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經濟（jì）型數控車床功能擴展（zhǎn）與 Excel 的（de）結合

2018-1-3 來源：中國工程物理研究院機械製造工藝研究所（suǒ）作者：管允（yǔn）劼王俊峰李凱（kǎi）

摘要: 經濟型數控車（chē）床在機加行業中因其良（liáng）好（hǎo）的經濟性得到了廣泛應用，但因（yīn）經濟型數控車床隻有（yǒu） X、Z軸，往往隻能加工（gōng）繞軸旋（xuán）轉的回轉體工件。經濟型數控車床擁有脈衝編碼器，用於螺紋加工時記憶位置（zhì），避免螺紋亂扣。通過對機床進行深入的研究後，發現可以利用脈衝編碼器實現假 C 軸的功能，利用 Excel 實現（xiàn）了其宏程（chéng）序模塊（kuài）化（huà）編（biān）程等功（gōng）能。

關鍵詞: 經濟型數控車床; 宏程（chéng）序; Excel

現代製造業中，數控設備已經是不可（kě）或缺的，地位舉足輕重。進入 21 世紀以來，我國經濟與國際全麵接軌，機械製造業水平提升，加（jiā）速推進了數控機床的發（fā）展，數控機床（chuáng）應用範圍（wéi）在（zài）不斷地擴大，並不斷發展以更適應生產加工的需求。

通常，規模較小的機械加工廠會考（kǎo）慮到經濟實用性，所擁有的設備與設備的功（gōng）能都會比較簡單，在應對特殊工件（jiàn）時，工件的加工中可能往往會運用到（dào）宏（hóng）程序。然而，因為宏程序編製需要強大的邏輯思維，因此，許多複（fù）雜宏（hóng）程序擁有商業保密性。

1 、螺旋偏心圓的加工

研究開發經濟型數控車的功能之前（qián），許多（duō）外形複雜的工件（jiàn）需要專業設備才可以加工成型，對於一個中小型企（qǐ）業來講，專（zhuān）業設備的購買需要大量的資金。

例（lì）如二次包絡蝸杆、曲軸、螺旋偏心圓等（děng）。

於是，對經濟型數控車床進行了功能與程序的（de）拓展編製，使其能（néng）夠（gòu）滿足加工要求，節省（shěng）設備成本。如圖 1、圖（tú） 2 所示的螺旋（xuán）偏心圓實體工件，工件（jiàn）為偏（piān）心 0． 5 mm

的 10 mm 圓，中心點沿 1 mm 變螺距螺（luó）紋掃掠生成。

因螺（luó）距較小，螺距變化，加（jiā）工時銑刀幹涉等原因導致多軸數控機床也難加工，因此采取徑向車削（xuē）策略。徑向（xiàng）車削策略宏程序的編製思路如下:如圖 3，虛線圓為不偏心情況下

10 mm 的圓，實線圓為偏心 0． 5 mm 後的圓，根據不同工件加（jiā）工（gōng）要求可知偏心圓半徑、偏心距，通過賦值角（jiǎo）度（dù）的變化來表達出偏心圓每一個賦值角度對（duì）應的點相對機（jī）床圓心所形成的半（bàn）徑值（zhí）。

此值，也就是我們所需要的（de）編程 X 值，可以通過勾股定理得出賦值角度所在的（de）直角三角形的兩條（tiáo）直角邊長，然後用已得出的底（dǐ）直角邊加偏心距長度與得出側直角（jiǎo）邊構成直接三角形算出編程時半徑值，據此編製的宏（hóng）程序如下所示。

通常宏程序的運用對（duì）編程者與設備具有較高的要求，許多宏程序（xù）因為思路的獨特性具有商業價值，傳統方式編寫宏（hóng）程序有諸多弊端，針對其缺（quē）點進行了改進與應用。

2 、Excel 與宏程（chéng）序（xù）融合編程

2． 1 Excel

生成程序導入與宏程序手工輸入的對比優（yōu）點: ①利用 Excel 生成程序導入對機床（chuáng）要求低，可以應用於無宏程序功能（néng）的設備; ②運算量小（xiǎo），不必擔心因宏程序所給步距小，計（jì）算速度慢而導致走刀路徑的錯誤（wù）; ③對宏程序的保密性好，不（bú）必擔心因程序泄露而造成對邏輯（jí）思（sī）維的抄襲; ④對於不會編寫宏程序的操作工人實現參（cān）數化，使其（qí）可以應用於生產，模塊化編程，實現“傻瓜式”操作; ⑤生成程序不受（shòu）宏程序嵌套層數限製。環境需求: ①需要計算機; ②程序段較長，內（nèi）存占有量較大（dà）。

2． 2 利（lì）用 Excel

實現程序編製的思路與方法( 以端（duān）麵車削多邊形為例)

當製作 Excel 時，首先需要寫出參數化宏程序，需要參數化的賦值標記出（chū）來，這些賦值寫入 Excel 中，當需要運用賦值運算出最終坐標點時，需要加 MYM 符號來固定行與列。把需要賦值的參數寫入後，則開始寫入運算。當步距或多邊形邊數改變時程序段的長短也會改（gǎi）變，巧妙運用表格中的 IF 進行計（jì）算或不寫入。

最後可以通過 Excel 中設（shè）置單元格格（gé）式中的保護與審閱菜單下的保護工作表（biǎo）的功能進行程序加密，使用者隻能賦值與複製導出所需要的機床加工（gōng）程序（xù），無法進行母程序的（de）抄襲與對內容的修（xiū）改。製作生成的 Excel 文（wén）件如圖 4 所示。

3 、結語

本文通過對螺旋偏心圓程（chéng）序的編製闡述了經濟型數控車床利用脈衝編（biān）碼器實現假 C 軸的功（gōng）能（néng），拓展了編程（chéng）思路與宏程序（xù）嵌套的技（jì）巧。通過列舉多邊形切削參（cān）數化程序，進一步地驗證了經濟型數控（kòng）車（chē）床假 C 軸的可行性。也描述了采（cǎi）用 Excel 作為輔助編程的思路，對（duì）簡單、複雜宏程序都可以進行參數化並加密，對機（jī）械加工行業有著深（shēn）遠意義（yì）。

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