​CNC數（shù）控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產（chǎn）品研製的發展，許多新產品（pǐn）的形狀采（cǎi）用了特殊（shū）曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲線等（děng），而如何加工（gōng）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，采用宏程序編程，然後在數控車床上車削（xuē）是較為簡單、經濟和方便（biàn）的（de）一種方法。

但是這種方（fāng）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（xué）知識，還要熟悉數控車床的編程指令（lìng），對於宏（hóng）程序更應是了如指掌。

宏程序分為（wéi）A類和B類（lèi）兩種：A類宏程序通常采用（yòng）H代碼編製，B類宏程序（xù）通常（cháng）用賦（fù）值語句和數（shù）學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數控係統的宏程序就是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（zhōng）變量分為4種類型（xíng），即空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的（de）變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量（liàng）隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電（diàn）時局部變量（liàng）初始化為空，調用宏程序時（shí），給局部變量賦值。公共變量的變量號為#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（shí），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（biàn）量號為#1000～，係統變量用於讀和寫（xiě）CNC的各種數（shù）據，例（lì）如刀具的當前位置和刀具補償值（zhí）等。我們在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，為消除變量內原（yuán）有（yǒu）數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏（hóng）程（chéng）序（xù）是用戶實現機床（chuáng）功能擴（kuò）展的一種方法。在宏程序中可以使用（yòng）變量，給變（biàn）量賦值，變量間可進行（háng）運算和程（chéng）序（xù）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，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏（hóng）程序指令編製出簡潔合理（lǐ）的小容量加工程（chéng）序，擴展數（shù）控機床功能，提高加工效率，充分發（fā）揮數控機床的作用。

二（èr）、高斯曲線（xiàn）的方程

高斯曲線在直角坐標係下的方程是

，其中（zhōng）x是（shì）自（zì）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，因為在數控車床上，坐標係是這樣規（guī）

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正方（fāng）向是遠離主軸軸線（xiàn）方向。因此我們需要把直角坐標係（xì）的（de）方程轉換為數控車床坐標係下的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等數學符（fú）號，這就需要（yào）用宏程序中的算術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公（gōng）式。

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（chē）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、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線（xiàn）。在加工此類（lèi）曲線時一般采（cǎi）用直線逼近法，即（jí）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（bù）距得到一個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，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

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

同（tóng）時宏程序與自動編程比較具（jù）有運算速度快、加工效率高、加工精度（dù）高以及短小精悍等優點。