​CNC數控（kòng）車床高斯曲線加工

CNC車床（chuáng）高（gāo）斯曲線加工

隨著新產品研製的發展（zhǎn），許多新產品的（de）形狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成（chéng）了機加人員的新課題。

從多年的（de）實踐來看，采（cǎi）用宏程序編程，然後在（zài）數控車床上（shàng）車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種（zhǒng）方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（fēng）富的數學知識，還要熟悉數（shù）控車床的編程指令，對於宏程序更應是了如指掌。

宏程序分為（wéi）A類（lèi）和B類兩種：A類宏程（chéng）序通常（cháng）采用H代碼編（biān）製（zhì），B類宏程序（xù）通常用賦值語句和數學公式進行編製（zhì），易為（wéi）大家接受，FANUC0i型數控係統的宏程序（xù）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為4種類型，即空變量、局（jú）部（bù）變量、公共變量和係統變量。空變量（liàng）的變量號為#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（wéi）#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電時局部變量（liàng）初始化為空（kōng），調用宏（hóng）程序時，給局部變量（liàng）賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不（bú）同的宏（hóng）程序中的意義（yì）相同。當斷電時，變量#100～#199初始（shǐ）化為空，變量#500～#999中的數據保（bǎo）存，即使斷電也不丟失。係統（tǒng）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（qián）位置和刀具補償（cháng）值等。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（gòng）變量時，為消除變量內原有數據的影響，一定（dìng）要給變量重新賦值後再引用（yòng）。

宏程序是（shì）用戶（hù）實現機床功能擴展（zhǎn）的一種方法。在宏程序中可以使用變量，給（gěi）變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉（zhuǎn）。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）宏循環裏還可以嵌套多層（céng）循環。所（suǒ）以可以（yǐ）應用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提高加工效率（lǜ），充分發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的方（fāng）程

高斯曲線在（zài）直角坐標係下的（de）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控車床，因為在數控（kòng）車床上，坐標係是這樣（yàng）規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方（fāng）向是遠離工件方（fāng）向，X軸與主軸軸線垂（chuí）直，正方（fāng）向是遠離主軸軸（zhóu）線方向。因此我們（men）需要把直（zhí）角坐標係的方程轉換為數控（kòng）車（chē）床（chuáng）坐標係下的（de）方程，同時數控車床不能識別指數函數（shù）和平方等數學符（fú）號，這就需要用宏（hóng）程序中的算（suàn）術和邏輯運算符（fú）號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別（bié）的公式。

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、數控車床加工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等（děng）G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專門（mén）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（gōng）此類（lèi）曲線時一般采（cǎi）用直（zhí）線逼近法，即在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（gè）步（bù）距得到一個Z值。然後（hòu），通過（guò）曲線方程計算求出對應（yīng）的X值（zhí），再將刀具直線（xiàn）插補至計算得出的(X，Z)值（zhí）所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線的加工（gōng）。

雖（suī）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，但是在某（mǒu）些情況下PC機也無能為力，這就要求我們深（shēn）挖手工編程，發（fā）揮數控機床潛力。

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（yǐ）及短（duǎn）小精悍等優點。