cnc數（shù）控（kòng）車床高曲線（xiàn）加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許（xǔ）多新產品的形狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯曲線等，而（ér）如何加工這些特（tè）殊曲線就成了機加人員的新課題。

從（cóng）多年（nián）的實踐來看，采用宏程序編程（chéng），然（rán）後在數控車床上車（chē）削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種（zhǒng）方（fāng）法對於編程者要求較高，這是因為宏程序的編製（zhì）要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床（chuáng）的編程指（zhǐ）令（lìng），對（duì）於宏程序更應是了如指掌。

宏程序分（fèn）為A類和B類兩種：A類宏程序通常采（cǎi）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行編製，易為大家接（jiē）受，FANUC0i型數控係統的宏程（chéng）序（xù）就是B類。

▽長按愛心（xīn），添加小編（biān），技術交流▽

一、FANUC0i型（xíng）數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種（zhǒng）類型，即空變量（liàng）、局部變量、公共變量和係統變量（liàng）。空變量的變量號為#0，該（gāi）變量（liàng）總為（wéi）空，沒（méi）有值（zhí）能賦（fù）給該變量;局部變量（liàng）的變量號為#1～#33，該類變量（liàng）隻能用於在宏程（chéng）序中存儲數據，當斷電時局（jú）部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部（bù）變量賦值。公共變量的變量號為（wéi）#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同（tóng）。當斷電時（shí），變（biàn）量#100～#199初始化（huà）為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和（hé）寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補（bǔ）償值等。我（wǒ）們在編寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量（liàng），在引用變量，特別是公（gōng）共變量時，為消除變量內原有（yǒu）數據的影（yǐng）響，一定要給變量重新賦值後（hòu）再引（yǐn）用。

宏程序是用戶（hù）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，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，一層宏循環裏還可（kě）以嵌（qiàn）套多層循環（huán）。所以可以應用宏程（chéng）序指令編製出簡（jiǎn）潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提高加工效率，充分發（fā）揮數控（kòng）機床的作用。

二、高斯曲（qǔ）線的方程

高斯曲線在直角坐（zuò）標係下的方程是其中x是（shì）自變量，y是因變量。但此方（fāng）程我們還不能直接應（yīng）用於（yú）數控車（chē）床，因為（wéi）在數控車床上，坐標係是這樣規（guī）

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方（fāng）向是遠（yuǎn）離工件（jiàn）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（cǐ）我（wǒ）們需要把直角坐標係（xì）的方程轉換為數控車床坐標（biāo）係下的方程，同時數控車床不能（néng）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算符號（hào）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（chuáng）可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專門（mén）的（de）G代碼來加工橢圓、雙曲線（xiàn）和（hé）高斯曲線等特殊曲線。在加（jiā）工此類曲線（xiàn）時一般采用直線逼近法，即在Z方（fāng）向上依（yī）次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或（huò）遞增一個（gè）步距得到一個Z值。然後，通過曲（qǔ）線方程計算求出對應的X值，再將刀（dāo）具直線（xiàn）插（chā）補至計（jì）算（suàn）得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

四、編製加工高斯曲線的宏程序

現以一個簡單的零件為例，說明高斯曲線（xiàn）的宏程序（xù）編製過（guò）程（chéng）。如圖1所示，在（zài）Φ260mm的毛（máo）坯棒料上加工一段長100mm的高斯曲線外輪廓。圖1是直角坐標係下的零件圖樣，圖2是數控（kòng）坐（zuò）標下的零件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

在高斯曲線（xiàn）數控坐標（biāo）方程中，我（wǒ）們用#101表示自變量（liàng）z，用#102表示(z-620)/1339，用#103表示(z+251.5)/351.8，用#104表示（shì）(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則高斯曲線的方（fāng）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（rú）下（xià）：

O0001

N10#101=0;(自（zì）變量初（chū）值（zhí）)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（gōng）高（gāo）斯曲線)

N70#101=#101+0.1;(z值遞增（zēng）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工程序，在實（shí）際加工中要考慮到毛坯的餘量，這就需要先（xiān）粗車，再精車。粗車同樣也是沿輪廓車削，可采用G71或者G73指令粗車，然後用G70指令精車，編製（zhì）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;(直線逼近法（fǎ）加工高斯曲線（xiàn）)

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

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;

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