算法和程序流程框图设计

1.算法的设计

（1）该实例属于1/2椭圆弧轮廓的加工，可以基于椭圆解析方程、参数方程来编制程序代码，变量选用、算法设计思路可以参考实例5-1铣削整椭圆轮廓宏程序方法。

（2）根据椭圆参数方程进行编程分析如下：

椭圆参数方程为：X=30∗COS（θ）、Y=20∗SIN（θ），从该参数方程可知椭圆任意角度θ对应着椭圆轮廓上相应点的坐标值（X、Y）。

（3）采用同心椭圆刀路轨迹偏置的方式铣削1/2椭圆轮廓。

1）1/2椭圆轮廓可看做：初始小尺寸的椭圆轮廓长/短半轴通过等距偏移，由小增大形成大尺寸的椭圆轮廓。

2）设置变量#100=360（注意角度赋初始值是360而不是0）控制椭圆旋转角度的变化，设置变量#101=12作为X轴的起始值，设置变量#102=8作为Y轴的起始值，铣削一次1/2椭圆轮廓后，通过语句#101=#101+3和#102=#102+2实现刀路轨迹的等距偏置，最后通过条件语句IF[#101 LE 30]GOTO n1以及语句IF[#102 LE 20]GOTO n2实现1/2椭圆铣削循环过程。

3）由于编程原点设置在长方体中心，而椭圆中心和它不在同一个点，因此需要采用平移的方式，将椭圆中心和编程原点实现重合，如图5-7所示，当然也可以采用G52建立局部坐标系的方式来实现平移。

图5-7 椭圆轮廓刀路轨迹偏移示意图

2.刀具轨迹图以及程序流程框图的设计

根据以上算法设计和分析，规划精加工单条椭圆轮廓刀路轨迹如图5-8所示，按照同心椭圆偏置法铣削椭圆轮廓的刀路轨迹如图5-9所示，采用参数方程编制程序设计的流程框图如图5-10所示，采用“单向循环”铣削模式和同心椭圆等距偏置法的程序设计流程框图如图5-11所示。

图5-8 精加工刀路轨迹图

图5-9 同心椭圆法铣削1/2椭圆轮廓刀路轨迹图

图5-10 采用参数方程程序设计流程框图

图5-11 “单向循环”同心椭圆程序设计流程框图

3.根据算法以及流程框图编写加工的宏程序代码

程序1：根据椭圆参数方程编写精加工宏程序代码

(www.xing528.com)

实例5-2 程序1编程要点提示：

（1）本程序采用椭圆参数方程编制的精铣1/2椭圆轮廓宏程序代码，适用于零件精加工。

（2）程序中采用局部坐标系G52指令将编程原点平移到椭圆的中心。

（3）采用单向进给路径方式分层铣削椭圆轮廓，每次铣削好一层之后，Z轴要抬刀到安全平面，且X、Y轴要移动到上一次铣削的起始位置，参见程序中语句G0 Z10以及G0 X50 Y0。

程序2：采用单向同心偏置椭圆法编写的宏程序代码

实例5-2 程序2编程要点提示：

（1）本程序通过语句#115=20+#104，采用等距平移法实现将椭圆中心平移至编程原点，即长方体的中心位置。

（2）该程序是采用同心偏置方法进行1/2椭圆轮廓的粗加工。因此，程序O5008粗加工和程序O5007精加工结合起来使用，可以实现零件粗、精加工的整个过程。

程序3：采用往复式同心偏置法，铣削椭圆凹轮廓宏程序代码

实例5-2 程序3编程要点提示：

（1）程序O5011是1/2椭圆的精加工程序，读者可以参见程序O5005，在此不再给出程序以及详细的分析。

（2）程序O5010编程的基本算法为同心等距偏置椭圆方法，参见程序O5006编程要点（2）所述的内容，在此不再赘述。

（3）程序O5010编程的关键是采用“往复循环”铣削模式来铣削椭圆轮廓，该铣削模式有两个关键步骤：

1）怎样实现步距的取负运算：依次铣削椭圆轮廓，使步距取负值，参见程序中#112=-#112语句以及所在位置。

2）怎么实现往复加工铣削刀路：采用标志变量来实现循环加工刀路，参见程序中和标志变量相关的控制语句：#111=1、#111=#111-1、#111=#111+1。