数控车床加工非圆曲线宏程序编程技巧
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机械加工中常有由复杂曲线所构成的非圆曲线(如椭圆曲线、抛物线、双曲线和渐开线等)零件，随着工业产品性能要求的不断提高，非圆曲线零件的作用就日益重要，其加工质量往往成为生产制造的关键。数控机床的数控系统一般只具有直线插补和圆弧插补功能，非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别，一般运用拟合法来进行加工。而此类方法的特点是根据零件图纸的形状误差要求，把曲线用许多小段的直线来代替，根据零件图纸的形状误差，如果要求高，直线的段数就多，虽然可以凭借cad软件来计算节点的坐标，但是节点太多也导致了加工中的不方便，如果能灵活运用宏程序，则可以方便简捷地进行编程，从而提高加工效率。
一、非圆曲线宏程序的使用步骤
(1)选定自变量。非圆曲线中的x和z坐标均可以被定义成为自变量，一般情况下会选择变化范围大的一个作为自变量，并且要考虑函数表达式在宏程序中书写的简便，为方便起见，我们事先把与z坐标相关的变量设为#100、#101，将x坐标相关的变量设为#200、#201等。
(2)确定自变量起止点的坐标值。必须要明确该坐标值的坐标系是相对于非圆曲线自身的坐标系，其起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。
(3)进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式。
(4)确定公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的代数偏移量(△x和△z)。
(5)计算工件坐标系下的非圆曲线上各点的x坐标值(#201)时，判别宏变量#200的正负号。以编程轮廓中的公式曲线自身坐标原点为原点，绘制对应的曲线坐标系的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′正方向称为正轮廓，编程轮廓在x′负方向为负轮廓。
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(#201)时，宏变量#200的前面应冠以正号;如公式曲线是负轮廓，则宏变量#200的前面应冠以负号，即#201=±#200+△x。
(6)设计非圆曲线宏程序的模板。设z坐标为自变量#100，x坐标为因变量#200，自变量步长为△w，△x为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下x方向偏移量，△z为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下z方向偏移量，则公式曲线段的加工程序宏指令编程模板如下。
#100=z1(定义自变量的起点z坐标)
while[#100gez2]do1
(加工控制)
#200=f(#100)(建立自变量与因变量函数关系式)
#201=±#200+△x
(计算曲线上点在加工坐标系的x坐标)
#101=#100+△z(计算曲线上点在加工坐标系的z坐标)
g01x[2*#201]z[#101]f
(曲线加工)
#100=#100-△w(自变量减小一个步距)
end1(加工结束)
二、非圆曲线宏程序的具体应用实例
运用以上非圆曲线宏程序模板，就可以快速准确实现零件公式曲线轮廓的编程和加工。下面介绍一个具体应用示例。加工图1所示椭圆轮廓，棒料φ45，编程零点放在工件右端面。
(1)分析零件尺寸，确定正负轮廓及代数偏移量(△x和△z)。
通过实例可知宏程序是从工件外不断逼近直至最后加工成型，解决了非圆曲线不能用子程序的相对编程方式的矛盾，因此加工非圆曲线的工件灵活使用宏程序，实现了数控加工方便快捷之目的。