​CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車（chē）床高斯曲線加工

隨著新產品研（yán）製的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲線（xiàn），如（rú）橢圓、雙曲線和高斯曲線等（děng），而如何（hé）加工這些特殊曲線就（jiù）成了機加人員的新課題。

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簡單、經（jīng）濟和方便的一種方法。

但是這種方法對於編程者要求較（jiào）高，這（zhè）是因為宏程序（xù）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（zhǐ）令，對於宏程序更應是了如指掌。

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型數控係統的宏程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係統（tǒng）宏程序

在FANUC0i型數控係統中（zhōng）變量分為4種類（lèi）型（xíng），即空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該（gāi）變量（liàng）;局（jú）部變量的變量號為#1～#33，該類（lèi）變量隻能用於在宏程（chéng）序中存（cún）儲數據，當斷電時局部變（biàn）量初始化為空，調用宏程序時（shí），給局部變量賦值。公共（gòng）變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共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～，係統變量用於讀和寫（xiě）CNC的各種數（shù）據，例（lì）如刀具的（de）當前位置和刀（dāo）具補償值等。我們（men）在編寫宏程序（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，為消除變量內原（yuán）有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用（yòng）。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一（yī）種方法。在宏程序（xù）中可以使（shǐ）用變量，給（gěi）變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，一層（céng）宏循環裏還可（kě）以嵌（qiàn）套多層循環。所以可以應用宏程序指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、高斯曲線的方程

高斯曲線在（zài）直角坐標係下的方（fāng）程是（shì）

，其中x是自變量，y是因（yīn）變量。但此方程我們還不能直接應用於數控車床，因為（wéi）在數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸（zhóu）與（yǔ）主軸軸線平行，正方向（xiàng）是遠離工件方向，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（xū）要把直角坐標係的方（fāng）程轉換為數控車床坐標係（xì）下的方程，同時數控車床（chuáng）不能識別指數函數和平方等數學符號（hào），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（fú）號，變成數控車床（chuáng）可（kě）識別（bié）的公式。

經變換後高斯曲線在數控（kòng）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法

數控車床可通過（guò）G01、G02等G代碼直接加工直線、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。在加工此類曲（qǔ）線時一般采用直線逼近法，即在Z方（fāng）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個Z值（zhí）。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再將（jiāng）刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所（suǒ）確定的（de）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（hóng）程序應用空間日趨縮小，但是（shì）在某些情況（kuàng）下PC機（jī）也無能為力，這就要求我們深挖手工（gōng）編程，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、加工精度高以及短小精（jīng）悍等優點。