​CNC數控車床高斯曲（qǔ）線加工

CNC車床高（gāo）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了特殊（shū）曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成（chéng）了機加人員的新課題（tí）。

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

但（dàn）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（fù）的數學知識，還要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序（xù）更應是了如指掌。

宏程序分（fèn）為A類和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼（mǎ）編製，B類宏程（chéng）序通常用賦值語句和數學公式進行（háng）編製，易為大家接（jiē）受，FANUC0i型數控係統（tǒng）的宏（hóng）程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係（xì）統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分（fèn）為4種類型，即空變量（liàng）、局部變量、公共變量和係（xì）統變量。空變（biàn）量的變（biàn）量號為（wéi）#0，該變量總為空（kōng），沒有值能（néng）賦給（gěi）該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該（gāi）類變（biàn）量（liàng）隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦（fù）值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏（hóng）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中的數據保存，即使斷（duàn）電（diàn）也不丟失。係統變量的變（biàn）量號（hào）為#1000～，係（xì）統變量用於讀和寫CNC的各種（zhǒng）數據，例如刀具的（de）當前（qián）位（wèi）置和刀具補償值（zhí）等。我們在（zài）編寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為（wéi）消除（chú）變量（liàng）內原有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏（hóng）程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序中（zhōng）可以使用變量，給變量賦（fù）值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支（zhī）語句和子程（chéng）序（xù）調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套（tào）多層循環。所以可（kě）以應用宏程序指令編（biān）製出簡潔合理的小容量加工程（chéng）序，擴展數（shù）控機床功能，提高加（jiā）工效率，充分發揮數控機（jī）床的作（zuò）用。

二、高斯曲線（xiàn）的方程

高斯曲線在直（zhí）角坐標係下的方程是

，其中x是自變（biàn）量，y是因變量。但此方程我們（men）還（hái）不能直接應用於數控車床，因為在數控（kòng）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（lí）工件方向，X軸與主（zhǔ）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（fāng）程轉換為數（shù）控車床坐標係下的（de）方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號（hào）替換其（qí）中的數學符號，變（biàn）成數控車（chē）床可識別的公式（shì）。

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、數控車床加工特殊曲線的方（fāng）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）線和高斯（sī）曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上依次遞減或遞（dì）增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值（zhí）。然後，通（tōng）過（guò）曲線方程計算求出對應的（de）X值，再將刀具（jù）直線插補至（zhì）計算得出的(X，Z)值所確（què）定（dìng）的點，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用（yòng），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（qiú）我們深挖手工編程，發揮數控機床潛力。

同時宏程（chéng）序與自動編程比較具有運算速度快、加工（gōng）效率高、加工精（jīng）度高以及短（duǎn）小精（jīng）悍等優點。