​CNC數控車床高（gāo）斯曲線加工

CNC車（chē）床高斯曲線加工（gōng）

隨著新產品研製的發展，許多新產（chǎn）品的形狀采用了（le）特殊曲線，如（rú）橢圓（yuán）、雙（shuāng）曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

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

但是這種方法對於編程者要求較高，這是因（yīn）為宏程序的編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的編程（chéng）指令，對於（yú）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（xù）通常采用H代（dài）碼編製，B類宏（hóng）程序通常（cháng）用賦值語句和數學公式進行編製，易為大家接受（shòu），FANUC0i型數控係（xì）統的宏程（chéng）序就（jiù）是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數（shù）控（kòng）係統中變量（liàng）分（fèn）為4種類型，即空變量、局部變量（liàng）、公共變量和係（xì）統變量。空變量的變量號（hào）為#0，該變量總為空，沒（méi）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（duàn）電時局部變量初始化為空，調（diào）用宏程序時，給局部變量賦值（zhí）。公共（gòng）變量的變量號（hào）為#100～#199、#500～#999，公共變量在（zài）不同的宏程序（xù）中的意義相同。當斷電時，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（diū）失。係統變（biàn）量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種（zhǒng）數據，例如刀具的（de）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（bù）變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響，一定（dìng）要給變量重新賦值後再（zài）引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序（xù）中可以使用變量（liàng），給變（biàn）量（liàng）賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供（gòng）了循環（huán）語句、分支語句和子程序調用語句，一層宏循環裏（lǐ）還可以嵌套多層循環。所以可以（yǐ）應用宏程序指令編製出（chū）簡潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提（tí）高加工效率，充分發揮數控（kòng）機床的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線（xiàn）在直角坐標係下的方（fāng）程（chéng）是

，其中x是自變量，y是因變量。但此方程我們還不（bú）能直接應用於數控車床，因為在數控車床上（shàng），坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是（shì）遠離工件方向，X軸與（yǔ）主（zhǔ）軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向（xiàng）。因此我們需要（yào）把直角坐標係的方程轉換為數控車床坐標係下的方程，同時數控車床不（bú）能識別指數（shù）函數和平方等數（shù）學符號，這就需要用宏程序中的算術（shù）和邏輯（jí）運算符號替換其中（zhōng）的數學符號，變成數控車床可識別的公式（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（de）方法

數控車床可（kě）通過G01、G02等G代（dài）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。在加工此類曲線時一般（bān）采用直線逼近法，即在Z方向上依次遞減或（huò）遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距得（dé）到一個Z值。然後，通過曲線（xiàn）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（de）(X，Z)值所（suǒ）確定的點，依次插補（bǔ）便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用，手（shǒu）工編（biān）程、宏程序應用空間日趨縮（suō）小，但是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我們深挖手工（gōng）編程，發揮數控（kòng）機（jī）床潛力。

同時宏程序與自動編程比較具有運（yùn）算速度快（kuài）、加工效（xiào）率高、加工精度高以及短小精悍等優點。