭圆的编程思想，对不同变化的椭圆进行编程分析，总结出椭圆的格式化编程。

2 常用宏程序运算指令

2.1 赋值运算

赋值 #i=#j

加 #i=#j+#k 减 #i=#j-#k

乘 #i=#j*#k 除 #i=#j/#k

平方根 #i=SQRT[#j] 正弦 #i=SIN[#j]

余弦 #i=CON[#j]

大于 #iGT#j 小于 #iLT#j

大于等于 #iGE#j 小于等于 #iLE#j

2.2 控制指令

IF [条件表达式] GOTO n

如果[条件表达式]成立，则程序转向执行程序号为n的程序段，反之则继续执行下一段程序。

3 数控机床上正椭圆标准公式的换算

3.1 正椭圆的几何标准公式：（设a为长轴，b为短轴），如图1。

■

3.2 正椭圆在机床坐标系中的公式：（设a为长轴，b为短轴）如图2。

■

3.3 正椭圆公式的换算步骤即用Z表示X，如下：（设a为长轴，b为短轴）

■+■=1

■=1-■

X*X=b*b*（1-■）

X=b*■

同理可得■+■=1可换算成X=a*■

3.4 正椭圆编程格式化

①用X轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=X值变化量

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a；

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1+0.1 （表示每次递增量0.1mm，每次递增量依具体加工情况而定）

IF[#1LE椭圆加工X轴的值] GOTO 30

N20....

②用Z轴为自变量编程。

G73U4R1

G73P10Q20U0.5W0；（指令参数据实际加工情况而定）

N10...

#1=椭圆起点距椭圆原点之间的距离

N30#2=SQRT[1-#1*#1/[b*b]]*a

G01X[椭圆圆心直径±2*#2] Z[#1-程序起点距椭圆原点的距离]

#1=#1-0.1 （表示每次递减0.1mm，每次递减量依具体情况而定）

IF[#1GE椭圆圆心距椭圆加工终点的距离] GOTO 30

N20....

4 几种典型的正椭圆的详细解说

4.1 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距等于0的卧式1/2椭圆为例，如图3，4。

■

格式化程序：

#1= 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.2 以机床坐标系中的Z为长轴，X为短轴，中心距不等于0即卧浮式1/4凸椭圆为例。格式化程序：

#1 = 40；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/1600]*15；

G01 X[2*#2+10] Z[#1-40]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

4.3 以机床坐标系中的X为长轴，Z为短轴，中心距不等于零的立浮式1/4凸椭圆为例。

格式化编程：

#1 = 10；

N30 #2 = SQRT[1-#1*#1/100]*20；

G01 X[2*#2+5] Z[#1-10]；

#1 = #1-0.1；

IF [#1 GE 0] GOTO 30；

G01 ......；

5 注意事项

①椭圆宏程序是以椭圆圆心为宏程序的编程原点，把整个工件的编程原点进行偏置后与椭圆圆心建立起的坐标系。所以在加工过程中，椭圆的切削点坐标会发生变化，有正负值之分。②宏程序可穿插在粗车循环（G71，G73都可以）里，但一般多用G73，G71一般加工小于四分之一的椭圆。宏程序的开头和结尾不能有粗车循环的循环号，如N20。③在运用G73指令仿形加工时，注意刀具角度，避免过切。

参考文献：

[1]雷保珍主编.数控加工工艺与编程[M].中国林业出版社.

[2]韩鸿鸾主编.数控车工（技师·高级技师）[M].北京.机械工业出版社.

[3]胡翔云.宏程序在数控编程中的应用综述[J].机床与液压， 2013（22）.endprint