​CNC數控（kòng）車床（chuáng）高斯（sī）曲線加工

CNC車（chē）床（chuáng）高斯曲線加工

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

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

但是這種方法對於編程者要（yào）求較高，這是因為宏程序的編製要（yào）求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床（chuáng）的編程（chéng）指令，對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（yòng）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型數控係統中變量分為4種類型，即（jí）空變量、局部變量、公（gōng）共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給（gěi）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（zhōng）存（cún）儲數據，當（dāng）斷電（diàn）時局部變量初始化為（wéi）空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變（biàn）量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序（xù）中的（de）意義相同。當斷（duàn）電時，變量#100～#199初始化為空，變量（liàng）#500～#999中的數據保存，即使斷電也不丟失。係統變（biàn）量的變量號為#1000～，係（xì）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（dāo）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（tè）別是公共變量時，為消除變量內原有（yǒu）數據的影響，一定要給變（biàn）量（liàng）重新（xīn）賦（fù）值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏（hóng）程序中（zhōng）可以使用（yòng）變（biàn）量，給（gěi）變量（liàng）賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還（hái）提供了循環語句、分支語句和子程序調（diào）用語句，一層宏循環裏還可以嵌（qiàn）套多層循環。所（suǒ）以可以應用宏程序指令（lìng）編製出簡潔合理的小容量加工（gōng）程序（xù），擴展（zhǎn）數控機床功能，提高加工效率，充分發（fā）揮數控機（jī）床的作用（yòng）。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直（zhí）角坐標係（xì）下的方程是

，其中x是（shì）自變（biàn）量，y是（shì）因變量。但此（cǐ）方程我們還不（bú）能直接應用於數控（kòng）車床，因為在數控車床上，坐標係是這樣規

定（dìng）的：Z軸與（yǔ）主軸軸（zhóu）線平行，正（zhèng）方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線（xiàn）垂直，正方向是遠離主（zhǔ）軸軸線方向（xiàng）。因此我們需要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（néng）識別（bié）指數函數（shù）和平方等數學符號，這就需要（yào）用宏程（chéng）序中的算術和邏輯運算符號替（tì）換其（qí）中的數學符號，變成數控車床可識（shí）別的公式。

經變換（huàn）後高斯曲線在數控坐標（biāo）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（shù）控車床加工特殊曲線的方（fāng）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（bìng）沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等（děng）特殊曲線。在加工此類曲（qǔ）線時一般采用（yòng）直線逼近法，即在Z方向上依（yī）次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞（dì）減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算求（qiú）出對（duì）應（yīng）的X值，再將刀（dāo）具直線插補（bǔ）至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完（wán）成特殊曲（qǔ）線的（de）加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件（jiàn）的應用，手工編程、宏程（chéng）序應用空間（jiān）日趨縮小，但是在某（mǒu）些情況下PC機也無能為力，這就（jiù）要求我們深挖手工編程（chéng），發揮（huī）數控機床潛力。

同時宏程序（xù）與自動編（biān）程比（bǐ）較具有運算速度快（kuài）、加工效率高、加工精度高以及短小（xiǎo）精悍等優點。