​CNC數控（kòng）車（chē）床高斯曲（qǔ）線加工

CNC車床高斯（sī）曲線加工（gōng）

隨（suí）著新產品（pǐn）研製的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲（qǔ）線，如橢圓、雙曲線和高（gāo）斯（sī）曲線等，而如（rú）何加工這些特（tè）殊曲（qǔ）線就成了機加人員的新（xīn）課題（tí）。

從（cóng）多年的實踐來看，采用宏程序編程，然後（hòu）在數控車床上車削（xuē）是較為簡單、經濟和方便（biàn）的一種方法。

但是這種方法（fǎ）對於編程者要求較高（gāo），這是（shì）因為宏程序的編（biān）製要求（qiú）程序員不僅具有豐（fēng）富的（de）數學知識（shí），還要熟悉數控車床的編程指令，對（duì）於宏程（chéng）序更應是了如指掌。

宏程序分為A類和（hé）B類兩種：A類宏程序通（tōng）常采用H代碼編製，B類宏程序（xù）通（tōng）常用賦（fù）值語句和數學公式（shì）進行編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數（shù）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FANUC0i型數控係統中變量分（fèn）為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和係（xì）統變量（liàng）。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局（jú）部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程（chéng）序（xù）中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量（liàng）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（biàn）量#500～#999中的數據保存，即（jí）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CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在編寫宏程序時可以引（yǐn）用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變（biàn）量時，為消除變量（liàng）內原有數據的影響，一定要給變量重（chóng）新賦值（zhí）後再引用。

宏程序是用戶實現（xiàn）機床功能擴展的一種方法。在宏程序中（zhōng）可以使用變量，給變量賦值，變量間可（kě）進行運（yùn）算和程序（xù）跳轉。此外，宏程序還提供了循環語（yǔ）句、分支語句和子程（chéng）序調用語（yǔ）句，一層宏循環裏（lǐ）還可以（yǐ）嵌套多層循環。所以（yǐ）可以應用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工（gōng）程序，擴展數控（kòng）機（jī）床功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的（de）作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線（xiàn）在（zài）直角坐標係下的方程是

，其（qí）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（shù）控車床，因為在數控車床上，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軸與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因（yīn）此我們需要把直（zhí）角坐標係的方程轉換為（wéi）數控車（chē）床坐標係下的方程（chéng），同時數控（kòng）車床不能識別指數函數和平（píng）方等數（shù）學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運（yùn）算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後（hòu）高斯曲線在（zài）數控坐標下的方程如下（xià）。

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（kòng）車床可通過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（qǔ）線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時（shí）一般采用（yòng）直線逼近法，即在（zài）Z方向（xiàng）上依次遞減或遞增，以（yǐ）0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減（jiǎn）或遞增一個步距得到一個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（bǔ）便可完成特殊（shū）曲線的加工。

雖然隨（suí）著CAD/CAM軟件的應用，手工編程、宏程序應用空間日趨縮小，但（dàn）是在某些情況下PC機也無能為力（lì），這就要求我們深挖手工編（biān）程，發揮數控機床潛力。

同時宏（hóng）程序與（yǔ）自動（dòng）編程比較具有運（yùn）算速（sù）度快、加工效（xiào）率高、加工精度高以及短小精悍等優（yōu）點。