​CNC數（shù）控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工（gōng）

隨著新產品研製（zhì）的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲線，如橢圓（yuán）、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲（qǔ）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（biān）程，然後在數控車床上（shàng）車（chē）削是較為簡（jiǎn）單、經濟（jì）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（shì）因（yīn）為宏程序的編製要求程序員不僅具有豐富的數（shù）學知識，還（hái）要（yào）熟悉數控（kòng）車床的編程指令，對於宏程序更應是了（le）如（rú）指掌。

宏程序分（fèn）為A類（lèi）和B類（lèi）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

在（zài）FANUC0i型（xíng）數控係統中變量分為4種類型（xíng），即空（kōng）變量、局部變量、公共（gòng）變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量（liàng）的變（biàn）量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數（shù）據，當斷電時局部變量初始化為空（kōng），調用宏程序時，給局部變量賦值。公（gōng）共變量（liàng）的（de）變（biàn）量號為#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變量在不同的宏程序中的意義相（xiàng）同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空（kōng），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（chú）變量內（nèi）原有數據（jù）的影響，一定要給（gěi）變（biàn）量重（chóng）新賦值後再（zài）引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法（fǎ）。在（zài）宏（hóng）程序中（zhōng）可以（yǐ）使（shǐ）用（yòng）變量，給變量賦值，變量（liàng）間可（kě）進行運算和程序（xù）跳轉。此（cǐ）外，宏程（chéng）序還（hái）提供了循環語句、分支語句和子（zǐ）程序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環（huán）。所（suǒ）以可以應（yīng）用宏程序指（zhǐ）令編製出簡潔合理（lǐ）的小容量加工程序，擴展數控機（jī）床功能，提高加工效（xiào）率，充分發揮數控機床的作用。

二、高斯（sī）曲線的方程

高斯曲線在直角坐標係下（xià）的方程是

，其中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。因此我們需要把直（zhí）角坐標（biāo）係（xì）的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（shù）和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯（jí）運（yùn）算符（fú）號替換（huàn）其中的數學符號，變成數控車床可（kě）識別的公式（shì）。

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。在（zài）加工此類（lèi）曲線時一般采用（yòng）直線逼近法，即（jí）在Z方向上依次遞減或遞增（zēng），以（yǐ）0.05mm～0.5mm為一個（gè）步距，每遞減或遞增一個步距（jù）得（dé）到一個（gè）Z值。然後，通過曲線方程計算求出對（duì）應的X值，再將刀具直（zhí）線插補至計算得出（chū）的(X，Z)值（zhí）所確定的點，依次插補便可（kě）完成特殊曲線的加工。

雖然（rán）隨著CAD/CAM軟（ruǎn）件的應用，手工編（biān）程、宏程序應用空（kōng）間日趨縮小，但是在某（mǒu）些情況下PC機（jī）也無能為力，這就要求我（wǒ）們深挖手工編程，發揮數控機床潛力。

同時宏程序與自動編程比較具有運算速度快、加工效（xiào）率（lǜ）高、加工精（jīng）度高以及（jí）短小（xiǎo）精悍等優點。