cnc數控（kòng）車床高曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研（yán）製的發（fā）展，許多新產品的形狀采用了特殊曲線，如橢（tuǒ）圓、雙曲線和高斯曲線等，而如何加（jiā）工這些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

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

但是（shì）這種（zhǒng）方法對於編程（chéng）者要求較高，這是因為宏程序的編製要求程序員不（bú）僅具有豐富的數（shù）學知識，還要熟（shú）悉數控車床的編程（chéng）指令，對於宏程序更應是（shì）了如指掌（zhǎng）。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製（zhì），B類宏程序通常用賦值語句和數學公式進行編製，易為大家接（jiē）受，FANUC0i型數（shù）控係（xì）統的宏程序就是B類。

▽長（zhǎng）按愛心，添加小編，技術（shù）交流（liú）▽

一（yī）、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係（xì）統（tǒng）中變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量（liàng）和係統變（biàn）量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該（gāi）變量（liàng）;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏（hóng）程序時，給局部變量賦（fù）值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變量在不同的宏（hóng）程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初（chū）始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不（bú）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（dāo）具的（de）當前位置和刀具（jù）補償值等。我們在編寫宏（hóng）程序時可以引用局部變量和（hé）公共（gòng）變量，在引用變量，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（gěi）變量重新賦值後再（zài）引用（yòng）。

宏程（chéng）序是用戶實現機床功能（néng）擴展（zhǎn）的一種方法。在宏程序中可以使用變量，給變量賦（fù）值，變量間可（kě）進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序（xù）調（diào）用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層（céng）循環。所（suǒ）以可以應用宏程序指令編（biān）製出簡潔合理的小容量加工程（chéng）序（xù），擴展數控機床功能，提高加工效率，充（chōng）分發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的方（fāng）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（shì）因變量。但此方程我們還不能直接應用於數控車床，因為在數（shù）控車床（chuáng）上，坐標係是這樣規

定（dìng）的：Z軸與主軸軸線（xiàn）平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線垂（chuí）直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我（wǒ）們需要把直角坐（zuò）標係的（de）方程轉換為數（shù）控車床坐（zuò）標係下（xià）的方程，同時數控車床不能（néng）識別指數函數和平（píng）方等數學符號，這就需要用（yòng）宏程序中的算術和（hé）邏輯運算符號替（tì）換其中的數學符號，變成數控（kòng）車床可識別（bié）的（de）公式。

經變換後高斯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、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工橢圓（yuán）、雙（shuāng）曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工（gōng）此類曲線時一般（bān）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（yī）個Z值。然後（hòu），通過曲線方程計算求出對應的X值，再（zài）將（jiāng）刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值（zhí）所（suǒ）確（què）定的點，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

四、編製加工（gōng）高斯（sī）曲線的（de）宏（hóng）程序

現以一個簡單的零件為例，說（shuō）明高（gāo）斯曲線（xiàn）的宏程序編製過程。如（rú）圖1所示，在Φ260mm的毛坯棒料上加工一（yī）段（duàn）長100mm的高斯曲線外（wài）輪廓。圖1是直角坐標係下的零件圖樣，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（fāng）程中，我們用#101表示自變量z，用#102表（biǎo）示(z-620)/1339，用#103表示(z+251.5)/351.8，用#104表示(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則高斯曲線的方程可表示（shì）為：

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

編製（zhì）精加（jiā）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（gè）步距（jù）)

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

N90G00X100.0Z100.0;N100M30;

以上（shàng）程序為最後一刀的精加工程序，在實際加工中要考慮到毛（máo）坯的餘量，這就需要先粗（cū）車，再精（jīng）車（chē）。粗車同（tóng）樣也是沿輪廓（kuò）車（chē）削，可采用G71或者G73指令粗車，然（rán）後用G70指令精車，編製完整的程（chéng）序如下。

O0002

N10G40G21G97G99;N20M03S800;

N30T0101;

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

N60G73P70Q150U0.3W0.0F0.2;N70#101=0;(自變量（liàng）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（zhí）線（xiàn）逼近（jìn）法加工高斯曲線)

N130#101=#101+0.1;(z值遞增一（yī）個步距)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（yīng）用空間日趨縮小，但是在某些情況下PC機也無（wú）能為力，這就要求我們深（shēn）挖手工編程，發揮數（shù）控機（jī）床潛力（lì）。