cnc數控車床高曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許多新產品的形（xíng）狀采（cǎi）用了特殊曲線，如橢圓、雙曲（qǔ）線和高斯曲線等，而如何加工這（zhè）些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

從多年的實踐來看，采用宏程序編（biān）程，然後在數控車床上車削是較為簡單、經濟和（hé）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（zhì）要求（qiú）程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序（xù）更應（yīng）是了如指掌。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏（hóng）程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通（tōng）常用賦值語句和數學公（gōng）式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數控係統的宏程（chéng）序就是B類。

▽長按愛心，添加小編，技（jì）術交（jiāo）流▽

一、FANUC0i型（xíng）數控係統（tǒng）宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和係（xì）統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變（biàn）量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電（diàn）時局部變量初始（shǐ）化為空，調用宏程序（xù）時，給局部變量賦（fù）值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變（biàn）量#500～#999中的數據保存，即使斷電也（yě）不丟失。係（xì）統（tǒng）變量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補（bǔ）償（cháng）值等。我們在編寫宏程序時可以引用局（jú）部變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變（biàn）量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要（yào）給變量重新（xīn）賦值後再（zài）引（yǐn）用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一（yī）種方法。在宏程序中可以使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳（tiào）轉。此外，宏程序還提供了循環語句（jù）、分（fèn）支語句（jù）和子程序（xù）調用（yòng）語句，一層（céng）宏循環裏還可以嵌套多（duō）層循環。所以（yǐ）可以應（yīng）用宏（hóng）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（lǜ），充分發揮數控機（jī）床的作用。

二、高斯曲線的（de）方程

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

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是遠（yuǎn）離工件方向，X軸與主軸軸線（xiàn）垂直（zhí），正方向是遠（yuǎn）離（lí）主軸軸（zhóu）線（xiàn）方向。因此我們需要把（bǎ）直角坐標係的方程（chéng）轉換為數控車床坐標（biāo）係下的方程，同時數控車床不能識別指數（shù）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（yùn）算符號替換其（qí）中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯（sī）曲線在數控坐標下的方程如下。

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、數控車床（chuáng）加工特殊曲線的方法

數（shù）控車（chē）床可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專（zhuān）門的G代碼來加工橢（tuǒ）圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即（jí）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（zēng）一個步距得到一個Z值。然後，通過（guò）曲線方程計算求出對應的X值，再將刀具直（zhí）線（xiàn）插補至計算得出的(X，Z)值所確定的（de）點，依次插補（bǔ）便可完（wán）成特殊曲線的（de）加工。

四、編製加工高斯曲線的宏程序

現以一個（gè）簡單的零（líng）件為例，說（shuō）明高斯曲線的宏程序編製過程。如圖1所（suǒ）示，在Φ260mm的（de）毛坯棒料上加工（gōng）一段長100mm的高斯曲線外輪廓（kuò）。圖1是直角坐標係下的零件圖樣，圖2是數控坐標（biāo）下的零（líng）件圖（tú）樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

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

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

編（biān）製精加工程序如下：

O0001

N10#101=0;(自（zì）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）逼近法加工高斯（sī）曲線)

N70#101=#101+0.1;(z值（zhí）遞增一（yī）個步距)

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

N90G00X100.0Z100.0;N100M30;

以上（shàng）程序為最（zuì）後一刀的精加工程序，在實際加（jiā）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車削，可采用G71或者G73指令（lìng）粗車，然後用（yòng）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)

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（jìn）法加工高斯曲（qǔ）線)

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

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;

雖然隨著CAD/CAM軟件的（de）應用，手工編（biān）程、宏程序應用空間日趨縮小，但是在某些情況下PC機也無（wú）能（néng）為力，這就要求我們深（shēn）挖（wā）手工編程，發揮數控機床（chuáng）潛（qián）力。