cnc數控車床高曲線加工

CNC車床高（gāo）斯曲線加工

隨（suí）著新產品研製的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯（sī）曲線等，而如何加工這些特殊曲線（xiàn）就（jiù）成了機加（jiā）人員的新課題（tí）。

從多年的實踐來看，采用宏程序編（biān）程，然後在數控（kòng）車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種方法對於編程者要求較高，這是因為宏程序的編製要求程序員（yuán）不僅具有豐富（fù）的數學知識（shí），還要熟悉數（shù）控車床的編程指令，對於宏程序更應是了如指掌。

宏程序（xù）分為A類和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類宏（hóng）程序通常用賦值語句和數學公式進（jìn）行編（biān）製（zhì），易（yì）為大家接受，FANUC0i型數（shù）控係統的宏程序就（jiù）是B類。

▽長按愛心，添加小編，技術交流▽

一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係（xì）統中變量分為4種類型，即空（kōng）變量、局部變量（liàng）、公共變量（liàng）和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦（fù）給該變量;局部變量的變量號為（wéi）#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當（dāng）斷電時局部變量初始（shǐ）化為空，調（diào）用宏程序時，給局部變量賦值（zhí）。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序（xù）中的意義相同。當斷電時（shí），變量#100～#199初始化（huà）為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電（diàn）也不丟失（shī）。係統變（biàn）量的變量號為#1000～，係統（tǒng）變量用於讀和（hé）寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在編寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變（biàn）量，特別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響，一（yī）定要給變量重新賦值後再引用。

宏程（chéng）序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序（xù）中可以使用變量，給變量賦值，變量間可進行運（yùn）算和程序跳轉。此外，宏程序還提（tí）供了循環語句、分支語句和子程序調用（yòng）語句，一層宏循環裏還可（kě）以（yǐ）嵌套多層循環。所以可以（yǐ）應用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提高加（jiā）工效率，充分發揮數控機床的作用（yòng）。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直（zhí）角坐標係下的方程是其（qí）中x是（shì）自變量，y是因變量。但此方程（chéng）我們還不能直接應用於數控車床，因為在（zài）數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸（zhóu）與主軸（zhóu）軸線平行，正方向是遠（yuǎn）離工件方向，X軸（zhóu）與主軸（zhóu）軸線垂直，正方向（xiàng）是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直（zhí）角坐標係的方程轉換為數控車床坐標係（xì）下的方程，同時數控車床不能識別指數函數（shù）和平方等數學（xué）符號，這就需要（yào）用宏程序中的（de）算術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可（kě）識（shí）別的公（gōng）式。

經變換後高斯曲（qǔ）線在（zài）數控（kòng）坐標下的方程如下。

X=140.6/EXP(((z-620)/1339)*((z-620)/1339))+9.358/

EXP(((z+251.5)/351.8)*((z+251.5)/351.8))+24.58/EXP(((z+740.4)/464.1)*((z+740.4)/464.1))

三、數（shù）控車床加工特殊曲線的方法（fǎ）

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加（jiā）工（gōng）直線（xiàn）、圓弧，但並沒有專（zhuān）門的G代碼（mǎ）來加工（gōng）橢（tuǒ）圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線（xiàn）。在加工此類曲線時一般采用直線（xiàn）逼近法，即在Z方向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步（bù）距（jù）得到一個Z值。然後（hòu），通（tōng）過曲線方（fāng）程（chéng）計算求出對應（yīng）的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成（chéng）特（tè）殊曲線的加工。

四、編製加工高斯（sī）曲線的宏程序

現以一個簡單的零件為例，說明高斯曲線的宏程序編（biān）製過（guò）程。如（rú）圖1所（suǒ）示（shì），在Φ260mm的毛坯棒料上（shàng）加工一段長100mm的高斯曲線外輪（lún）廓。圖1是直角坐標係下的零（líng）件圖樣，圖2是數控坐標下的零件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

在高斯曲線數控坐標方程中，我們用#101表示自變量z，用#102表示(z-620)/1339，用#103表示(z+251.5)/351.8，用#104表（biǎo）示(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則高斯曲（qǔ）線的方程可表示為：

#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104+#104)

編製精加工程序如下：

O0001

N10#101=0;(自變量初值)N20#102=(#101-620)/1339;

N30#103=(#101+251.5)/351.8;N40#104=(#101+740.4)/464.1;

N50#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104);

N60G01X[2*#105]Z[-#101]F0.2;(直線（xiàn）逼近法（fǎ）加工高斯曲線)

N70#101=#101+0.1;(z值遞增一個步距)

N80IF[#101LE100.0]GOTO20;N90G01X265.0;

N90G00X100.0Z100.0;N100M30;

以上程序為最後一刀（dāo）的精加工程序，在實際加工中要考慮到毛坯的餘量，這就需要先粗車，再精車。粗車同樣也是沿輪廓（kuò）車削（xuē），可采用G71或者G73指令粗車（chē），然後用G70指令精車，編製完整的程序如下。

O0002

N10G40G21G97G99;N20M03S800;

N30T0101;

N40G00X262.0Z2.0;N50G73U9.0R9.0;

N60G73P70Q150U0.3W0.0F0.2;N70#101=0;(自變量初值（zhí）)

N80#102=(#101-620)/1339;N90#103=(#101+251.5)/351.8;

N100#104=(#101+740.4)/464.1;

N110#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104);

N120G01X[2*#105]Z[-#101]F0.1S1000;(直線逼（bī）近法（fǎ）加工高斯曲線（xiàn）)

N130#101=#101+0.1;(z值（zhí）遞增（zēng）一個步距)N140IF[#101LE100.0]GOTO80;

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;

雖（suī）然隨著CAD/CAM軟（ruǎn）件的應用（yòng），手工編程、宏程（chéng）序應用空間日趨縮小，但是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我（wǒ）們深挖手（shǒu）工編程（chéng），發揮數控機床潛力。