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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410648969.X (22)申请日 2014.11.17 G05B 19/4097(2006.01) (71)申请人 陈冲锋 地址 241200 安徽省芜湖市繁昌县迎春西路 900 号繁昌县职教中心 (72)发明人 陈冲锋 陈孝和 卫紫娟 (54) 发明名称 一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应 用方法 (57) 摘要 本发明公开了一种典型零件宏程序编制 在数控车床中的应用方法。先是椭圆标准方 程转换为车床方程， 在进行宏程序编制， A 为 椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值， B 为椭圆 中心相对于椭圆终点的坐标值代入方程 #2。
2、 2*b*SQRTb*b-#1*#1/b， G01 XCzD， #1 #1-/+a 即可完成步骤。本发明的有益效果是针对 各种椭圆轮廓曲线的典型零件案例总结出的一种 工艺编程制定的有关步骤， 对课程教学过程中具 有一定的指导意义。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104483903 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104483903 A 1/1 页 2 1.一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法， 其特征在于， 按照以下步骤进 行 ： 步骤 1、 进行椭。
3、圆标准方程转换 ： 椭圆标准方程为转换为车床方程为 步骤 2、 #1 A， #1 为 Z 方向赋值， A 为椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值 ； 步骤 3 ： WHILE#1GE/LE B， B 为椭圆中心相对于椭圆终点的坐标值 ； 步骤 4 ： 代入方程 #2 2*b*SQRTb*b-#1*#1/b， #2 为 X 方向赋值 ； 步骤 5 ： G01XCzD ； C ： (1) 当为凸的椭圆时， C #2+E， E 为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值 ； (2) 当为凹的椭圆时 c E-#2， E 为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值 ； (3) 当椭圆的中心点与工件中心线在同一直线。
4、上的时候 C #2 ； D ： 为椭圆的中心点相对于工件坐标系 Z 零点之间长度方向的数值 +#1 ； 步骤 6 ： #1 #1-/+a ； 步骤 7 ： ENDW。 权 利 要 求 书 CN 104483903 A 2 1/5 页 3 一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法 技术领域 0001 本发明属于数控车床技术领域， 涉及一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应 用方法。 背景技术 0002 现代职业教育具有其自身的发展规律和特点， 无论是高等职业教育体系还是中等 职业教育体系， 职业教育的重要特征是工学结合， 这点已经逐步被职业教育、 企业及社会认 同。从职业教育在数控加工技术类。
5、技能型、 应用性人才的培养， 近几年来国家、 省级和地方 等级别的数控类职业技能竞赛的开展以及现代制造企业实际生产情况等方面来看， 职业教 育课程改革势在必行， 探索一条符合职业教育规律和企业实践工作过程相结合的途径， 改 革与开发基于工作过程为导向的课程不仅体现 “工学结合” 的特色且切合实际。文中在 基 于工作过程的课程开发 项目的基础上， 在回转体类 零件加工工艺制定与实施方面对非圆曲线轮廓零件在数控车床上的加工部分内容进行探 讨。 0003 数控车床职业技能操作工种是当前最为流行和广泛的职业技能工种， 目前五个级 别的工种在一些省市都基本具备。数控车床操作也是从事其他数控设备操作的基础。
6、， 而数 控车床加工的主要对象是回转体类零件， 从近几年的各类数控车床操作技能大赛赛题来 看， 尤其是国家举办的三届全国数控技能大赛的赛题， 其试题从 2004 年第一届的椭圆轮廓 配合件加工到 2008 年第三届的正余弦曲线轮廓配合件加工， 可见非圆曲线轮廓的加工是 数控车床操作的重点内容 ； 从企业方面来看， 运用数控车床对零件加工， 在手工编程方面主 要侧重于宏程序的编制， 一方面， 宏程序短小精干， 比 CAD/CAM 软件自动编程程序简单且易 于修改， 所占数控系统内存空间小 ； 另一方面， 对于工艺编程人员来说， 编制宏程序能清楚 并正确地剖析工艺的轨迹路线， 把握刀具运行的正确性。
7、， 是衡量一位数控车工艺编程人员 的重要指标。 0004 在数控车削中常常遇到加工椭圆、 抛物线、 双曲线、 正余弦等非圆轮廓曲线零件。 数控车床宏程序 ( 又称用户宏程序 ) 的引入为我们提供了更丰富的编程功能。用户是使用 宏程序变量进行算术运算、 逻辑运算和函数的混合运算， 以及宏程序所提供的循环语句、 分 支语句和子程序调用语句来进行工艺分析编程的。为此， 从分析不同非圆轮廓曲线零件来 说， 这类零件的加工工艺 ( 主要是刀具运动轨迹 ) 原理是相同的， 在课程建设中， 构建以椭 圆轮廓为主的回转体典型零件， 具有工艺特征代表性。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种典型零件宏程。
8、序编制在数控车床中的应用方法。 0006 首先是椭圆标准方程转换 ：宏程 序编制步骤 ： 说 明 书 CN 104483903 A 3 2/5 页 4 0007 第一步 ： #1 A #1 为 Z 方向赋值， A 为椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值 ( 在编 程坐标系中起点在椭圆中心之前的为正值， 反之为负值 )。 0008 第二步 ： WHILE#1GE/LE B B为椭圆中心相对于椭圆终点的坐标值(正负值同上)。 0009 第三步 ： 代入方程 #2 2*b*SQRTb*b-#1*#1/b #2 为 X 方向赋值。 0010 第四步 ： G01XCzD。 0011 C ： (1) 当为凸的椭。
9、圆时 ( 椭圆中心点与零件中心线不重合 )C #2+E， E 为椭圆的 中心点在工件坐标系直径方向的数值。 0012 (2) 当为凹的椭圆时 c E-#2， E 为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值。 0013 (3) 当椭圆的中心点与工件中心线在同一直线上的时候 C #2。 0014 D ： 为椭圆的中心点相对于工件坐标系 Z 零点之间长度方向的数值 +#1。 0015 第五步 ： #1 #1-/+a(a 根据零件表明光洁度要求确定 ) 0016 第六步 ： ENDW。 0017 本发明的有益效果是针对各种椭圆轮廓曲线的典型零件案例总结出的一种工艺 编程制定的有关步骤， 对课程教学过程中。
10、具有一定的指导意义。 附图说明 0018 图 1 是本发明典型零件 1 的示意图 ； 0019 图 2 是本发明典型零件 2 的示意图 ； 0020 图 3 是本发明典型零件 3 的示意图 ； 0021 图 4 是本发明典型零件 4 的示意图。 具体实施方式 0022 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。 0023 本发明是基于工作过程的课程开发是现代职业教育改革与发展的趋势 ； 结合数控 加工技术类课程项目的改革， 在非圆曲线轮廓的回转体类零件加工中， 以典型椭圆轮廓零 件为案例， 编制宏程序应用在数控车床中， 这对职业院校课程改革和企业实际工作相结合 具有一定的借鉴作用。 0024 。
11、以华中数控车 HNC-21/22T 系统来说明宏程序的具体应用。 0025 以椭圆为例， 椭圆的一个方程式是这样的 ：它在数控加工中不能直 接把该方程代入进去， 需进行一些变换 ： 0026 赋值语句 ： 0027 椭圆的方程式必须先变换成 X ？或 Y ？的形式， 假若 A 50， B 20， 则可以写成用 #10 表示 X， 用 #11 表示 Y， 那么它就写成了 这样的形式 ： 0028 #10 SQRT50*50*20*20-50*50*#11*#11/20*20， 在数控中它是一个赋值 语句， 就是把后面的值送给宏变量 #10。 说 明 书 CN 104483903 A 4 3/5 。
12、页 5 0029 又如， #3 100.0， 含义是把 100.0 送入宏变量 #3。 0030 #3 #3+1， 由于数控中它是赋值语句， 是可以这样写的， 不能把它看成数学等式， 含义是把 #3 变量中的值 +1 后送入到 #3 中， 如 #3 中原来是 100.0， 则经过 #3 #3+1 程序 后， #3 中的值就变成了 101.0。这类语句在宏程序中很常见。值得注意的是赋值号两边的 内容不能随意互换， 左边的只能是变量， 右边的只能是常数或表达式， 而且一个赋值语句只 能给一个变量赋值。 0031 表达式 ： 用运算符链拉起来的常数， 宏变量构成表达式， 如下所示 ： 0032 SQ。
13、RT50*50*20*20-50*50*#11*#11/20*20， #3+1， 表达式是没有 “” 号的。 0033 宏程序中常用这三类语句 ： 0034 格式 1 ： 无条件转移语句 GOTO N(N 为顺序号， 范围 1 9999)， 0035 含义 ： 执行无条件跳转至第 N 句， 使用的较少。 0036 格式 2 ： 条件判别语句 0037 IF 条件表达式 0038 。 。 。 0039 ENDIF 0040 含义 ： 先判断， 条件满足则往下执行， 否则执行 ENDIF 后的语句。 0041 格式 3 ： 循环语句 0042 WHILE 条件表达式 0043 。 。 。( 循环体。
14、 ) 0044 ENDW 0045 含义 ： 在WHILE后指定一个条件表达式， 当条件满足时， 执行WHILE后面到ENDW前 面的程序， 然后返回到WHILE重新判断条件， 直到条件不满足后才执行ENDW后面的程序。 注 意 ： 在不同的机床， 上述语句的格式和含义稍有不同， 在实际编程中要根据所使用的机床进 行变化。上面的语句是华中数控 HNC-21/22T 所使用的语句。 0046 下面列举具体实施例对本发明进行说明 ： 0047 实施例 1 ： 图 1- 图 4 为典型零件 1-4 的示意图， 根据图 1 的典型零件 1， 程序以华 中世纪星 HNC21/22T 系统的格式编写程序计。
15、算说明 ： 0048 由椭圆方程 ：得出， 并且 X 为半径值。 0049 椭圆中心在如图编程坐标系中的点 (0， -20)( 编程原点在椭圆右顶点处 )。 0050 加工程序如下 ： 0051 O0001 0052 0001 0053 T0101 0054 M03S600 0055 G0 X62 Z2 ； 0056 G71 U2R0.5 P1 Q2X0.5Z0F120 0057 G00X100 0058 Z100 说 明 书 CN 104483903 A 5 4/5 页 6 0059 T0202 0060 M03S1500 0061 G00X62Z2 0062 N1G00X0 0063 G0。
16、1Z0F80 0064 #1 20(Z 方向长度变量 #1 的初始值 ) 0065 WHILE#1GT0( 条件判断， 当变量 #1 大于 0 时， 接着执行下一段程序段， 否则从 ENDW 程序段开始执行 ) 0066 #2 2*15*SQRT20*20-#1*#1/20( 根据椭圆方程的数学处理为变量 #2 赋值 ) 0067 G01X#2Z#1-20( 直线插补运动， 目的坐标由变量决定 ) 0068 #1 #1-0.2( 为长度变量 #1 赋值， 每次使之减小 0.2， 若零件轮廓精度要求很高 时， 可发生相应变化 ) 0069 ENDW( 条件判断结束， 该结束语与 WHILE 语句。
17、成对使用 ) 0070 G01X36 0071 X40W-2 0072 Z-35 0073 #1 0( 长度方向的变量 #1 的初始值 ) 0074 #2 0( 角度方向的变量 #2 的初始值 ) 0075 WHILE#1GT-40( 条件判断， 当变量 #1 大于 -40 时， 接着执行下一段程序段， 否则 从 ENDW 程序段开始执行。注 ： 如此处为负值一定要加括号。) 0076 #4 8*COS#2( 余弦曲线方程， 数值可根据具体数值相应变化。) 0077 #2 #2+PI/40( 为角度变量 #2 赋值， 每次变化一度， 此数值与长度方向数值同时 发生变化。) 0078 G01X2。
18、*#4Z#1-35( 直线插补运动， 目的坐标由变量决定 ) 0079 #1 #1-0.2( 为长度变量 #1 赋值， 每次使之减小 0.2， 若零件轮廓精度要求很高 时， 可发生相应变化 ) 0080 ENDW( 条件判断结束， 该结束语与 WHILE 语句成对使用 ) 0081 G01X46 0082 G03X50W-2R2 0083 G01Z-80 0084 N2X65 0085 G00X100 0086 Z100 0087 M30 0088 注 ： 此方法是采用偏置坐标系的方法， 就是在编非圆曲线的时候假想编程坐标系 在非圆曲线的中心或者起点进行编程， 然后在直线插补里面再把坐标系偏置回来。该种方 法在实际教学过程中指导教师应当予以讲解。 0089 以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已， 并非对本发明作任何形式上的限 制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改， 等同变化与修饰， 均 说 明 书 CN 104483903 A 6 5/5 页 7 属于本发明技术方案的范围内。 说 明 书 CN 104483903 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104483903 A 8 2/2 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 104483903 A 9 。