CNC數控車床高斯曲線加（jiā）工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產（chǎn）品研製的發展，許多新（xīn）產品的形狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯曲線（xiàn）等，而如何加工（gōng）這些特殊曲線（xiàn）就成了機加人員的新課題。

從多年的實踐來看，采用宏程序編程，然後在數控車床上車削是較（jiào）為簡單、經濟和方便的一種方法。

但（dàn）是（shì）這種方法對於編程者要求較高，這是因為宏程（chéng）序的編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還（hái）要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序更應是了如指掌（zhǎng）。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏（hóng）程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數學公式進行（háng）編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數控係統的（de）宏程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係（xì）統宏程序（xù）

在FANUC0i型數控係統中變量分（fèn）為4種類型，即空（kōng）變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量（liàng）總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的（de）變量號為#1～#33，該類變（biàn）量隻能用（yòng）於在宏（hóng）程序中（zhōng）存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏程序時（shí），給局部變量賦值。公共變量的（de）變量號為（wéi）#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變量在不同的宏程序中的意（yì）義相同（tóng）。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不丟失。係統變量的變量（liàng）號為#1000～，係統變量（liàng）用於讀和寫（xiě）CNC的各種（zhǒng）數據，例如刀具的當前位置和（hé）刀具補償值等。我們在編寫（xiě）宏程序時可以（yǐ）引用局部變（biàn）量和公共變量，在引用變量（liàng），特別是公（gōng）共變量時，為消除變量內原有數（shù）據的影響（xiǎng），一定要給（gěi）變量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴（kuò）展的一種方法。在宏程序（xù）中可以使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏（hóng）程序還（hái）提供了循環語句、分支語句和子（zǐ）程（chéng）序調用語句，一層宏循環裏還可以（yǐ）嵌套多層循（xún）環。所以可以應用（yòng）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，提高加工效率（lǜ），充分發揮數控機床的作用。

二、高斯（sī）曲線的方程

高斯曲線在直角（jiǎo）坐標係下的方程是

，其中x是自變量（liàng），y是因變量。但此（cǐ）方程我們還不能直接（jiē）應用於（yú）數控車床，因為（wéi）在數控車床上，坐標係是這樣規

定（dìng）的：Z軸與（yǔ）主軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸（zhóu）與（yǔ）主軸軸線垂直，正方向是遠（yuǎn）離主軸軸線方向。因此我們需要把直角坐標係（xì）的方（fāng）程轉換為數控車床坐標係（xì）下的（de）方程，同時（shí）數控車（chē）床不能識別（bié）指數（shù）函數和平方等數學符號，這就需要用宏程（chéng）序中的算術（shù）和邏輯運算符（fú）號替換其中（zhōng）的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐標下的方程如下（xià）。

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線的方法

數控車床可通（tōng）過G01、G02等G代碼直接加工（gōng）直線（xiàn）、圓弧，但（dàn）並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線（xiàn）時一般采用直線逼（bī）近法，即在Z方向（xiàng）上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個（gè）步距，每遞（dì）減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過（guò）曲線方程計算求出（chū）對應的X值，再（zài）將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線的（de）加工（gōng）。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編程、宏程序應用空間日趨縮小，但是在某些情況（kuàng）下PC機也無能為力，這就要求我們深挖手工編（biān）程，發揮數控機床潛力（lì）。

同時宏程序與自動編程比較具有運算速度快、加工效率高、加（jiā）工精（jīng）度高以（yǐ）及短小精悍等優點。