活塞是内燃机的重要零件，是典型的非圆零件。活塞与缸体的配合程度是衡量发动机质量的重要标准。现在普遍采用的中凸变椭圆活塞，许多厂家采用靠模法加工，但由于硬靠模系统要用机械或液压来实现随动仿形，想要进一步提篼精度和效率比较困难，而且靠模加工困难，制造成本昂贵因此要求设计一种新型的数控车床来满足中凸变楠圆活塞的特殊加工。具有篼频响应特性的直线电机技术的发展，使得这种需求成为可能在加工时，被加工零件安装于机床主轴上，并随主轴一起旋转，刀具安装在直线电机上，并随直线电机相对被加工零件径向作往复运动。由于中凸变楠圆活塞形状极为复杂，所以插补时需要处理的数据量大，同时响应速度也要求很高。另外，加工该活塞时，需要同时控制两种不同类型的电机，一种是位置伺服，另一种是加工非圆截面的专用伺服直线电机。通用数控软件不能满足加工活塞的这种特殊要求。本文所介绍的软件系统是采用C语言和汇编语言混合编程，采用独立模块化设计，较好地解决了主轴旋转和刀具直线进给之间的关系。
1系统的总体设计本系统主机采用工控586机，系统软件存放在微机硬盘中，系统启动后，用户可以通过菜单执行各种操作。系统具有读取加工程序、编译、仿真、产生活塞加工数据、控制直线电机、插补、M、S、T在位检测等CNC功能。其系统组成框图如所示。
系统软件采用分层次、模块化设计。系统软件按功能可划分为若干个模块，各模块可单独编辑、编译。它们之间通过参数或数据文件来传递信息，一个模块的增加、修改、删除等都不影响其它模块。将系统软件划分为界面层、编译层、控制层和辅助层，各部分的操作相对独立。其总体结构如所示。
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实时‘制丨I数丨补偿丨I在位'测量丨2系统的组成及特点由可以看出系统由六个模块组成，并具有实叙控卑糸上容备戎生的砝氙避色方铉史立新，杨勇（南京农业大学农业工程学院56信箱，江苏南京210032）收搞日期：2000―07数控车床是典型的机电一体化产品，广泛用于机械制造中。但其价格一般为普通车床的5~10倍，加工过程中如果发生碰撞，轻者会破坏产品的精度，造成废品，严重时将会使机床受到损坏，造成重大的经济损失和人员伤害。
笔者经过观察和分析，总结了在数控车床上容易发生碰撞的几种可能性，并提出了在数控车床编程时避免发生碰撞的方法。
1使用G00指令时，极有可能发生碰撞如所示，工件需车槽，工件原点在右端面，换刀点为儿当车槽加工完成时，为节省时间，想让刀尖从起点fl步到达换刀点>1，用N150G00X80Z50程序段完成退刀，如果认为轨迹是仄的连线，似乎没问题，但实际刀尖轨迹为B好和线（如时帮助功能。在该系统中用户可以首先根据零件图样的具体要求，以人机对话的方式在界面层进行各项数据的输人及各功能的操作。在编译层，对用户输人的信息进行编译以生成目标代码，它包括对NC源程序的格式转换、坐标转换、错误检、控制数据的计算以及列表曲线的插值、粗插补等；在控制层，发出控制系统工作的指令，协调系统各部分的功能；在辅助层，提供便于系统工作及方便用户操作的各项辅助功能。整个系统均柴用键盘与鼠标进行控制，用户欲选用某一菜单，只需按动光标、热键或鼠标即可。另外，系统还具有较强大的图形功能，提供了活塞输人数据的图形显示，刀具运行轨迹的动态仿真功能，以直观的形式显示输人的数据和刀具的图la所示），显然刀具在运动过程中要与工件的台阶面碰撞，工件和刀具都要损坏，严重的还要破坏机床的精度。
点定位指令G00与直线插补指令G01的区别不单是速度的快慢，更主要的是前者的轨迹一般不是条直线，而后者必须是直线到达终点。如误认为G00也必然是直线到达终点就很危险。刀尖从原来位置向G00程序段中指令的点位置移动的轨迹一般是两条角度不同的直线段，即在行进过程中要拐一次弯，刀架X向和Z向都按各自设定的速度行进，各自到走完该方向的增童为止。
来执行退刀，则刀具的运动轨迹如图lb所示，从而可避免碰撞。
运行轨迹，使用户能及时发现操作错误。
3总结该系统采用了自顶向下的设计方法，界面友好，具有实时帮助功能、图形仿真功能、报警功能等，可以省掉许多在机床上空运行检和试切加工检所耗的时间，提篼了机床的使用效率，降低了生产成本。该系统已在多个机床厂试用成功。
林奕鸿。机床数控技术及其应用M.北京：机械工业出版社，1994.（编辑启迪）1966年出生，讲师，主冬研究方向为：CADfCAM及相关领域。
