椭圆倒圆角的加工难点编程方法
摘要：本文介绍了实际生产过程中用立式数控铣床加工椭圆并倒圆角时，遇到的一些加工难题，说明解决的方法，并编写出相应的加工程序，以供数控机床操作者和工程技术人员参考。
关键词：椭圆倒圆角；加工难点；编程方法。
1 前言
在实际生产和各种数控大赛中，我们经常碰到加工椭圆并倒圆角的问题，由于目前大多数数控机床不具备加工椭圆的直接编程代码，往往需要用参数方程或椭圆解析式作为数学模型，再用宏指令编写出加工程序。在调试过程中，往往会出现如下问题：一是建立刀补后总显示过切；二是走椭圆不光顺，有明显的间歇停顿现象；三是倒圆角粗糙度难于满足要求。
第一个问题主要有两个关键点，一个是建立刀补和取消刀补只能在顺着椭圆的切线方向进行（这一点与圆不同，圆可以在垂直方向）；另一个是沿椭圆切向建立刀补时，走完刀补必须再走一段直线段，然后再进入椭圆加工循环。
第二个问题的关键点是，要用 WHILE…DO; END;语句，而不宜用 IF…GOTO 语句，这样走出来的椭圆则要光顺得多，间歇停顿现象即可减轻或消除，在备有FANUC 0i数控系统的机床中尤为明显。
第三个问题的关键点是，要用小一些的球头刀（如 R4mm）高转速（如2500~3000rpm）加工，这样加工倒圆角的粗糙度有明显的好转。
但上述几点给编程会带来一些困难，尤其在进出刀切削点位置较狭窄的时候，由于上述加工需用改变刀半径补偿的方式来不断改变刀心轨迹，与 Z 轴的不断变化相协调以走出所需的轨迹，如R5 圆角等，这就要求必须有建立刀半径补偿的空间此在综合考虑加工技巧的过程中，会花费相当多的时间来调试程序。下面是经试的椭圆倒圆角加工程序，是比较典型的例子，供读者参考。
2 椭圆倒圆角加工程序
如图，粗实线为被加工件，上部为椭圆台并带有圆角；细实线为球头刀加工过程中的某一个位置。
图1 加工椭圆倒圆角
下面为整椭圆倒圆角程序, 椭圆中心为 XY 坐标 0 点，上顶面为坐标轴 Z果椭圆中心为XY坐标0点，可通过G52建立局部坐标系；Z向刀心编程，XY轮刀半径补偿值#7通过G10指令动态赋给G42X30D2；语句中的D2，不断改变#6#7的值随之而变，从而改变刀心偏离编程轨迹的不同距离，以实现倒圆角。 O1011（加工椭圆倒圆角程序，适于FANUC0i 系统，不带小数点亦为毫米
#4=4； (指形刀球头半径r)
#5=5； (需倒圆角半径R)
G54G90G17G40G21G80；
G0X0Y0；
M3S2000；
G1Z20 F2000 M8；
X35Y-5；
G1Z-5F200；
#6=0； (刀心与圆角中心连线与+X夹角,初值为0)
WHILE[#6LE90]DO1；
#3=5-9*SIN[#6]；(刀心的Z坐标值)
G1Z-#3F200；
#7=9*COS[#6]-5.；(动态刀半径值)
G10L12P2R[#7]；(预置刀半径值，FANUC18M 系统则为G10P2R[#7])
G1X35Y-5；
G42X30Y-3D2；
Y0；(建立刀补后再走一段直线与椭圆相切)
#9=0；
WHILE[#9LE360]DO2；（该循环为椭圆轨迹，若用IF…GOTO语句走刀则不够顺畅）
#11=30*COS[#9]；（假设椭圆长半轴为30mm）
#12=20*SIN[#9]；（假设椭圆短半轴为20mm）
G1X#11Y#12；
#9=#9+5；
END2；
G1Y2F2000；
G40X35；
Y-5；
#6=#6+5；
END1；
G0Z20M9；
X0Y0M30；
3 小结
该程序是一个非常典型的例子，适应较广，除了可以加工椭圆倒角外，还可加工其他各种形状的倒角，只要改变程序段WHILE[#9LE360]DO2；至程序段END2；的轨迹即可。也可以走出椭球形面来，只要#7与#3两变量符合椭圆的轨迹即可。
