抛物线类零件数控车编程加工方法研究

张晓玉

(北矿机电科技有限责任公司,北京100160)

0 引言

非圆曲线类零件的加工，一直以来就是数控车加工中比较棘手的问题。抛物线作为非圆曲线的一种，其数控编程加工具有很强的代表性，在各大数控车职业技能比赛中屡次出现。通常采用G代码编制NC程序加工抛物线，但由于编程过程中计算量大，程序过于冗长，而且程序修改变更较为繁琐，故不适用于实际生产[1]。大多数数控系统不具备专门的抛物线插补功能，所以加工抛物线时多以宏程序为载体，采用直线逼近法或圆弧逼近法的方式进行加工。本文以FANUC Series 0i Mate-TD数控系统、前置四方刀架、绝对编码器为例，详细介绍如何采用宏程序编程方式来实现抛物线类零件的加工。

1 与编制数控程序有关的抛物线数学知识

到一定点与一定直线（假定定点不在定直线上）的距离相等的动点的轨迹称为抛物线，定点称为抛物线的焦点，定直线称为抛物线的准线。抛物线有一对称轴，抛物线的焦点在此轴上，此轴简称抛物线的轴，抛物线与它的轴的交点称为抛物线的顶点[2]，如图1所示。

图1 抛物线

以数控车床X-Z坐标系为基础，抛物线标准方程为X2=-2PZ(P＞0)[3]。具体参数为：焦点F（-P/2,0）、顶点（0，0）、准线方程Z=P/2、通径端点（P/2,± ）P,对称轴Z轴、离心率e=1、焦半径MF=P/2-Z0。数控车编程中多将上式整理为以Z轴坐标作为自变量，X轴坐标作为因变量。

2 宏程序加工抛物线

宏程序加工抛物线实质上是根据抛物线的标准方程，用宏代码密集地计算出抛物线轮廓上的坐标值，然后驱动刀具沿着这些坐标值逐步移动，实质上就是用小段直线逼近抛物线轮廓。……