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你好 先教你椭圆的宏程序
一、公式曲线宏程序编程模板的原理和使用步骤
1、如何选定自变量
1）公式曲线中的X和Z坐标任意一个都可以被定义为自变量，
2）一般选择变化范围大的一个作为自变量，如图1，椭圆曲线从起点S到终点T，Z坐标变化量为16，X坐标变化量从图中可以看出比Z坐标要小得多，所以将Z坐标选定为自变量比较适当。实际加工中我们通常将Z坐标选定为自变量。
3）根据表达式方便情况来确定X或Z作为自变量，如图3，公式曲线表达式为Z=0.005X3，将X坐标定义为自变量比较适当。如果将Z坐标定义为自变量，则因变量X的表达式为 ，其中含有三次开方函数在宏程序中不方便表达。
4）为了表达方便，在这里将和X坐标相关的变量设为#1、#11、#12等，将和Z坐标相关的变量设为#2、#21、#22等。实际中变量的定义完全可根据个人习惯进行定义。
2、如何确定自变量的起止点的坐标值
该坐标值是相对于公式曲线自身坐标系的坐标值。其中起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。
如图1所示，选定椭圆线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=8，终点T的Z坐标为Z2=-8。则自变量#2的初始值为8，终止值为-8。
如图2所示，选定抛物线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=15.626，终点T的Z坐标为Z2=1.6。则#2的初始值为15.626，终止值为1.6。
图1 含椭圆曲线的零件图 图2 含抛物线的零件图
如图3所示，选定三次曲线的X坐标为自变量#1，起点S的X坐标为X1=28.171-12=16.171，终点T的X标为X2= =7.368。则#1的初始值为16.171，终止值为7.368。
3、如何进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式
如图1，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：
如图2，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：
如图3，X坐标为自变量#1，因Z坐标为因变量#2，那么Z用X表示为：
Z=0.005*X*X*X
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#2相对于自变量#1的宏表达式：
#2=0.005*#1*#1*#1
4、如何确定公式曲线自身坐标系原点对编程原点的偏移量（含正负号）
该偏移量是相对于工件坐标系而言的。
5、如何判别在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时，宏变量#1的正负号。
1）根据编程使用的工件坐标系,确定编程轮廓为零件的下侧轮廓还是上侧轮廓：当编程使用的是X向下为正的工件坐标系，则编程轮廓为零件的下侧轮廓，当编程使用的是X向上为正的工件坐标系，则编程轮廓为零件的上侧轮廓。
2）以编程轮廓中的公式曲线自身坐标系原点为原点，绘制对应工件坐标系的X＇和Z＇坐标轴，以其Z＇坐标为分界线,将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X＇正方向的称为正轮廓，编程轮廓在X负方向的称为负轮廓；
3）如果编程中使用的公式曲线是正轮廓，则在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时宏变量#1的前面应冠以正号，反之为负。
如图1所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的下侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
如图2所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的下侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
如图3所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的上侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
6、如何套用宏编程模板
1）设Z坐标为自变量#2，X坐标为因变量#1，自变量步长为ΔW，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：
#2=Z1 （给自变量#2赋值Z1：Z1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）
WHILE #2 GE Z2 （自变量#2的终止值Z2：Z2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）
#1=f（#2） （函数变换：确定因变量#1（X）相对于自变量#2（Z）的宏表达式）
#11=±#1+ΔX （计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程中使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负；ΔX为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。《应该是直径值》）
#22=#2+ΔZ （计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）
G01 X[2*#11] Z[#22]（直线插补，X为直径编程）
#2=#2-ΔW （自变量以步长ΔW变化）
ENDW （循环结束）
2）设X坐标为自变量#1，Z坐标为因变量#2，自变量步长为ΔU，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：
#1=X1 （给自变量#1赋值X1：X1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）
WHILE #1 GE X2 （自变量#1的终止值X2：X2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）
#2=f（#1） （函数变换：确定因变量#2（Z）相对于自变量#1（X）的宏表达式）
#11=±#1+ΔX （计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负。ΔX为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。）
#22=#2+ΔZ （计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）
G01 X[2*#11] Z[#22] （直线插补，X为直径编程）
#1=#1-ΔU （自变量以步长ΔU变化）
ENDW （循环结束）
二、公式曲线宏程序编程模板的具体应用实例
运用以上公式曲线宏程序模板，结合粗加工循环指令，就可以快速准确实现零件公式曲线轮廓的编程和加工。具体应用示例如下：
例1：如图1所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径25毫米的棒料）：
%0001 （程序头）
T0101 （调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）
G90 M03 S700 （绝对值编程；主轴以700转/分正转）
G00 X33 Z2 （快速定位到粗加工循环起点）
G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）
N10 G01 X10 F60 S1000 （精加工起始程序段）
Z-10
X24
Z-22 （公式曲线起点）
#2=8 （设Z为自变量#2，给自变量#2赋值8：Z1=8）
WHILE #2 GE [-8] （自变量#2的终止值-8：Z2=-8）
（因变量#1： ，用#1、#2代替X、Z）
#11=-#1+15 （工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；ΔX=15）
#22=#2-30 （工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ=-30）
G01 X[2*#11] Z[#22] （直线插补，X为直径编程）
#2=#2-0.5 （自变量以步长0.5变化）
ENDW （循环结束）
N20 G01 Z-50 (精加工终止程序段)
G00 X100 Z80 (快速定位到退刀点)
M30 (程序结束)
例2：如图2所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径33毫米的棒料）：
%0002（程序头）
T0101（调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）
G90 M03 S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）
G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循环起点）
G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）
N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起始程序段）
Z-10
X15（公式曲线起点）
#2=15.626（设Z为自变量#2，给自变量#2赋值15.626：Z1=15.626）
WHILE #2 GE 1.6（自变量#2的终止值1.6：Z2=1.6）
（因变量#1： ，用#1、#2代替X、Z）
#11=-#1+20（工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；ΔX=20）
#22=#2-25.626（工件坐标系下的Z坐标值#22：△Z=-25.626）
G01 X[2*#11] Z[#22]（直线插补，X为直径编程）
#2=#2-0.5（自变量以步长0.5变化）
ENDW（循环结束）
N20 G01 Z-35(精加工终止程序段)
G00 X100 Z80(快速定位到退刀点)
M30(程序结束)
一、公式曲线宏程序编程模板的原理和使用步骤
1、如何选定自变量
1）公式曲线中的X和Z坐标任意一个都可以被定义为自变量，
2）一般选择变化范围大的一个作为自变量，如图1，椭圆曲线从起点S到终点T，Z坐标变化量为16，X坐标变化量从图中可以看出比Z坐标要小得多，所以将Z坐标选定为自变量比较适当。实际加工中我们通常将Z坐标选定为自变量。
3）根据表达式方便情况来确定X或Z作为自变量，如图3，公式曲线表达式为Z=0.005X3，将X坐标定义为自变量比较适当。如果将Z坐标定义为自变量，则因变量X的表达式为 ，其中含有三次开方函数在宏程序中不方便表达。
4）为了表达方便，在这里将和X坐标相关的变量设为#1、#11、#12等，将和Z坐标相关的变量设为#2、#21、#22等。实际中变量的定义完全可根据个人习惯进行定义。
2、如何确定自变量的起止点的坐标值
该坐标值是相对于公式曲线自身坐标系的坐标值。其中起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。
如图1所示，选定椭圆线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=8，终点T的Z坐标为Z2=-8。则自变量#2的初始值为8，终止值为-8。
如图2所示，选定抛物线段的Z坐标为自变量#2，起点S的Z坐标为Z1=15.626，终点T的Z坐标为Z2=1.6。则#2的初始值为15.626，终止值为1.6。
图1 含椭圆曲线的零件图 图2 含抛物线的零件图
如图3所示，选定三次曲线的X坐标为自变量#1，起点S的X坐标为X1=28.171-12=16.171，终点T的X标为X2= =7.368。则#1的初始值为16.171，终止值为7.368。
3、如何进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式
如图1，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：
如图2，Z坐标为自变量#2，则X坐标为因变量#1，那么X用Z表示为：
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#1相对于自变量#2的宏表达式：
如图3，X坐标为自变量#1，因Z坐标为因变量#2，那么Z用X表示为：
Z=0.005*X*X*X
分别用宏变量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因变量#2相对于自变量#1的宏表达式：
#2=0.005*#1*#1*#1
4、如何确定公式曲线自身坐标系原点对编程原点的偏移量（含正负号）
该偏移量是相对于工件坐标系而言的。
5、如何判别在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时，宏变量#1的正负号。
1）根据编程使用的工件坐标系,确定编程轮廓为零件的下侧轮廓还是上侧轮廓：当编程使用的是X向下为正的工件坐标系，则编程轮廓为零件的下侧轮廓，当编程使用的是X向上为正的工件坐标系，则编程轮廓为零件的上侧轮廓。
2）以编程轮廓中的公式曲线自身坐标系原点为原点，绘制对应工件坐标系的X＇和Z＇坐标轴，以其Z＇坐标为分界线,将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X＇正方向的称为正轮廓，编程轮廓在X负方向的称为负轮廓；
3）如果编程中使用的公式曲线是正轮廓，则在计算工件坐标系下的X坐标值（#11）时宏变量#1的前面应冠以正号，反之为负。
如图1所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的下侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
如图2所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的下侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
如图3所示，在X向下为正的前置刀架数控车床编程工件坐标系下，编程中使用的是零件的上侧轮廓，其中的公式曲线为负轮廓，所以在计算工件坐标系下的X坐标值#11时宏变量#1的前面应冠以负号。
6、如何套用宏编程模板
1）设Z坐标为自变量#2，X坐标为因变量#1，自变量步长为ΔW，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：
#2=Z1 （给自变量#2赋值Z1：Z1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）
WHILE #2 GE Z2 （自变量#2的终止值Z2：Z2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）
#1=f（#2） （函数变换：确定因变量#1（X）相对于自变量#2（Z）的宏表达式）
#11=±#1+ΔX （计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程中使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负；ΔX为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。《应该是直径值》）
#22=#2+ΔZ （计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）
G01 X[2*#11] Z[#22]（直线插补，X为直径编程）
#2=#2-ΔW （自变量以步长ΔW变化）
ENDW （循环结束）
2）设X坐标为自变量#1，Z坐标为因变量#2，自变量步长为ΔU，则公式曲线段的精加工程序宏指令编程模板如下：
#1=X1 （给自变量#1赋值X1：X1是公式曲线自身坐标系下起始点的坐标值）
WHILE #1 GE X2 （自变量#1的终止值X2：X2是公式曲线自身坐标系下终止点的坐标值）
#2=f（#1） （函数变换：确定因变量#2（Z）相对于自变量#1（X）的宏表达式）
#11=±#1+ΔX （计算工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是正轮廓，#1前冠以正，反之冠以负。ΔX为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。）
#22=#2+ΔZ （计算工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的Z轴偏移量）
G01 X[2*#11] Z[#22] （直线插补，X为直径编程）
#1=#1-ΔU （自变量以步长ΔU变化）
ENDW （循环结束）
二、公式曲线宏程序编程模板的具体应用实例
运用以上公式曲线宏程序模板，结合粗加工循环指令，就可以快速准确实现零件公式曲线轮廓的编程和加工。具体应用示例如下：
例1：如图1所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径25毫米的棒料）：
%0001 （程序头）
T0101 （调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）
G90 M03 S700 （绝对值编程；主轴以700转/分正转）
G00 X33 Z2 （快速定位到粗加工循环起点）
G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）
N10 G01 X10 F60 S1000 （精加工起始程序段）
Z-10
X24
Z-22 （公式曲线起点）
#2=8 （设Z为自变量#2，给自变量#2赋值8：Z1=8）
WHILE #2 GE [-8] （自变量#2的终止值-8：Z2=-8）
（因变量#1： ，用#1、#2代替X、Z）
#11=-#1+15 （工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；ΔX=15）
#22=#2-30 （工件坐标系下的Z坐标值#22：ΔZ=-30）
G01 X[2*#11] Z[#22] （直线插补，X为直径编程）
#2=#2-0.5 （自变量以步长0.5变化）
ENDW （循环结束）
N20 G01 Z-50 (精加工终止程序段)
G00 X100 Z80 (快速定位到退刀点)
M30 (程序结束)
例2：如图2所示零件的外轮廓粗精加参考程序如下（设毛坯为直径33毫米的棒料）：
%0002（程序头）
T0101（调用01号外圆刀及01号刀具偏置补偿）
G90 M03 S700（绝对值编程；主轴以700转/分正转）
G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循环起点）
G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外径粗车循环）
N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起始程序段）
Z-10
X15（公式曲线起点）
#2=15.626（设Z为自变量#2，给自变量#2赋值15.626：Z1=15.626）
WHILE #2 GE 1.6（自变量#2的终止值1.6：Z2=1.6）
（因变量#1： ，用#1、#2代替X、Z）
#11=-#1+20（工件坐标系下的X坐标值#11：编程使用的是负轮廓，#1前冠以负；ΔX=20）
#22=#2-25.626（工件坐标系下的Z坐标值#22：△Z=-25.626）
G01 X[2*#11] Z[#22]（直线插补，X为直径编程）
#2=#2-0.5（自变量以步长0.5变化）
ENDW（循环结束）
N20 G01 Z-35(精加工终止程序段)
G00 X100 Z80(快速定位到退刀点)
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