位建伟淤WEIJian-wei曰柯建宏淤KEJian-hong曰张小岚于ZHANGXiao-lan（淤昆明理工大学，昆明650500；于昆明市农业局，昆明650500）（淤KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China；于KunmingCityBureauofAgriculture，Kunming650500，China）
摘要院在实际生产中，参数化数控程序只需要修改相应的参数即可完成一类零件的加工。椭球是一类典型的零件，根据椭球的数学方程很容易定义椭球的变量参数，因此极适合参数化生产。本文以椭球为例，利用椭球的参数方程讲述椭球的参数化编程方法。
Abstract院Inactualproduction,tofinishaseriesofpartsprocessing,itjustneedstorevisetherelevantparameterinparameterizationCNCprogram.Ellipsoidisoneofthetypicalpartswhichiseasytodefinetheellipsoidvariableparameteraccordingtotheellipsoidmathematicalequation,soit’squitesuitableforparameterizedproduction.Thisthesistakesellipsoidasanexample,usingellipsoidparameterequationtotalkabouttheellipsoidparameterizedprogrammingmethod.关键词院椭球；参数方程；宏程序；参数化Keywords院ellipsoid；parameterequation；macroprogram；parameterization中图分类号院TG547文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）31-0066-02
1华中数控系统宏程序简介普通加工程序只能描述一个几何形状，直接用G代码和移动距离来描述图形；数控系统提供了另一种编程方式即宏编程，在程序中使用变量，通过对变量进行赋值、算术运算、逻辑运算和函数的混合运算及使用各种条件转移命令的处理方法达到描述几何图形的目的，这种有变量的程序叫宏程序。华中数控系统宏程序与FANUC系统宏程序大同小异，不过华中数控系统的角度是以弧度计算。
2参数化编程特点椭球是日常生活中常见的形状，在数控加工中对于椭球的铣削编程一般采用自动编程，这种编程方法比较简单，缺点是程序冗长，可读性差，修改程序不方便。另外一种编程方法是采用宏程序编程。宏程序具有模块化的思想、经济、高效、使用范围广等特点，极适用于周期性的生产特别是不定期的价格式生产编程工作。而参数化编程对于一组相似几何形状不同尺寸的零件最有效，所谓参数化编程是指将同一类相似的零件，通过使用变量的方式进行编程，尺寸和加工数据全部用变量来实现，需要加工时调用程序并输入相应的数据参数即可。这种编程方法最大特点是容易理解、编程简单紧凑、计算量少、精度高。
3椭球加工原理椭球的形成可以看作是椭圆的旋转，因而椭球的铣削加工是由上而下或者由下而上加工一个个形状相同、尺寸不同的椭圆。而在数控编程中根据数学方程的变化方式可选择不同的编程方法，比如以Z坐标值为自变量，利用XZ、YZ椭圆方程得出对应的X、Y坐标值，这种方法适用于平底刀粗加工；利用角度的变化先计算出Y坐标值，再采用椭圆参数方程进行编程，这种方法容易理解，最为常见；利用参数方程得出X、Y、Z坐标值。本文以椭球的参数方程为例进行分析。由椭球数学方程：x2a2+y2b2+z2c2=1（1）而知，以角度兹、茁为自变量，得出椭球的参数方程如下：x=asin兹cos茁y=bsin兹sin茁z=bcos兹扇墒设设设设缮设设设设（2）对于凸椭球，兹、茁的取值范围为0臆兹臆90，0臆茁臆360；对于凹椭球90臆兹臆180，0臆茁臆360。
利用参数方程，如图1，此处以兹为自变量确定深度Z坐标值，即确定一个平面，而后在确定的平面内加工相应X、Y变量的椭圆完成一个循环，以此类推分层完成半椭球的加工。
4椭球编程根据图1所示刀心轨迹的加工方法，刀具采用议8mm双刃球头铣刀刀心对刀，不使用半径补偿，由浅而深加工，利用参数方程编制精加工宏程序如下：%1G90G54G00X0Y0#20=1（加工凸椭球）G68X0Y0P[#31]#21=0（加工凹椭球）Z50M03S1200#31=0（椭球旋转角度）Z5M08#1=30（椭球长半轴a）IF#20EQ1（加工凸椭球）#2=20（椭球短半轴b）#15=#1+#6（X计入刀具半径）#3=20（椭球高半轴c）#16=#2+#6（Y计入刀具半径）#6=4（刀具半径）#17=#3+#6（Z计入刀具半径）#13=1（深度角度增量）#4=0（深度角度初值）#14=1（椭圆角度增量）WHILE[#4LE180]#18=1*PI/180（弧度换算）#7=#15*SIN[#4*#18]（ZX平面X坐标）#8=#16*SIN[#4*#18（]ZX平面Y坐标）WHILE#4LE180#9=#17*COS[#4*#18（]ZX平面Z坐标）#7=#15*SIN[#4*#18]G01X[#7]Y0F30（定位起点）#8=#16*SIN[#4*#18]Z[#9-#3]（定位深度）#9=#17*COS[#4*#18]#5=0G01X[#7]Y0F30WHILE[#5LE360]Z[#9-#3]#11=#7*COS[#5*#18（]XY平面X坐标）#5=0#12=#8*SIN[#5*#18]（XY平面Y坐标）WHILE#5LE360G01X#11Y#12F200#11=#7*COS[#5*#18]#5=#5+#14（椭圆角度自加）#12=#8*SIN[#5*#18]ENDWG01X[#11]Y[#12]F200#4=#4+#13（Z向角度自加）#5=#5+#14ENDWENDWG00Z5#4=#4+#13ELSEIF#21EQ1（加工凹椭球）ENDW#15=#1-#6G00Z5#16=#2-#6ENDIF#17=#3-#6G0Z50#4=90M30本程序可用于凸半椭球（#20=1）和凹半椭球（#21=1）的精加工，当X=Y=Z时也可用于凸、凹半球的精加工。
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