CNC數控車床（chuáng）高（gāo）斯曲線加工

文章出（chū）處：公司動態（tài）責（zé）任編輯：東莞市（shì）茄子短视频app下载安装（ěr）鑫五金機械有限公司（sī）發表時間：2017-12-08

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研（yán）製的發展，許多新產品的形（xíng）狀采用了特殊曲線，如橢圓（yuán）、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這（zhè）些特殊曲線（xiàn）就成（chéng）了機加人員的新（xīn）課題（tí）。

從（cóng）多年的實踐（jiàn）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。

但是這種方法對於編程者要求較高，這是因為宏程序（xù）的編製要求程序員不僅具（jù）有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序更應是了如指掌。

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

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數（shù）控（kòng）係（xì）統中變量（liàng）分為4種類（lèi）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，該變量（liàng）總為（wéi）空，沒有值能賦（fù）給該變量;局（jú）部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏（hóng）程序中（zhōng）存儲數據，當斷電時局（jú）部變量初始（shǐ）化為空（kōng），調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的（de）宏程序中的意義相同。當斷電時，變（biàn）量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使（shǐ）斷電也不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係（xì）統變量用於讀和（hé）寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位（wèi）置和刀具（jù）補償值等。我們（men）在編寫宏程序時可以（yǐ）引用局（jú）部變量和公（gōng）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，一定要給變量（liàng）重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機（jī）床功（gōng）能（néng）擴展的一種（zhǒng）方法。在宏程序中（zhōng）可以使（shǐ）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（tí）供了（le）循環語句、分支語句和子程序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套（tào）多層循環。所以可以應用宏程序指令編製出（chū）簡潔（jié）合理的（de）小容量加工程（chéng）序，擴展數控機床（chuáng）功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的作用（yòng）。

二、高斯曲線的（de）方（fāng）程

高斯曲線在直角坐標係（xì）下的方程是

，其中x是自變量，y是因變量。但此（cǐ）方（fāng）程我們還不能直接應用於數控車床，因為在數控車床上，坐標係是這樣（yàng）規

定的：Z軸與（yǔ）主（zhǔ）軸軸線平行，正方（fāng）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（zhóu）軸線（xiàn）方向。因此我們（men）需要把直角（jiǎo）坐標係的方程轉換為數控車床坐（zuò）標（biāo）係下的方程，同時數控車床（chuáng）不能識別指數函數（shù）和（hé）平（píng）方等數學符號，這就需要用宏程序中（zhōng）的算術和邏輯運算符號（hào）替換其中的（de）數學符號，變成數控車（chē）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、數控車床加（jiā）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（dàn）並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和（hé）高斯曲（qǔ）線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼（bī）近法，即在Z方向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個（gè）步距，每遞減或遞（dì）增一個步距得到一個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（de）(X，Z)值（zhí）所確定（dìng）的點，依次（cì）插補便可完成特殊曲線的加工。

四、編製加工高斯曲（qǔ）線的宏程序

現以一個簡單的零件為（wéi）例，說明高斯曲線的宏程序編製過程（chéng）。如圖1所示，在Φ260mm的毛坯棒料上加工一段長100mm的（de）高（gāo）斯曲線外輪廓。圖1是直角坐標係下的零件圖樣，圖2是（shì）數（shù）控坐標下的零（líng）件圖樣。

1490873504692141.png1490873504561622.png

在高（gāo）斯曲（qǔ）線數控坐標方程中，我們用（yòng）#101表示（shì）自變量z，用#102表示(z-620)/1339，用#103表示(z+251.5)/351.8，用（yòng）#104表示(z+740.4)/464.1，用#105表示因（yīn）變量x，則高（gāo）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)

編製精加工程序如下：

O0001

N10#101=0;(自變量初值（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（jìn）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（yī）刀（dāo）的精（jīng）加工程（chéng）序（xù），在（zài）實際（jì）加工中要考（kǎo）慮到毛坯的餘量，這就需要先粗車，再精車。粗車同樣也（yě）是沿（yán）輪廓車削，可采用G71或者G73指令粗（cū）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（chū）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（zēng）一個步距)N140IF[#101LE100.0]GOTO80;

N150G01X265.0;N160G70P70Q150;

N170G00X100.0Z100.0;N180M30;