cnc數控車床高曲線加工

文章（zhāng）出處（chù）：行業動態責任編輯：東莞市（shì）沃（wò）爾鑫五金機械有限（xiàn）公司發表時間：2023-05-16

CNC車床高斯曲（qǔ）線加工

隨著新產品（pǐn）研製的（de）發展（zhǎn），許多（duō）新產品的形狀采用了特（tè）殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲（qǔ）線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的（de）新課題。

從多年的實踐來看，采用宏程序編程，然（rán）後在數控車床上車削（xuē）是（shì）較為簡單、經濟（jì）和方便的一種方法。

但是這種方法對於編程者要求較高，這是因為宏程序（xù）的編製（zhì）要求程序員（yuán）不僅具有豐富的數（shù）學知識，還（hái）要熟（shú）悉數控車床的編程指令（lìng），對於宏程序更（gèng）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（cǎi）用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值（zhí）語句和（hé）數學公（gōng）式進行編（biān）製，易為大家接受，FANUC0i型數控係統的（de）宏程序就是B類（lèi）。

▽長按（àn）愛心，添加小（xiǎo）編，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（liàng）分為4種類型，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（wéi）空，沒有值能賦給（gěi）該變量;局部變量的（de）變量號為#1～#33，該類（lèi）變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電時局部（bù）變量初始化為空，調（diào）用宏程（chéng）序時，給（gěi）局部變量賦值。公共變量的（de）變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不（bú）同（tóng）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中的數據保存，即使斷電也不丟失（shī）。係統變量的（de）變量號為#1000～，係統變量用於（yú）讀和（hé）寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在編寫宏程（chéng）序時可以引用局部（bù）變量和公共變量，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（dìng）要給變（biàn）量重新賦（fù）值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴（kuò）展（zhǎn）的一種方法。在宏程序中可以使用（yòng）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（xún）環語句、分支語（yǔ）句和子程序調（diào）用語（yǔ）句，一層宏循環裏還可以嵌套多層（céng）循環。所以可以應用宏程序指令編製出簡（jiǎn）潔合理的小容量（liàng）加工程序，擴展數控機床（chuáng）功（gōng）能（néng），提高加工效率，充分發揮（huī）數（shù）控機床的（de）作用。

二（èr）、高斯曲線的方（fāng）程

高斯（sī）曲線在直角坐標係下的方程是其中x是自（zì）變量，y是因變量。但此方程我們還不能直接（jiē）應用（yòng）於數控車床，因為在數控車床上，坐標（biāo）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（yǔ）主軸軸線（xiàn）垂直（zhí），正（zhèng）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標係下的方程，同時數控車床不能（néng）識別指數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的（de）算（suàn）術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變成（chéng）數控車床可識（shí）別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐標下的（de）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（gōng）特殊曲線的方法

數控車床可通（tōng）過（guò）G01、G02等G代碼（mǎ）直（zhí）接加工（gōng）直線、圓弧，但並沒有專門的G代碼來（lái）加工橢圓、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，即在Z方向（xiàng）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（gè）步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確（què）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（de）宏程序

現以一（yī）個簡單的零件為例，說明高斯曲線的宏程序編製過程。如圖1所示，在Φ260mm的毛坯棒料（liào）上（shàng）加工（gōng）一（yī）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（tú）2是數控坐標下的（de）零件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

在高斯曲線數控坐（zuò）標方程中，我們用#101表（biǎo）示自變量z，用#102表示(z-620)/1339，用#103表（biǎo）示(z+251.5)/351.8，用#104表示（shì）(z+740.4)/464.1，用#105表示因變量x，則（zé）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)

編製精加工（gōng）程序如（rú）下：

O0001

N10#101=0;(自（zì）變量初值（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（fǎ）加工高斯曲（qǔ）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，在實際加工中（zhōng）要考慮到毛坯的餘量，這就需要先粗車（chē），再精車（chē）。粗（cū）車同（tóng）樣也是沿輪廓（kuò）車削，可采用G71或者（zhě）G73指令（lìng）粗車，然後（hòu）用G70指令（lìng）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（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曲線)

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

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;