​CNC數（shù）控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許多新產品的形狀采用（yòng）了（le）特殊曲線，如橢（tuǒ）圓、雙（shuāng）曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的新課（kè）題。

從多年的（de）實踐來看，采用宏程序編程，然後在數控車床上車削是較為（wéi）簡單、經濟和方便的一（yī）種方法。

但是這種方法對於編程者要求較（jiào）高，這是因為宏程序的編製要求程序員不僅具有豐富的（de）數學（xué）知識，還（hái）要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序更應是了如（rú）指（zhǐ）掌（zhǎng）。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏程序通（tōng）常采（cǎi）用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數學公式進行編製，易為大（dà）家接受（shòu），FANUC0i型數控係統的宏程序就是B類。

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一（yī）、FANUC0i型數控係統（tǒng）宏程序

在FANUC0i型數控（kòng）係統中變（biàn）量分為4種類型，即空變量、局部（bù）變量、公（gōng）共變量和係統變量。空變量（liàng）的（de）變量號為（wéi）#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號（hào）為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存（cún）儲數（shù）據，當斷（duàn）電（diàn）時局部變量初始化為空（kōng），調用宏程序（xù）時，給局部變量賦值。公共變量（liàng）的變量號為#100～#199、#500～#999，公（gōng）共變量在不同（tóng）的宏程序（xù）中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為（wéi）空，變量（liàng）#500～#999中的數據保存（cún），即使斷電也不丟失。係（xì）統（tǒng）變（biàn）量（liàng）的變量號（hào）為（wéi）#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等（děng）。我們在編寫宏程序時可（kě）以引用局部變（biàn）量和（hé）公共（gòng）變量，在引用變量，特別是（shì）公共（gòng）變（biàn）量時，為消除變量（liàng）內原有數據的影響，一（yī）定要給變量重新賦值（zhí）後再引用。

宏程序（xù）是用戶實現機（jī）床功能擴展的一種（zhǒng）方法。在（zài）宏程序中可以（yǐ）使用變量，給變量賦值，變量間可進行運（yùn）算和程序跳轉。此外，宏程序（xù）還提供了循環語句、分支語句（jù）和子程序調用語（yǔ）句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可以（yǐ）應用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提（tí）高加工效率，充分（fèn）發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在（zài）直角坐標係下（xià）的方程（chéng）是

，其中x是自變量，y是因變量（liàng）。但此方程我們還不（bú）能直接應用於數控車床，因為在數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與（yǔ）主軸軸線垂直，正方（fāng）向是遠離主軸軸線方向。因此我（wǒ）們需要把直角坐標係的方程轉換為數（shù）控車床坐標係下的方程，同（tóng）時數控車（chē）床不能識別指數函數和平（píng）方等數學符號，這就（jiù）需要用宏（hóng）程序（xù）中（zhōng）的算術（shù）和邏輯運算符號替（tì）換其中的數學（xué）符號，變成數控車床可識（shí）別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐標下的方程如下。

X=140.6/EXP(((z-620)/1339)*((z-620)/1339))+9.358/

EXP(((z+251.5)/351.8)*((z+251.5)/351.8))+24.58/EXP(((z+740.4)/464.1)*((z+740.4)/464.1))

三、數（shù）控車床加工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工直（zhí）線、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲（qǔ）線和（hé）高斯曲（qǔ）線等（děng）特殊曲線。在加工此（cǐ）類曲線（xiàn）時（shí）一般采用直線逼近法，即在Z方（fāng）向上依次遞減或遞（dì）增，以0.05mm～0.5mm為一個步（bù）距，每遞減或遞增一（yī）個步距得到一（yī）個Z值。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完（wán）成特殊曲線的加（jiā）工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編程（chéng）、宏程序應用空間日趨縮（suō）小，但是在某些（xiē）情況下PC機也無能為力，這就要求我們深挖手工（gōng）編（biān）程，發（fā）揮數控機床潛力。

同時宏程序與自動（dòng）編程比較（jiào）具有運算速度快、加工（gōng）效率高、加工（gōng）精度高（gāo）以及短小精悍等優點。