cnc數（shù）控（kòng）車床高曲線加工

CNC車床高斯曲線（xiàn）加工

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

從多年的實（shí）踐來（lái）看（kàn），采用宏程序編程，然後在（zài）數（shù）控（kòng）車床上車削是較（jiào）為簡單、經濟和方便的一種方法。

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

宏程序分為A類和B類兩種（zhǒng）：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類（lèi）宏程序通常用賦值（zhí）語句和（hé）數學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數控係（xì）統的宏程序（xù）就是B類。

▽長按愛心，添加小編，技術交流（liú）▽

一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型（xíng）數控係統中變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和係統變量（liàng）。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量（liàng）;局部變量的變量號為#1～#33，該類（lèi）變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷（duàn）電時局部變量初始化為空，調（diào）用宏程序（xù）時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在（zài）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，變量#500～#999中（zhōng）的數（shù）據保存（cún），即使（shǐ）斷電也（yě）不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具（jù）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（zài）引用（yòng）變量，特別是公共變量時，為消除變量內原（yuán）有數據的影響（xiǎng），一定要給變量重新賦（fù）值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序中可以使用變量，給變量賦值（zhí），變量間可進行運算和（hé）程序（xù）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語句，一層宏循環裏還（hái）可以嵌套多層循環。所以可以應用宏程序指令編製出簡潔合理的（de）小（xiǎo）容量加工程序，擴展數控機床功（gōng）能，提（tí）高加工效率，充分發揮數（shù）控機床的作用。

二、高斯曲線的方程（chéng）

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

定的：Z軸與主軸軸線平（píng）行，正方向是遠離工件方向，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（xì）的方程轉換為數控車床坐（zuò）標係下的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等（děng）數學（xué）符（fú）號，這就需要用宏程序（xù）中的算術（shù）和邏輯運算符號替換其中的數學（xué）符號，變成數（shù）控車床可識別（bié）的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐（zuò）標下的方程如下（xià）。

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）車床加工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在（zài）加工此類曲線（xiàn）時一般采用直線逼近法，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距得到一個Z值。然後，通過曲線方（fāng）程計算求出對應的X值，再將刀具（jù）直線插補至（zhì）計算（suàn）得出的(X，Z)值所確定的（de）點，依次插補便可完（wán）成特殊曲線的加工。

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（gāo）斯曲線的宏程（chéng）序編製過程。如（rú）圖1所示（shì），在Φ260mm的毛坯棒料上加工一段長100mm的（de）高斯曲（qǔ）線外輪廓。圖（tú）1是（shì）直角坐標係下（xià）的零件（jiàn）圖樣，圖（tú）2是數控（kòng）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（men）用#101表示（shì）自變量z，用#102表示(z-620)/1339，用#103表（biǎo）示(z+251.5)/351.8，用#104表示(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則高斯曲（qǔ）線的方程（chéng）可表（biǎo）示（shì）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;(直線逼近法加工高斯曲線)

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的精加（jiā）工程序，在（zài）實際加工中要考慮到毛坯的餘量（liàng），這就需要先粗車，再精車。粗車同樣也（yě）是沿輪廓車削，可采用G71或者G73指令粗車，然後用G70指令精車，編製完整的程序如下（xià）。

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;(直線逼近法加工高斯曲線)

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軟件的應用，手工編程、宏程序應用空間日趨縮小，但是在（zài）某些情（qíng）況下（xià）PC機也無能為力，這就要求我們深挖（wā）手工編程，發揮數控（kòng）機床潛力（lì）。