【任务描述】
进行椭圆曲面的加工。
【任务目标】
知识目标：了解宏程序的概念和特点，掌握内、外椭圆曲面零件宏程序的程序编制方法。
技能目标：能够运用宏程序加工方程曲面类零件。能够解决内、外椭圆曲面类零件加工过程中工艺的制订、程序的编制、零件的试切对刀以及加工过程的控制和精度的保证等问题。
情感目标：严格遵守安全文明操作规程，树立安全意识，提高职业素养。
活动一 外椭圆曲面加工
图6-1所示零件毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为ϕ50mm×100mm；椭圆部分表面粗糙度值Rɑ为1.6μm，椭圆曲线方程为X2/132+Z2/202=1，完成该零件的加工。
图6-1 外椭圆曲面加工件
【相关知识】
随着科技的发展，在数控加工行业，需要加工的零件种类越来越多，零件的形状也越来越复杂，宏程序的出现解决了这一难题。在数控加工程序中，宏程序是指利用变量编制的NC程序。一般情况下，当需要编制程序的工件轮廓曲线为椭圆、双曲线和抛物线等复杂曲线时，可以运用变量编程进行程序的编制。子程序对编制相同加工操作的程序非常有用，但用户宏程序由于允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同的加工程序更方便、更容易，可将相同操作编为通用程序，如型腔加工宏程序和固定循环加工宏程序。
1.概述
（1）宏程序的概念 宏程序一般是指含有变量的程序。宏程序由宏程序体和程序中调用宏程序的指令即宏程序指令构成，主要用于椭圆、双曲线和抛物线等各种数控系统没有插补指令的轮廓曲线编程。宏程序能依据变量完成某个具体操作，这就使编制加工程序更方便、更容易，可以大大地简化程序，还可以扩展数控车床的应用范围。
（2）宏程序的特点
1）宏程序中可以进行变量的算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，还可以使用循环语句、分支语句和子程序调用语句。
2）宏程序能依据变量用事先指定的变量代替直接给出的数值，在调用宏程序或宏程序本身执行时，得到计算好的变量值。
3）宏程序通用性强、灵活方便，一个宏程序可以描述一种曲线，曲线的各种参数值用变量表示。
（3）宏程序与普通程序的对比 用户宏程序和普通程序存在一定的区别，认识和了解这些区别，将有助于宏程序的学习理解和掌握运用。
1）普通程序只能使用常量编程，而宏程序可以使用变量编程，并可以给变量赋值。
2）普通程序常量之间不可以运算，而宏程序变量之间可以运算。
3）普通程序只能顺序执行，一般不能跳转，而宏程序运行可以跳转。
2.变量
FANUC0i系统提供两种用户宏程序，即用户宏程序功能A和用户宏程序功能B。用户宏程序功能A可以说是FANUC系统的标准配置功能，任何配置的FANUC系统都具备此功能。用户宏程序功能B虽然不算是FANUC系统的标准配置功能，但是绝大部分的FANUC系统也都支持用户宏程序功能B。
由于用户宏程序功能A的宏程序需要使用G65Hm的格式宏指令来表达各种数学运算和逻辑关系，极不直观，因而导致在实际工作中很少人使用它。所以，我们只对用户宏程序功能A作简单介绍，不进行深入讲述，而将以用户宏程序功能B作为重点深入介绍宏程序的相关知识。
（1）变量的表示 普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，如G01和X100.0。
使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量指定时，变量值可用程序或由MDI设定或修改，如下面的程序。
#11=#22+123；
G01 X#11 F500；
计算机允许使用变量名，用户宏程序则不行，变量需用变量符号“#”和后面的变量号指定，如#11。
表达式可以用于指定变量号，这时表达式必须在括号中，如#[#11 +#12 -123]
（2）变量的赋值与表达 赋值是指将一个数赋予一个变量。赋值指令符号为“=”，左边是被赋值的变量，右边是一个数值表达式，两边内容不能随意互换。例如，将数值200赋值给“#2”变量，可写成“#2=200”。也可以用含有变量的表达式赋值，将表达式内的演算结果赋给某个变量。例如“#5=[#1 +#1]XSQRT[1 -#2]”。
（3）变量的类型 根据变量号不同，变量可分成四种类型，见表6-1。
表6-1 FANUC 0i变量类型
注意：
1）公共变量#150～#199，#532～#999是选用变量，应根据实际系统使用。
2）局部变量和公共变量称为用户变量。
（4）变量的引用 在程序中使用变量值时，应指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，必须把表达式放在括号中，如G01 X[#11+#22] F#3。
变量引用的注意事项如下：
1）被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。
例如：当G00 X#11以1/1000mm的单位执行时，CNC把12.3456赋值给变量#11，实际指令值为G00X12.345。
2）改变引用变量的值的符号，要把负号（-）放在#的前面，如G00 X-#11。
3）当引用未定义的变量时，变量及地址都被忽略。例如：当变量#11的值是0，并且#22的值是空时，G00 X#11 Y#22的执行结果为G00 X0。
4）所谓“变量的值是0”与“变量的值是空”是两个完全不同的概念，可以这样理解：“变量的值是0”相当于变量的值等于0，而“变量的值是空”则意味着该变量所对应的地址根本就不存在，不生效。
5）不能用变量代表的地址符有程序号O、顺序号N和任选程序段跳转号/。如以下情况不能使用变量：O#11、/O#22 G00 X100.0和N#333 Y200.0。
（5）变量的算术、逻辑运算与表达式 表6-2中列出的运算可以在变量中运行。等式右边的表达式可包含常量或由函数和运算符组成的变量，表达式中的变量#j和#k可以用常量赋值；等式左边的变量也可以用表达式赋值。其中算术运算是指加、减、乘、除函数等，逻辑运算可以理解为比较运算。
表6-2 FANUC0i算术和逻辑运算一览表
（6）变量运算符 见表6-3。
表6-3 变量运算符
3.循环语句
在程序中，使用GOTO语句和IF语句可以改变程序的流向。有以下三种转移和循环操作可供使用。
（1）无条件转移（GOTO语句） 转移（跳转）到标有顺序号n（即俗称的行号）的程序段。当指定1～99999以外的顺序号时，会触发P/S报警No.128。
指令格式： GOTO n；
n为目标程序段顺序号（1～99999），不带N，如GOTO99，即转移至第99行。
（2）条件转移（IF语句）
1）IF[＜条件表达式＞]GOTO n。表示如果指定的条件表达式满足时，则转移（跳转）到标有顺序号n的程序段。如果不满足指定的条件表达式，则顺序执行下个程序段。对于下面的程序段，如果变量#1的值大于100，则转移（跳转）到顺序号为N99的程序段，即
2）IF[﹤条件表达式﹥]THEN宏程序语句。如果指定的条件表达式满足，则执行预先指定的宏程序语句，而且只执行一个宏程序语句。例如：IF[#1 EQ #2]THEN #3=10；表示如果#1和#2的值相同，10赋值给#3。
说明：
①条件表达式。条件表达式必须包括运算符。运算符插在两个变量中间或变量和常量中间，并且用“[]”封闭。表达式可以替代变量。
②运算符。运算符由两个字母组成（见表6-3），用于两个值的比较，以决定它们是相等还是一个值小于或大于另一个值。注意：不能使用不等号。
③典型程序示例。下面的程序为计算数值1～100的累加总和。
O8000；
#1=0； 存储和数变量的初值
#2=1； 被加数变量的初值
N5 IF[#2 GT 100] GOTO99； 当被加数大于100时，转移到N99
#1=#1 +#2； 计算和数
#2=#2 +#1； 下一个被加数
GOTO5； 转到N5
N99M30； 程序结束
3）循环（WHILE语句）。在WHILE后指定一个条件表达式。当指定条件满足时，则执行从DO到END之间的程序。否则，转到END后的程序段。
DO后面的号是指定程序执行范围的标号，标号值为1、2、3。如果使用了1、2、3以外的值，会触发P/S报警No.126。
指令格式：
【引导操作】
1.工作准备
（1）机床准备 选用FANUC0iMateC系统数控车床（前置式刀架）。
（2）毛坯准备 选用ϕ50mm×100mm的45钢。
（3）夹具准备 选用数控车床常用夹具——自定心卡盘进行装夹。
（4）工、量具准备
2）25～50mm外径千分尺一把，用于测量25～50mm外圆直径尺寸。
3）0～200mm金属直尺一把，用于测量工件长度。
图6-2 零件实体图
2.零件图识读
该轴类零件表面由椭圆、圆锥和圆柱表面组成，如图6-2所示，其尺寸标注正确、轮廓描述完整，最大外圆表面尺寸为ϕ46mm，整个零件要加工部分长52mm，表面粗糙度值Ra1.6μm由精车保证。
3.加工工艺
（1）加工方案 采用机床本身的标准卡盘，毛坯伸出自定心卡盘外60mm左右，并找正夹紧。以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。加工起点和换刀点设为同一点，其位置的确定原则为方便拆卸工件，不发生碰撞，空行程较短等，故加工起点和换刀点放在Z向距离工件前端面100mm、X向距离轴心线100mm的位置。
（2）加工工艺路线 粗车零件右端圆锥、圆柱和椭圆表面→精车零件右端圆锥、圆柱和椭圆表面→用车断刀车断工件→零件调头，控制总长。
（3）工艺卡片
1）工序卡片见表6-4。
表6-4 工序卡片
2）刀具卡片，见表6-5。
表6-5 刀具卡片
4.程序编制
（1）椭圆标准方程的变量处理 椭圆的数控车削加工编程方法可根据方程类型分为两种：按标准方程和参数方程编程。表6-6为按标准方程编制椭圆曲线加工程序的变量处理。根据编程原理，可以确定椭球面的加工思路。在椭圆的坐标系所对应的X轴范围对工件编程坐标系Z轴进行N等分，根据所给出的椭圆标准方程算出所对应的工件坐标系中X的表达式。随着Z轴坐标值的N次变化，就有N个与之对应的X轴坐标值；再由G01指令来走出这N段路线，就可以拟合一段椭圆曲线。
表6-6 标准方程编制椭圆曲线加工程序的变量处理
（2）程序编制 根据前面的工艺分析和参数等的学习，所编的数控加工程序见表6-7。
表6-7 加工程序
（续）
（3）编写椭圆宏程序时应注意的问题
1）根据零件图中椭圆轮廓的形状和位置，选取合适的初始（自）变量，角度或Z（X）坐标，正确表达椭圆曲线上点的坐标。
2）找出（有时需计算出）椭圆原点在编程坐标系中的坐标，正确表达椭圆上的点在编程坐标系中的坐标。
3）在宏程序中要注意椭圆起刀点不能与当前刀位点重合，否则会发生过切报警。
4）在宏程序中要注意椭圆步距不能小于当前刀具圆弧半径值，否则会发生过切报警。
①若椭圆在零件中间部位，粗加工时就必须进行刀补；若椭圆在零件最右侧，可以考虑精加工时才进行刀补。
②遵守编程格式。程序的编制有其严格的编程格式，不符合格式要求的语句，均被系统认为是非法语句，不予执行。
③理清编程思路非常重要。加工程序的编制与计算机编程类似，可以先画出流程图，再按照流程图编制程序。
【应用训练】
在规定时间内完成图6-3所示工件的工艺分析、程序编写与零件加工，并对加工零件进行自检。
图6-3 应用训练
活动二 内椭圆曲面加工
图6-4所示零件材料为45钢，外形尺寸ϕ60mm×45mm已加工到位，零件预置内孔ϕ18mm，表面粗糙度值为Ra1.6μm，椭圆曲线方程为X2/242+Z2/452=1，完成该零件内轮廓的加工。
图6-4 内椭圆曲面加工件
【相关知识】
1.函数
设D是给定的一个数集，若有两个变量X和Y，当变量X在D中取某个特定值时，变量Y依确定的关系f也有一个确定的值，则称Y是X的函数，f称为D上的一个函数数关系，记为Y=f（X），X称为自变量，Y称为因变量。当X取D中各数时，对应的Y构成一数集R，D称为定义域或自变数域，R称为值域或因变数域。
由于数控车床使用ZX坐标系，则用Z、X分别代替X、Y，即数控车削加工公式曲线中的曲线方程是变量X与Z的关系。
2.数控编程中公式曲线的数学处理
公式曲线包括除圆以外的各种可以用方程描述的圆锥二次曲线（如抛物线、椭圆、双曲线）、阿基米德螺线、对数螺旋线及各种参数方程、极坐标方程所描述的平面曲线与列表曲线等。数控机床在加工上述各种曲线平面轮廓时，一般都不能直接进行编程，而必须经过数学处理以后，以直线或圆弧逼近的方法来实现。但这一工作一般都比较复杂，有时靠手工处理已经不大可能，必须借助计算机进行辅助处理，最好是采用计算机自动编程高级语言来编制加工程序。
处理用数学方程描述的平面非圆曲线轮廓图形时，常采用相互连接的直线逼近和圆弧逼近方法。
（1）直线逼近法 一般来说，由于直线逼近法的插补节点均在曲线轮廓上，容易计算，编程也简便一些，所以常用直线法来逼近非圆曲线。其缺点是插补误差较大，但只要处理得当，还是可以满足加工需要的，关键在于插补段长度及插补误差的控制。由于各种曲线上各点的曲率不同，如果要使各插补段长度均相等，则各段插补的误差大小不同；反之，如要使各段插补误差相同，则各插补段长度不等。
（2）圆弧逼近法 曲线的圆弧逼近法有曲率圆法、三点圆法和相切圆法等。三点圆法是通过已知的三个节点求圆，并作为一个圆程序段。相切圆法是通过已知的四个节点分别作两个相切的圆，编出两个圆弧的程序段。这两种方法都必须先用直线逼近法求出各圆，计算较繁琐。
3.用宏程序编制公式曲线加工程序的基本步骤
应用宏程序编程对可以用函数公式描述的工件轮廓或曲面进行数控加工，是现代数控系统一个重要的新功能和方法。但是，使用宏程序编程用于数控加工公式曲线轮廓时，需要一定的数学和高级语言基础，要快速、熟练、准确地掌握较为困难。
（1）选择自变量
1）公式曲线中的任意一个X和Z坐标都可以被定义为自变量。
2）一般选择变化范围大的一个坐标作为自变量。车削加工时，通常将Z坐标选定为自变量。
3）根据表达式的方便情况来确定X或Z作为自变量。
4）宏变量的定义完全可根据个人习惯设定。例如，为了方便，可将与X坐标相关的变量设为#1、#11和#12等，将与Z坐标相关的变量设为#2、#21和#22等。
（2）确定自变量的起止点坐标值（即自变量的定义域） 自变量的起止点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。
（3）确定因变量相对于自变量的宏表达式，进行函数变换
例如：椭圆程序的编制步骤如下：
1）确定椭圆标准方程为X2/a2+Y2/b2=1。
2）对标准方程进行转化，将数学坐标系转化到工件坐标系，为Z2/a2+X2/b2=1。
3）根据Z为自变量、X为因变量，可以推导出以下计算公式：X=±b∗SQRT[1-[Z∗Z]/[a∗a]]。
4）根据实际情况选择计算公式，即X值根据Z值的变化而变化，确定椭圆所在象限的正负值。
【引导操作】
1.工作准备
（1）机床准备 选用FANUC0iMateC系统数控车床（前置式刀架）。
（2）毛坯准备 选用ϕ60mm×100mm的45钢。
（3）夹具准备 选用数控车床常用夹具——自定心卡盘进行装夹。
（4）工、量具准备
1）0～150mm游标卡尺一把，用于测量内孔和长度尺寸。
2）25～50mm外径千分尺一把，用于测量25～50mm外圆直径尺寸。(www.xing528.com)
3）0～200mm金属直尺一把，用于测量工件长度。
2.零件图识读
如图6-5所示，该套类零件表面由椭圆和圆柱表面组成。此零件尺寸标注正确、轮廓描述完整，最小内圆表面尺寸为ϕ24mm，整个零件要加工为通孔，表面粗糙度值为Ra1.6μm，由精车保证。
3.加工工艺
图6-5 零件立体图
（1）加工方案 采用机床本身的标准卡盘，毛坯伸出卡盘外60mm左右，并找正夹紧。
以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。加工起点和换刀点设为同一点，其位置的确定原则为方便拆卸工件、不发生碰撞、空行程较短等，故加工起点和换刀点放在Z向距离工件前端面100mm、X向距离轴心线100mm的位置。
（2）加工工艺路线 粗车内孔椭圆表面和圆柱→精车内孔椭圆表面和圆柱。
（3）工艺卡片
1）工序卡片见表6-8。
表6-8 工序卡片
2）刀具卡片见表6-9。
表6-9 刀具卡片
4.程序编制
将椭圆标准方程转化到工件坐标系中，为Z2/a2+X2/b2=1。
根据以上公式可以推导出以下计算公式：X=b∗SQRT[1-[Z∗Z]/[a∗a]]。
椭圆曲线加工程序的变量处理见表6-10。
表6-10 用标准方程编制椭圆曲线加工程序的变量处理
工件坐标系原点选择在工件右端面中心处，椭圆方程为X2/242+Z2/452=1，长半轴b=45mm，短半轴a=24mm，定义Z为自变量Z[-13.97，-38.97]，因变量为X，把工件坐标系偏离到椭圆对称中心上，即#1+13.97。
根据前面的工艺分析和参数等的学习，所编的数控加工程序见表6-11。
表6-11 加工程序
【应用训练】
在规定时间内完成图6-6所示工件的工艺分析、编程与加工，并对加工零件进行自检，椭圆方程为X2/242+Z2/452=1。
图6-6 应用训练
活动三 G65调用宏程序椭圆曲面加工
图6-7所示零件毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为ϕ70mm×100mm，零件表面粗糙度值为Ra1.6μm，椭圆曲线方程为X2/202+Z2/302=1。试用调用宏程序方法完成该零件的加工。
图6-7 调用宏程序椭圆曲面加工件
【相关知识】
1.宏程序的调用方法
一个数控子程序只能用M98指令来调用，但B类宏程序的调用方法较数控子程序丰富得多。用户宏程序功能B可用以下方法调用宏程序：
用户宏程序调用（G65）与子程序调用（M98）之间的差别如下：
1）G65指令可以进行自变量赋值，即指定自变量（数据传送到宏程序），M98指令则不能。
2）当M98指令程序段包含另一个NC指令（如G01 X200.0 M98 P＜p＞）时，在执行完这种含有非N、P或L的指令后，可调用（或转移到）子程序。相反，G65指令则只能无条件地调用宏程序。
3）当M98指令程序段包含有O、N、P、L以外的地址的NC指令（如G01 X200.0 M98 P＜p＞）时，在单程序段方式中，可以单程序段停止（即停机）。相反，G65指令则不行（即不停机）。
4）G65指令改变局部变量的级别，M98指令不改变局部变量的级别。
2.宏程序非模态调用（G65）
（1）指令格式 当指定G65时，调用以地址P指定的用户宏程序，数据（自变量）能传递到用户宏程序中，指令格式如下：
G65P＜p＞L＜l＞＜自变量赋值＞；
＜p＞： 调用的程序号；
＜l＞：重复的次数（默认值为1）；
＜自变量赋值＞：传递到宏程序的数据。
如图6-8所示程序的调用说明如下：
1）在G65指令之后，用地址P指定用户宏程序的程序号。
2）任何自变量前必须指定G65。
3）当要求重复时，在地址L后指定从1～9999的重复次数，省略L值时，默认L值等于1。
4）使用自变量指定（赋值），其值被赋值给宏程序中相应的局部变量。
（2）自变量指定（赋值） 自变量指定又可称为自变量赋值，即若要向用户宏程序本体传送数据时，须由自变量赋值来指定，其值可以有符号和小数点，且与地址无关。
变量中的局部变量（#1～#33）共有33个，与其对应的自变量赋值共有两种类型。
自变量赋值Ⅰ：用英文字母后加数值进行赋值，除了G、L、O、N和P之外，其余所有21个英文字母都可以给自变量赋值，每个字母赋值一次，从A、B、C、D到X、Y、Z，赋值不必按字母顺序进行，但使用I、J、K时，必须按字母顺序赋值，不赋值的地址可以省略。
自变量赋值Ⅱ：与自变量赋值Ⅰ类似，也是用英文字母后加数值进行赋值，但只用了A、B、C和I、J、K这6个字母，具体用法是：除了A、B、C之外，还用10组I、J、K来对自变量进行赋值。在这里I、J、K是分组定义的，同组的I、J、K必须按字母顺序指定，不赋值的地址可以省略。
自变量赋值Ⅰ和自变量赋值Ⅱ与用户宏程序本体中局部变量的对应关系见表6-12。
图6-8 G65指令的应用实例
表6-12 FANUC 0i地址与局部变量的对应关系
（续）
注意：对于自变量赋值Ⅱ，表6-12中I、J、K的下标用于确定自变量赋值的顺序，在实际编程中不写（也无法写，语法上无法表达）。
1）自变量赋值的其他说明。
①自变量赋值Ⅰ、Ⅱ的混合使用。CNC内部自动识别自变量赋值Ⅰ和Ⅱ。
图6-9 语句释义
②自变量赋值Ⅰ和Ⅱ混合赋值，较后赋值的自变量类型有效（以从左到右书写的顺序为准，左为先，右为后）。
例：G65 A1.0 B2.0 I-3.0 I4.0 D5.0 P1100；语句的含义如图6-9所示。
如图6-9所示，本例中，I4.0和D5.0都给变量#7赋值，但后者D5.0有效。
由此可以看出，自变量赋值Ⅱ用10组I、J、K来对自变量进行赋值，在表6-12中似乎可以通过I、J、K的下标很容易识别地址和变量的关系，但实际上因在实际编程中无法输入下标，尽管自变量赋值Ⅱ“充分利用资源”，可以对#1～#33全部33个局部变量进行赋值，但是在实际编程时要分清是哪一组I、J、K，又是第几个I或J或K，是一件非常麻烦的事。如果再让自变量赋值Ⅰ和自变量赋值Ⅱ混合使用，那就更是烦上加烦！
相反，如果只用自变量赋值Ⅰ进行赋值，由于地址和变量是一一对应的关系，混淆出错的机会相当小，尽管只有21个英文字母可以给自变量赋值，但是毫不夸张地说，95%以上的编程工作再复杂也不会出现超过21个变量的情况。因此，强烈建议在实际编程时，使用自变量赋值Ⅰ进行赋值。
2）小数点的问题。没有小数点的自变量数据的单位为各地址的最小设定单位。传递的没有小数点的自变量的值将根据实际系统配置而定。因此建议在宏程序调用中一律使用小数点，既可避免无谓的差错，也可使程序对机床及系统的兼容性好。
3）调用嵌套。宏程序调用可以四级嵌套，包括非模态调用（G65）和模态调用（G66），但不包括子程序调用（M98）。
4）局部变量的级别。如图6-10所示，局部变量的嵌套从0到4级，主程序是0级。用G65指令或G66指令调用宏程序，每调用一次（2、3、4级），局部变量级别加1，而前一级的局部变量值保存在CNC中，即每级局部变量（1、2、3级）被保存时，下一级的局部变量（2、3、4级）被准备，可以进行自变量赋值。
当宏程序中执行M99指令时，控制返回到调用的程序，此时局部变量级别减1，并恢复宏程序调用时保存的局部变量值，即上一级被储存的局部变量被恢复，如同它被储存一样，而下一级的局部变量被清除。
图6-10 局部变量的嵌套
3.宏程序的模态调用与取消（G66和G67）
当指定G66时，则指定宏程序模态调用，即指定沿移动轴移动的程序段后调用宏程序，G67指令用于取消宏程序模态调用。其指令格式与非模态调用（G65）相似。
G66 P＜p＞L＜l＞＜自变量赋值＞；
＜p＞：要调用的程序号；
＜l＞：重复次数（默认值为1）；
＜自变量赋值＞：传递到宏程序的数据。
如图6-11所示程序为宏程序应用实例。
（1）相关说明
1）在G66指令之后，用地址P指定用户宏程序的程序号。
2）任何自变量前必须指定G66。
3）当要求重复时，在地址L之后指定1～9999的重复次数，省略L值时，默认L值等于1。
4）与非模态调用（G65）相同，使用自变量赋值，赋值给宏程序中相应的局部变量。
图6-11 宏程序应用实例
5）指定G67时，取消G66指令，即其后面的程序段不再执行宏程序模态调用。G66指令和G67指令应该成对使用。
6）可以调用四级嵌套，包括非模态调用（G65）和模态调用（G66），但不包括子程序调用（M98）。
7）在模态调用期间，指定另一个G66代码，可以嵌套模态调用。
（2）限制
1）在G66程序段中，不能调用多个宏程序。
2）在只有诸如辅助功能（M代码）但无移动指令的程序段中，不能调用宏程序。
3）局部变量（自变量）只能在G66程序段中指定。注意：每次执行模态调用时，不再设定局部变量。
【引导操作】
1.工作准备
（1）机床准备 选用FANUC0iMateC系统数控车床（前置式刀架）。
（2）毛坯准备 选用ϕ70mm×100mm45钢。
（3）夹具准备 选用数控车床常用夹具——自定心卡盘进行装夹。
（4）工、量具准备
1）0～150mm游标卡尺一把，用于测量内孔和长度尺寸。
2）25～50mm外径千分尺一把，用于测量25～50mm外圆直径尺寸。
图6-12 零件实体图
3）0～200mm金属直尺一把，用于测量工件长度。
2.零件图识读
图6-12所示零件在车削加工中，零件的尺寸精度要求一般，材料为45钢，总体结构包括圆柱面和椭圆面等。在数控车削加工中，该零件重要的径向加工部位有ϕ36mm、ϕ64mm及椭圆面。其表面粗糙度值为Ra1.6μm，轴向尺寸均以右端面为基准。
3.加工工艺
（1）加工方案 使用自定心卡盘夹持零件毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度。综合考虑车断、刀宽、卡盘限位等因素，零件应伸出卡盘总长65mm左右。零件轴向定位基准均选择在外圆柱段的左端外圆表面，以体现定位基准是轴的中心线。以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。
（2）加工工艺路线 粗车圆柱面、椭圆表面和圆柱面→精车圆柱面、椭圆表面和圆柱面，并用千分尺保证尺寸精度要求→车断→零件调头，控制总长→检测、校核。
（3）工艺卡片
1）工序卡片见表6-13。
表6-13 工序卡片
（续）
2）刀具卡片见表6-5。
4.程序编制
如图6-13所示，将椭圆标准方程转化到工件坐标系中，为Z2/a2+X2/b2=1。
根据以上公式可以推导出以下计算公式：X=±b∗SQRT[1-[Z∗Z]/[a∗a]]。
当加工曲线的起始点P1和终止点P2在椭圆自身坐标系中第一、二象限时，X取正值，而在第三、四象限时，X取负值。
图6-13 采用椭圆标准方程加工椭圆曲线的变量模型
编写宏子程序，运用G65指令调用宏程序的方式车削加工任意正椭圆曲线段。
（1）参数设定 采用椭圆标准方程编程加工椭圆曲线的宏程序调用指令为：
G65 P0002 A_ B_ X_ Z_ I_ J_ K_ F_；
自变量含义如下：
#1=A——椭圆在Z轴上的截距；
#2=B——椭圆在X轴上的截距；
#24=X——椭圆中心G在工件坐标系中的X坐标值（直径值）；
#26=Z——椭圆中心G在工件坐标系中的Z坐标值；
#4=I——椭圆曲线加工起始点P1在椭圆自身坐标系中的Z坐标值；
#5=J——椭圆曲线加工终止点P2在椭圆自身坐标系中的Z坐标值；
#6=K——象限判断，当加工椭圆曲线在椭圆自身坐标系的第一、二象限时，K取1，反之取-1；
#9=F——进给速度。
椭圆在X、Z半轴上的截距分别为20和12，椭圆中心在工件坐标系中的坐标值为（0，0），椭圆曲线加工起始点Z值为20，终止点Z值为0，加工曲线在第一象限，K取正值。
（2）零件加工参考程序 零件粗加工程序参考项目六任务一活动一，此处就G65调用宏程序完成椭圆精加工作详细说明。
1）主程序见表6-14。
表6-14 主程序
2）宏子程序见表6-15。
表6-15 宏子程序
【应用训练】
在规定时间内完成图6-14所示工件的工艺分析、编程与加工，并对加工零件进行自检。椭圆曲线方程为X2/82+Z2/122=1。
图6-14 应用训练
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