數控銑床加工非圓曲面宏程序編程方法

在數控加工中，經常需要對加工零件某一部分的形狀反復進行切削，這時侯可以使用子程序編程效果比較好；但是，對于不同零件，不同部分，且具有相似形狀的零件，子程序的通用性就差了，而宏程序就能替代子程序很好的適應相似形狀的零件的加工。

宏程序編程的最大特征主要有三方面：

（1）在宏程序主體中可以使用變量

（2）可以進行變量之間的演算

（3）用宏程序指令對變量可以賦值

因此，宏程序可以實現相似形狀加工，由其能解決非圓曲線曲面的加工。在數控銑床曲面輪廓加工中，應用非常廣泛。

1.規則公式曲面形狀的加工方法

在對斜面、球面和橢球面等規則公式曲面編程時，一般由曲面的規則公式或參數方程，選擇其中的一個變量作為自變量（或參數），另一個變量作為這個自變量的函數，并將公式或方程轉化為這個自變量（參數）的函數表達式；再用數控系統中的變量（#i或Ri）來表達這個函數表達式；最后根據曲面的起點和移動步距，采用等間距直線段逼近法和圓弧逼近法來進行程序設計。

2.不規則曲面的程序設計與加工方法

在對不規則曲面進行程序編程時，一般先對曲面分層進行相似擬合，隨后對相似擬合的曲線套用規則公式，再按照規則公式曲面編程和加工方法分段進行；如果不能用規則公式來表達，則求出曲線上相鄰點的坐標繪制出曲線列表，采用列表式方法編程。

3.非圓曲線宏程序的具體應用實例

本例通過FANUC數銑系統的宏程序來講述在數控銑床上加工非圓曲線形狀的編程方法。以銑削一凸輪輪廓為例。

例：如圖所示，要在一工件材質為45鋼，尺寸為120×120×20mm的毛坯上加工圖示凸輪。

分析：此零件加工內容為凸輪，由圖形可知在X正方向長度為40mm，在X負方向長度為60mm，需要在180°內長度要不斷變化，長度要從40mm變化到60mm，增加20mm，角度到達180°。因此，設置長度方向增量為20mm/180°（即每增加180°長度增加20mm），設角度的增量為1°，φ最終求出凸輪上各點坐標，把各點連在一起，形成凸輪。

3.1.參數

#1 20.0/180.0 長度方向增量

#2 0° 起始角度值

#3 40 凸輪起始半徑

#4 0 凸輪半徑增量

#5 -5 凸輪深度

#6 60 凸輪最終半徑

#7 180° 第二次起始角度值

3.2.選擇φ16平底刀

3.3.加工程序

O111

T1 M6；

G90 G54 G0 X60.0 Y0 S600 M3；

G0 Z50.；

Z10.0；

#1=20.0/180.0；

#2=0；

#3=40.0；

#4=0.；

#5=-5.0；

G1Z[#5] F100； （下刀）

N10 #8=[#3+#4]*COS[#2]； （計算x坐標值）

#9=[#3+#4]*SIN[#2]； （計算y坐標值）

G42 G1 X#8 D1； （x方向加刀補）

Y#9； （y方向進給）

#4=#4+#1； （長度方向增加#1）

#2=#2+1.0； （角度增加1度）

IF[#2LE180.0]GOTO 10； （如果角度小于或等于180度，跳轉到N10執行）

#7=180.0；

#4=0；

N20 #6=60.0 （起始半徑）

#10=[#6-#4]*COS[#7]； （計算x坐標值）

#11=[#6-#4]*SIN[#7]； （計算y坐標值）

G1 X#10 Y#11 F100；

#4=#4+#1；

#7=#7+1.0；

IF[#7LE360.0] GOTO 20； （如果角度小于或等于360度，跳轉到N20執行）

G40 G1 X48.0 Y0； （取消刀補）

G0 Z50.0 M5；

M30；

4.小結

此零件的編程關鍵在它的二次嵌套，當程序運行完一次后，變量就會記憶最后一次的結果。當第二次運行時，如果以第一次的變量賦值作為基準的話，在第二次調用標識符內就不能再有以第一次作為基準的變量。