阿基米德螺旋線與宏變量編程

韓 鵬

中國一拖高級技工學校，河南 洛陽 471003

隨著技術的發展，自動編程逐漸會取代大部分手工編程，但宏程序簡潔的特點使之依然具有比較大的使用空間。

1 宏程序在特定曲線、曲面中的運用

使用用戶宏程序可以有效地解決比較規則的曲面、圓角、型腔和外形輪廓等加工特征。使用宏程序時，要求思路清楚，語法正確。

1.1 加工橢圓曲線

宏程序就是用公式來加工零件的，如果沒有宏程序的話，我們要逐點算出曲線上的點，然后慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那么需要計算很多的點，可是應用了宏程序后，我們把橢圓公式輸入到系統中然后我們給出Z坐標并且每次加10um那么宏程序就會自動算出X坐標并且用G01指令進行編程切削，實際上宏程序也是變量編程。

1.2 加工凹球曲面

一般用自上而下等角度圓弧環繞球面銑的方式，宏程序編程時使用三角函數SINa，COSa計算控制線上的等角度節點，XY平面用刀距增量計算軌跡線，子程序用兩層鑲套編程，加工采用時用平底鍵槽刀層銑加工，完成粗加工；用球刀完成精加工。注意，為了保證粗加工余量的均衡，以控制線半徑為循環條件的判斷，使每循環一次的徑向變化為均值，另為了保證精加工余量，粗加工時高度固定保持抬高一定值。精加工使為了保證扇形誤差的均勻，以圓心角為循環條件的判斷。

2 實例研究阿基米德螺旋線加工宏程序

2.1 分析圖形，確定編程加工方法

1）機床：選擇FANUC0i系統，2.5軸以上聯動的數銑機床；2）夾具：選用精度平口虎鉗；3）加工方式：采用Z方向等高層銑粗加工；4）刀具：選用鍵槽銑刀，刀具直徑根據螺旋線的槽寬，采用直徑為8mm；5）編程：工件上平面中心為工件坐標原點，用圓弧插補法加工螺旋線；6）計算阿基米德螺旋線起點坐標：

根據阿基米德螺旋線公式

Ri=（RA+（ai-a）T/360）

Xi=（RA+（ai-a）T/360）*（cos（ai））

Yi=（RA+（ai-a）T/360）*（sin（ai））

螺距為T 螺旋線起點角度為a 螺旋線起點半徑為RA

螺旋線在線上i點轉過角度為ai 螺旋線在i點半徑值為Ri

根據圖示尺寸計算阿基米德螺旋線起點坐標

T=18 Ri=19

RA = Ri -(ai-a)T/360=19-24*18/360=-17.8

XA=17.8*cos(-24) =-7.24

YA=17.8*sin(-24) =-16.26

圖示

2.2 編阿基米德螺旋線宏程序

Φ88x4圓凸臺和正六邊形加工程序（略）

O1234

T01M06

G54G00X0Y0Z50

M03S500

G43G00Z5H01

#24=-7.24 起點x坐標

#25=-16.261 起點y坐標

#20=18 螺距

#18=17.8 螺旋線起點半徑

#1=-114 螺旋線起點角度

#2=285 螺旋線終點角度

#3=2 角步距

G00X#24Y#25螺旋線起點上方

G01Z-10F60螺旋線深度

#100=#3角步距賦值給中間變量

#101=#2-#1螺旋線轉過角度

WHILE[#100LE#101]DO1判斷螺旋線終點

#104=#100*#20/360

#105=#18+#104計算螺旋線上各點半徑

#106=#105*COS[#100+#1]計算各點X坐標

#107=#105*SIN[#100+#1]計算各點Y坐標

G03X#106Y#107R#105F100用圓弧插補法加工螺旋線

#100=#100+#3角步距疊加

END1返回循環

G00Z100抬刀

M05

M30

通過上述加工實例，不難看出宏變量編寫的程序不但能有效地控制刀具路徑，高效率高精度的完成加工任務，而且簡潔適應性強，將編程人員從繁瑣的、大量的重復性工作中解脫出來，這是任何自動編程軟件都不能達到的效果。