​CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲（qǔ）線加工

隨著新產品研製的發展，許（xǔ）多新產品的形狀采用了（le）特殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲（qǔ）線等（děng），而如何加工這些（xiē）特殊曲線就成了機加人員的（de）新課題。

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

但是這種方法對於（yú）編程者要求較（jiào）高（gāo），這是因為宏（hóng）程序的（de）編製要求程序員不僅具有豐富的數學知（zhī）識，還要熟悉數控車床的編程指令，對（duì）於宏程序更應是了如指掌。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類（lèi）宏程序通常用賦值語句和（hé）數學公式進行編製，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型數控係統宏程序（xù）

在FANUC0i型數控（kòng）係統中變量分為4種類型，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（wéi）#0，該變量（liàng）總為空，沒有值能賦給該變量;局部（bù）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（dāng）斷電時局部變量初始化（huà）為空，調用宏程序（xù）時，給局（jú）部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當（dāng）斷電時，變（biàn）量#100～#199初始化為空，變量（liàng）#500～#999中的數（shù）據保存，即使斷電也不（bú）丟失（shī）。係統變（biàn）量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例（lì）如刀具的當前位置和刀具補償值等。我（wǒ）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（bié）是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再（zài）引用。

宏（hóng）程序是用戶實現機（jī）床功能擴展的一種方法。在（zài）宏（hóng）程序中可以使（shǐ）用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此（cǐ）外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句（jù），一層宏（hóng）循環裏還（hái）可以嵌套多層循環（huán）。所以可以應用宏（hóng）程序指（zhǐ）令編製出簡潔（jié）合理（lǐ）的小容量加（jiā）工程序，擴展數控機床功能（néng），提高加工效率，充分發揮數控機床（chuáng）的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲（qǔ）線在直角坐（zuò）標係下的方程是

，其中x是自變量，y是因變（biàn）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

定的：Z軸與主（zhǔ）軸（zhóu）軸線平行，正方向是（shì）遠離工件方（fāng）向，X軸（zhóu）與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我（wǒ）們需要把（bǎ）直角坐標係的方程轉換為數控車床坐標係下的方（fāng）程，同時數（shù）控車（chē）床不能識別指數函數和平方等（děng）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（tì）換其中的數學符號，變成數控車床可識（shí）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（gōng）特（tè）殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但（dàn）並沒有（yǒu）專（zhuān）門的G代碼來加工橢圓、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逼近法，即在Z方向（xiàng）上依次遞減或遞（dì）增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或（huò）遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過（guò）曲線方程計算求出對（duì）應的X值，再將（jiāng）刀具直線插補至計（jì）算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便（biàn）可完成特殊曲線（xiàn）的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工（gōng）編程（chéng）、宏程序應用空間日（rì）趨縮小，但是在某些情況下PC機也無（wú）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（hóng）程序與自動編程比較具有運（yùn）算速度快、加工效率高、加工精度高以及（jí）短小精悍等優點。