朱雪華

摘 要：本文針對(duì)GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)中的A類宏指令，以橢圓為例，介紹了A類宏指令的編程技巧。粗加工按橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行宏程序編寫(xiě)，精加工則以橢圓參數(shù)方程進(jìn)行宏程序編寫(xiě)。

關(guān)鍵詞：GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)；宏程序；A類宏指令

一、前言

GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)中的宏指令屬A類宏指令，以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx格式輸入。由于A類宏程序的編寫(xiě)相對(duì)復(fù)雜，多數(shù)參考書(shū)中均沒(méi)有介紹，即使數(shù)控系統(tǒng)廠方的說(shuō)明書(shū)也沒(méi)有提及其具體的使用方法。本文以橢圓為例，按橢圓參數(shù)方程進(jìn)行橢圓宏程序的編寫(xiě)（前置刀架），以介紹GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)A類宏指令的編程技巧。

二、橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程與參數(shù)方程

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圖1 平面直角坐標(biāo)系橢圓 圖2 機(jī)床坐標(biāo)系橢圓

在平面直角坐標(biāo)系中，橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種，均取決于焦點(diǎn)所在的坐標(biāo)軸，圖1-a中橢圓焦點(diǎn)在X軸上，標(biāo)準(zhǔn)方程為■+■（a>b>0），參數(shù)方程為x=acosφy=bsinφ；圖1-b中橢圓焦點(diǎn)在Y軸上，標(biāo)準(zhǔn)方程為■+■=1（a>b>0），參數(shù)方程為x=bcosφy=asinφ。對(duì)應(yīng)機(jī)床坐標(biāo)系，將橢圓方程進(jìn)行改寫(xiě)以方便在宏程序中使用。如圖2-a中橢圓長(zhǎng)軸在Z軸上，標(biāo)準(zhǔn)方程為■+■=1，參數(shù)方程為z=acosφx=bsinφ；圖2-b中橢圓長(zhǎng)軸在X軸上，標(biāo)準(zhǔn)方程為■+■，參數(shù)方程為z=bcosφx=asinφ。

三、數(shù)控加工中橢圓輪廓曲線位置特性分析

橢圓輪廓的數(shù)控車加工，歸納起來(lái)，有以下四種情況，如圖3所示。

（a） （b）

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（c） （d）

圖3 橢圓輪廓曲線的位置特性

圖3-a中橢圓長(zhǎng)軸位于Z軸上，橢圓中心與程序原點(diǎn)重合；圖3-b中橢圓長(zhǎng)軸位于X軸上，橢圓中心與程序原點(diǎn)重合；圖3-c中橢圓長(zhǎng)軸位于X軸上，橢圓中心與X、Z軸具有一定偏移量；圖3-d中橢圓長(zhǎng)軸位于Z軸上，橢圓中心與X、Z軸具有一定偏移量。認(rèn)識(shí)此四種典型宏指令編程方法，便能熟悉GSK980TD系統(tǒng)宏指令的運(yùn)用規(guī)律，從而掌握參數(shù)式宏指令編程的技巧，進(jìn)而能靈活使用宏程序?qū)佄锞€、雙曲線等非圓曲線進(jìn)行手工編程。雖然不同的橢圓位置和坐標(biāo)偏移量，致使輪廓加工起點(diǎn)也各不相同，但其宏程序的編寫(xiě)原理卻是一樣的，應(yīng)仔細(xì)考慮偏移量與起止點(diǎn)位置。

四、橢圓輪廓曲線的宏程序編寫(xiě)

1.粗加工程序段的宏程序編寫(xiě)

在粗車循環(huán)程序中，采用標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行編程，用X、Z距離增量修調(diào)方式進(jìn)行循環(huán)切削。將圖3-a方程化簡(jiǎn)：400Z2+900×2=360000→Z2=900-2.25X2，將上式兩邊同時(shí)放大10000倍：（100Z）2=9000000-22500X2

因宏程序的變量單位為0.001mm，因此100Z需要放大10倍才符合宏程序的Z向坐標(biāo)值的運(yùn)算。在粗加程序段中，#202、#203、#204、#205均為過(guò)渡變量，用于標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算Z向值；同理，X向坐標(biāo)值也需擴(kuò)大10000倍方能滿足符合宏程序的運(yùn)算。

2.精加工程序段的宏程序編寫(xiě)

在精車程序段中，為保證加工表面精度，必須按橢圓輪廓進(jìn)行切削加工，精加工程序應(yīng)采用參數(shù)方程進(jìn)行編程。通過(guò)計(jì)算橢圓離心角，利用X、Z向正（余）弦參數(shù)值進(jìn)行修調(diào)。

參數(shù)方程中離心角φ范圍0°～90°，從0°開(kāi)始運(yùn)算，每次增量1°，當(dāng)執(zhí)行至90°，精加工完成。

當(dāng)橢圓位置和起止角度不同時(shí)，必須根據(jù)圖形實(shí)際計(jì)算，特別需要注意的是，橢圓離心角φ（如圖4所示）的幾何意義是∠AOX，而不是∠BOX。

除特殊的0°、90°、180°、270°、360°以外，橢圓離心角應(yīng)通過(guò)計(jì)算取得，如圖5所示，橢圓離心角不是63°，而是φ=arc{cos[（25-19）/10]}=53.1°。

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3.程序仿真加工效果圖

根據(jù)圖3-a中的橢圓輪廓，以參數(shù)方程進(jìn)行仿真和實(shí)際加工，效果良好（如圖6）。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉耀林，賈濤.橢圓宏程序編制方法與應(yīng)用研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2009（7）.

[2]趙太平.數(shù)控車削編程與加工技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.