摘 要： 在編程時(shí)，對(duì)于節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，若使用等間距法或等步長(zhǎng)法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，雖然簡(jiǎn)便，但不易控制加工精度和表面粗糙度；若使用等誤差法，各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的運(yùn)算可能十分繁雜。本文介紹了在保證加工精度的情況下又不至于讓程序的編寫過(guò)于復(fù)雜的方法，具體做法是同時(shí)使用正比函數(shù)和反比函數(shù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)插點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　關(guān)鍵詞： 三軸橢球體 三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床 程序編寫 程序簡(jiǎn)化
　　
　　一、引言
　　由于三軸橢球體的三個(gè)軸彼此不相等，因此在工藝上應(yīng)選用三軸數(shù)控機(jī)床來(lái)加工，只是在加工時(shí)要規(guī)劃控制好程序的走刀路線和使用有一定精度的夾具，利用較為靈活的數(shù)控系統(tǒng)，在工件精度不是很高的情況下，是可以比較容易實(shí)現(xiàn)加工要求的。下面就加工此類零件時(shí)使用的程序的編寫工作進(jìn)行論述。
　　因?yàn)樾枰美觼?lái)說(shuō)明問(wèn)題，我們?cè)诰帉懙某绦蛑芯褜?duì)a、b、c進(jìn)行了賦值，讓a=25mm，b=11mm，c=8mm，即待加工的橢球體的數(shù)學(xué)方程式為，設(shè)尺寸精度要求為±7.5μm，表面粗糙度為6.3μm。
　　二、工藝內(nèi)容概要
　　1.半成品的準(zhǔn)備：需準(zhǔn)備長(zhǎng)60mm、寬25mm、厚30mm的長(zhǎng)方體材料。
　　2.夾具的選擇：可選用銑床通用夾具作為主要的夾具。
　　3.工件坐標(biāo)原點(diǎn)的確定：選擇以橢球的對(duì)稱中心點(diǎn)為工件坐標(biāo)原點(diǎn)。
　　4.刀具的選擇：用Ф10的球頭銑刀。
　　5.切削用量的選擇：見(jiàn)程序單。
　　三、數(shù)值計(jì)算
　　1.基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算：由于零件的對(duì)刀參考點(diǎn)系橢球中心點(diǎn)，故在加工程序中已知的五個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)分別為X0Y0Z8、X-25Y0Z0、X25Y0Z0、X0Y-11Z0、X0Y11Z0。
　　2.節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算：曲面的方程為z=f（x，y），我們采用直線逼近的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，在節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算上，我們主要考慮如何使逼近的精度達(dá)到要求和怎樣才能使程序編寫簡(jiǎn)化的問(wèn)題，對(duì)間距的設(shè)計(jì)是仿照等誤差法的思想，在X、Y方向上同時(shí)利用正比函數(shù)和反比函數(shù)。根據(jù)設(shè)定的加工要求進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，我們選擇在Y方向上的進(jìn)給間距為0.38*［［#8］/30］。這樣一來(lái)，在XZ平面上間距大時(shí)剛好處在曲線曲率半徑大的地方，反之則處在曲線曲率半徑小的地方，所以能在滿足要求的前提下用較少的步數(shù)完成加工。同時(shí)，考慮到機(jī)床插補(bǔ)周期的限制，我們?cè)谠O(shè)計(jì)X方向上的間距也是按照曲線周長(zhǎng)小的曲線取點(diǎn)較少，反之則取點(diǎn)較多，用加工橢球時(shí)刀具所走的曲線用曲線上加工的相鄰兩點(diǎn)到工件中心點(diǎn)的連線形成的角度#4作為參數(shù)，間距是0.03*［［PI］/180］*［30/［-#7］］。
　　3.編程軌跡的確定：在本例中，由于使用的是三軸聯(lián)動(dòng)的方式，故我們?cè)诔绦蚨沃忻總€(gè)循環(huán)都計(jì)算了刀具的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，用#7、#8確定順時(shí)針時(shí)的起終點(diǎn)坐標(biāo)，用#9、#10來(lái)確定逆時(shí)針時(shí)的起終點(diǎn)坐標(biāo)，據(jù)此來(lái)空間曲線的編程軌跡坐標(biāo)#5、#15，以及#6、#16，等等。
　　四、程序編寫規(guī)劃
　　由于是一次加工工件完整的1/2輪廓面，故設(shè)計(jì)用三個(gè)循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)加工要求，具體表現(xiàn)在Y方向上ABS［#2］小于等于16時(shí)執(zhí)行循環(huán)1，循環(huán)1套Y方向上套兩個(gè)循環(huán)2即可。
　　五、程序編寫
　　根據(jù)程序的規(guī)劃框圖，我們編寫了如下的工件加工程序：
　　%1
　　N1G54G90G21
　　N2M03S1000
　　N4 Z10
　　N5 X0Y-6
　　N6G1Z0F100
　　N8Y-16
　　N10#8=1/2
　　N13#2=-16
　　N14#2=#2+0.38*［［#8］/30］
　　N90WHILE［ABS［#2］LE16］DO1
　　N160#4=PI
　　N190WHILE［［#4］GE［0］］DO2
　　N200#4=#4+0.03*［［PI］/180］*［30/［#8］］
　　N210#1=30*SQRT［1-［#2］*［#2］/256］*COS［#4］
　　N220#7=30*SQRT［1-［#2-0.38*［［#8］/30］］*
　?。?2-0.38*［［#8］/30］］/256］*COS［PI］
　　N230#8=30*SQRT［1-［#2］*［#2］/256］*COS［2*［PI］］
　　N240#5=#2-0.38*［［#8］/30］*［#8-#1］/［#8-#7］
　　N250#15=13*SQRT［1-［#5］*［#5］/256］*SIN［#4］
　　N255#11=30*SQRT［1-［#5］*［#5］/256］*COS［#4］
　　N260G1X［#11］Y［#5］Z［#15］F30
　　N270END2
　　N272IF［［#2］GT［0］］GOTO280
　　N274#7=-#8
　　N280#2=#2+0.38*［［-#7］/30］
　　N535IF［［#2］GT16］GOTO690
　　N550WHILE［［#4］LE［PI］］DO3
　　N560#4=#4-0.03*［［PI］/180］*［30/［-#7］］
　　N570#1=30*SQRT［1-［#2］*［#2］/256］*COS［#4］
　　N580#9=#8
　　N590#10=30*SQRT［1-［#2］*［#2］/256］*COS［PI］
　　N600#6=#2-0.38*［［-#7］/30］*［#10-#1］/［#10-#9］
　　N610#16=13*SQRT［1-［#6］*［#6］/256］*SIN［#4］
　　N615#12=30*SQRT［1-［#6］*［#6］/256］*COS［#4］
　　N620X［#12］Y［#6］Z［#16］
　　N630END3
　　N640#2=#2+0.38*［［-#7］/30］
　　N680END1
　　N690G0Z110
　　N700G91G28Y0
　　N1000M30
　　#4控制的走刀的路線是從PI順時(shí)針減小到0，再?gòu)?逆時(shí)針增加到PI，共取505234個(gè)點(diǎn)。
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　由于在程序中使用了正比函數(shù)和反比函數(shù)，程序的設(shè)計(jì)和編寫工作顯得比較輕松，當(dāng)然，如果工件的精度要求較高，也可以尋找選擇逼近效果更好的函數(shù)曲線來(lái)應(yīng)用。這樣做的目的是在既定的機(jī)床技術(shù)條件下，既保證加工精度，又提高加工效率，使程序編寫工作得到簡(jiǎn)化。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　?。?］董玉紅主編.數(shù)控技術(shù).
　?。?］FANUC Oi --MC.操作說(shuō)明書(shū).