​CNC數控（kòng）車床高斯曲線加工

CNC車床（chuáng）高斯曲線加工

隨著新產品研製的（de）發（fā）展，許多新產品的形（xíng）狀采用（yòng）了特殊（shū）曲（qǔ）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（jiù）成了機加人員（yuán）的新課題（tí）。

從多年的實踐來看，采用宏程序編（biān）程，然後在數控車床上車削是較為（wéi）簡單、經濟和（hé）方便（biàn）的一種方法。

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

宏程（chéng）序（xù）分為A類和B類兩種（zhǒng）：A類宏程序（xù）通常采用（yòng）H代碼編製，B類宏程（chéng）序通常用賦值語句和數學公（gōng）式進行編製，易為大家（jiā）接受，FANUC0i型數控（kòng）係統的宏程序就是（shì）B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類型，即空變量、局（jú）部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號（hào）為#0，該（gāi）變量（liàng）總為（wéi）空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變（biàn）量號為#1～#33，該類變量隻（zhī）能用於在宏程序中（zhōng）存儲數據，當（dāng）斷電時（shí）局部變量初始化為空，調用宏（hóng）程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公（gōng）共變量在不同的宏（hóng）程序中的意義相（xiàng）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。係統變量的變量號為#1000～，係統（tǒng）變量（liàng）用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的（de）當前位置和刀具補（bǔ）償值等。我們在編寫（xiě）宏程序（xù）時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是（shì）公共變量時，為（wéi）消除變量內原有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展（zhǎn）的一種方法。在宏（hóng）程序中可以使用（yòng）變量，給變量賦值，變量間可（kě）進行運算和程序跳（tiào）轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分（fèn）支語句和子程序調用語句，一層宏循（xún）環裏還可（kě）以嵌套（tào）多層（céng）循環。所以可以應用宏程序指令編製（zhì）出簡潔合（hé）理的小容量加（jiā）工程序，擴（kuò）展數（shù）控機床（chuáng）功能，提高（gāo）加工效率，充分發揮（huī）數控機床的作用。

二（èr）、高斯曲線的方程

高斯（sī）曲線在（zài）直角坐（zuò）標係下的方（fāng）程是

，其中x是自變量，y是因變量。但此方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（zhóu）軸（zhóu）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（lí）主軸軸（zhóu）線方向。因此我們（men）需要把直角坐標係的方程轉換為數控車床（chuáng）坐標係下的方（fāng）程，同時數控車床不能識別指（zhǐ）數函數和平方等數學（xué）符號，這就需要用（yòng）宏程序中的算術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變（biàn）成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐（zuò）標下（xià）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（gōng）直（zhí）線、圓（yuán）弧，但並沒（méi）有專門的G代碼來加工橢（tuǒ）圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線（xiàn）逼近法，即在Z方向（xiàng）上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步（bù）距，每遞減或遞增（zēng）一個步距得到一個Z值。然後，通（tōng）過曲線方（fāng）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，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

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

同時宏程序（xù）與自動編程比較具有運算速度快、加工效（xiào）率高（gāo）、加工精度高（gāo）以及（jí）短小精悍等優點。