cnc數控車床高（gāo）曲線加工

CNC車床高（gāo）斯曲線加（jiā）工

隨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（hé）高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

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

但是（shì）這種方法對於編程（chéng）者要求較（jiào）高，這（zhè）是因為宏程（chéng）序的編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟（shú）悉數控車床（chuáng）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類宏程序通常用（yòng）賦（fù）值語句和數學公式進行編製，易（yì）為大家（jiā）接受，FANUC0i型數控係統的宏程序就是（shì）B類。

▽長按（àn）愛心，添加小編，技術交流▽

一、FANUC0i型數控（kòng）係統宏（hóng）程序

在FANUC0i型數（shù）控係統中變量分（fèn）為4種（zhǒng）類（lèi）型，即空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變（biàn）量總為空，沒有值（zhí）能賦給該變量;局部變量（liàng）的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數（shù）據，當斷電時局部變量（liàng）初始化為空（kōng），調用宏程序時（shí），給局部變量賦值。公共（gòng）變量的（de）變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在（zài）不同的（de）宏程序中的意義（yì）相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保（bǎo）存，即使斷電也不丟失（shī）。係統變量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和（hé）寫CNC的各種數（shù）據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在（zài）編寫宏程（chéng）序時可以（yǐ）引用局部變量（liàng）和公共變量，在引（yǐn）用變量（liàng），特別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要給變量重（chóng）新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一（yī）種（zhǒng）方法。在宏程（chéng）序中可以使用變（biàn）量，給變（biàn）量賦值，變（biàn）量間（jiān）可進行運（yùn）算和程序跳轉。此外，宏程序還（hái）提供了循環語句、分支（zhī）語句（jù）和子程（chéng）序調用語句，一層宏循環裏（lǐ）還可以嵌套多層循環。所以可（kě）以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（kòng）機床功能，提高加工效率，充（chōng）分發揮數控（kòng）機床的作用。

二、高斯（sī）曲線的方程

高斯曲線在直角坐標（biāo）係下的方程是其中x是自變量，y是因變量。但此方程我們還不能直接應用於數控車床（chuáng），因為在數控車（chē）床上（shàng），坐標係是這樣規（guī）

定的：Z軸與主軸軸線平（píng）行，正方向是遠離（lí）工件（jiàn）方（fāng）向，X軸與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直角坐標係的方程轉換為數控車床（chuáng）坐（zuò）標（biāo）係下的方程，同時數控車床不能識別（bié）指數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯曲線在數控（kòng）坐標下的方程如（rú）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、數控（kòng）車床（chuáng）加工特殊曲線的方法

數控車床可通過（guò）G01、G02等G代碼直接加工直線（xiàn）、圓弧，但（dàn）並（bìng）沒有（yǒu）專門的G代（dài）碼來加工橢圓、雙曲線和高斯（sī）曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上依（yī）次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個（gè）步距，每遞減或遞增一個（gè）步距得到一個Z值（zhí）。然後，通過曲線方程計算（suàn）求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點（diǎn），依次插補便可完成特殊曲（qǔ）線的加工。

四、編製加工高斯曲線的宏程序

現以一個簡單的零件為例，說（shuō）明高斯曲線的宏程序編製過程。如圖1所示，在Φ260mm的（de）毛坯棒（bàng）料上加工一段長100mm的（de）高斯曲線外輪廓。圖（tú）1是直角坐標係下的零（líng）件圖樣（yàng），圖2是數（shù）控坐標下的零件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

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

#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;(直線逼近法加工高（gāo）斯曲線)

N70#101=#101+0.1;(z值遞增一（yī）個步距)

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

N90G00X100.0Z100.0;N100M30;

以上程（chéng）序為最後一刀的精加工程（chéng）序，在實（shí）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（tóng）樣也是沿（yán）輪廓車削，可采用G71或者G73指（zhǐ）令粗（cū）車，然後用G70指令精車，編製完整的（de）程序如（rú）下。

O0002

N10G40G21G97G99;N20M03S800;

N30T0101;

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

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

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;(直線逼近法加工高斯（sī）曲線)

N130#101=#101+0.1;(z值遞增一個（gè）步距)N140IF[#101LE100.0]GOTO80;

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;

雖然隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用，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）們深挖手工編程，發揮數控機床潛力。