CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產（chǎn）品研製的發展（zhǎn），許多新產品的形狀采用了特殊曲線，如（rú）橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯（sī）曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加（jiā）人員的新課題。

從多年的（de）實踐來看，采用宏程序編程，然後在數（shù）控車床（chuáng）上車削是（shì）較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種（zhǒng）方法對於編程者要（yào）求較高，這是因為宏程序的編製要求程序員（yuán）不僅具有豐富的數學知（zhī）識，還要（yào）熟悉（xī）數控車（chē）床的編程指令，對於宏程序更應（yīng）是（shì）了如（rú）指掌。

宏程序分為A類和B類兩（liǎng）種：A類宏程序通常采用H代（dài）碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數學公式進（jìn）行編製，易（yì）為大家接受，FANUC0i型數控係統的宏程序就是（shì）B類。

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一、FANUC0i型數（shù）控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變（biàn）量（liàng）分為4種類型，即空變量、局部變量、公（gōng）共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻（zhī）能用於在宏程（chéng）序中存儲數據（jù），當斷電時局部變（biàn）量初始化為空，調用宏程序時，給局部（bù）變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量（liàng）在不同的宏程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為（wéi）空，變量#500～#999中的數（shù）據保存，即使斷電（diàn）也不丟（diū）失。係統變量的變量（liàng）號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數（shù）據，例如（rú）刀（dāo）具的當前位置和刀具補償值等。我們在（zài）編（biān）寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是公（gōng）共變量時，為消除變量內原（yuán）有數據的（de）影（yǐng）響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏（hóng）程序（xù）是（shì）用（yòng）戶實現機床功能擴展的一（yī）種（zhǒng）方法。在宏程序（xù）中可（kě）以（yǐ）使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了（le）循環語句、分支語句和子程（chéng）序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏（hóng）程序指（zhǐ）令編製出簡潔合理的小容量加工程序（xù），擴展數控機床功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的作用。

二（èr）、高斯曲線的方程

高斯（sī）曲線在直角坐（zuò）標（biāo）係下的方程（chéng）是

，其中（zhōng）x是自變量，y是（shì）因變量。但（dàn）此方（fāng）程我們還不能直接應用於數控車床，因為在數控車床上，坐標係（xì）是（shì）這樣規

定的：Z軸與主軸軸（zhóu）線平行（háng），正（zhèng）方向是遠離工（gōng）件（jiàn）方向（xiàng），X軸與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把（bǎ）直（zhí）角坐標係的方程轉換為（wéi）數控車床（chuáng）坐標係（xì）下的方程，同時（shí）數（shù）控車（chē）床不能識別指數函（hán）數和平方等數學（xué）符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算（suàn）符（fú）號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式（shì）。

經變換後高斯曲線在數控坐標下（xià）的方（fāng）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、數控車床加工特殊曲（qǔ）線（xiàn）的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工（gōng）直線、圓（yuán）弧（hú），但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲（qǔ）線和高斯曲線等特殊曲線（xiàn）。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上依（yī）次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步（bù）距，每遞減或遞增一個步距得到一（yī）個Z值。然後，通過曲線方程計算（suàn）求（qiú）出對應（yīng）的X值，再將刀具直線（xiàn）插補至計（jì）算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特（tè）殊（shū）曲線的加工。

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小，但是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我們（men）深（shēn）挖手工編程，發揮數控機床潛力。

同時宏程（chéng）序與自動編程比較具（jù）有運算（suàn）速度快、加工效（xiào）率高、加工精度高以及短小精悍等優點。