​CNC數控車床高斯曲（qǔ）線加工

CNC車床高斯（sī）曲線加（jiā）工

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

從多年的實踐（jiàn）來看，采用（yòng）宏程序（xù）編程（chéng），然（rán）後（hòu）在數控車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

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

宏程序分為A類和B類（lèi）兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類（lèi）宏程序通常用賦（fù）值語句和數學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數控（kòng）係統的宏程序就（jiù）是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在（zài）FANUC0i型數控係統中變量分（fèn）為（wéi）4種類型，即空變量、局（jú）部變量、公共變（biàn）量和係統變量。空變（biàn）量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦（fù）給該變量（liàng）;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷（duàn）電時局部變量初始（shǐ）化為空，調（diào）用宏（hóng）程序時，給局部變量賦值。公共變（biàn）量的（de）變量號為#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變量在不同的宏程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中（zhōng）的數據保存（cún），即（jí）使斷電也不丟失。係統變量的（de）變量號為#1000～，係統變量用於讀（dú）和寫CNC的各種數據，例如刀具（jù）的當前位置和刀具補償值等。我們在（zài）編寫宏（hóng）程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變（biàn）量（liàng），特（tè）別是公共變量時，為消除（chú）變量內原有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏（hóng）程序是用戶實（shí）現機床功能擴展（zhǎn）的一種（zhǒng）方法。在（zài）宏程序中可以使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程（chéng）序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調（diào）用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環（huán）。所以可以應用宏程序指令編製出簡（jiǎn）潔合理的小容量加（jiā）工程序，擴展數控機床功能，提高加工效（xiào）率，充分發揮數控機床的作（zuò）用。

二、高斯曲線的方程

高斯（sī）曲線在直角坐標係下的方程是

，其中x是自（zì）變量，y是因（yīn）變量（liàng）。但此方程我們（men）還不能直接應（yīng）用（yòng）於數控車床，因為在（zài）數控車床上（shàng），坐標係是（shì）這樣規

定的：Z軸與主軸（zhóu）軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正（zhèng）方向是遠離主軸（zhóu）軸線方向。因此我們需要把直角坐標係的方程（chéng）轉換為數控車床坐標係下的方程，同時數控車床不能識別（bié）指數函數和平方等數學符（fú）號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號替（tì）換（huàn）其中的數學（xué）符號，變成（chéng）數控車床可識別的公式。

經變換後（hòu）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、數控車床加工特殊曲線（xiàn）的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專（zhuān）門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高（gāo）斯曲線等（děng）特殊曲線。在加工（gōng）此類曲線時一般采（cǎi）用直線逼近法，即在Z方向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，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（chā）補便可完成特殊曲線的加工。

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

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