CNC數控車床高斯曲線加工（gōng）

CNC車床高（gāo）斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許多新產品的形狀采用了特（tè）殊曲線，如橢圓、雙曲線和（hé）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（lái）看，采用宏程序編程，然後在數控車床上車（chē）削是較為簡單、經濟和方便（biàn）的一種方法。

但是這種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富的（de）數學知（zhī）識，還要（yào）熟悉數控車床的編程指令，對於宏（hóng）程序更應（yīng）是了如指掌。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏程序通（tōng）常采用H代碼編製，B類宏程序通（tōng）常用賦（fù）值語句和數學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數（shù）控（kòng）係（xì）統的宏程（chéng）序就是B類。

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一、FANUC0i型數控（kòng）係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分（fèn）為（wéi）4種（zhǒng）類型，即空變（biàn）量、局部變（biàn）量、公共變量和係（xì）統變量。空變量的變量號為#0，該變量總（zǒng）為空（kōng），沒有（yǒu）值（zhí）能賦給該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電（diàn）時局部變量初始化為空，調（diào）用宏程序（xù）時，給局部變（biàn）量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變量（liàng）在（zài）不同的宏（hóng）程序中的（de）意義相同。當斷（duàn）電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中（zhōng）的數據保存，即使斷電也不丟失（shī）。係統變量的變量號（hào）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（dāo）具補償值等（děng）。我們（men）在編寫宏程序時（shí）可以引用局部變量和公共變（biàn）量（liàng），在引（yǐn）用變量，特（tè）別是公共變（biàn）量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要給變（biàn）量重新（xīn）賦值後再引用（yòng）。

宏程序是用戶（hù）實現機床（chuáng）功（gōng）能擴展的一種方法。在宏（hóng）程序中可以使用變量，給變（biàn）量賦（fù）值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程（chéng）序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所（suǒ）以可（kě）以應用宏程序指令編製出簡潔合理（lǐ）的小（xiǎo）容量加工程序，擴展數控（kòng）機床功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的作用。

二、高（gāo）斯曲線的方程

高斯曲線在直角坐標係下的方程是

，其中x是自變量（liàng），y是因變量。但此方程（chéng）我們還不能直接應（yīng）用於數控車床，因為在數控車床（chuáng）上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平（píng）行，正方向是遠離工件方（fāng）向，X軸與主軸軸線垂直，正方（fāng）向是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直角坐標係的（de）方程轉（zhuǎn）換為數控車床坐標係下（xià）的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號替（tì）換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯（sī）曲線在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（shù）控車床加（jiā）工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼（mǎ）直接（jiē）加工直線、圓弧（hú），但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲（qǔ）線和高斯（sī）曲線等特（tè）殊曲線。在加（jiā）工此類曲線時一般采用直線逼近法，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到（dào）一個Z值。然後，通過曲線方程計算求出（chū）對（duì）應的X值，再將刀具直（zhí）線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編程、宏程序應用空間日趨縮小，但是（shì）在某些情況下PC機（jī）也無能為力，這就要求我們（men）深挖手工編程，發揮（huī）數控機（jī）床潛力。

同時宏程序與自動編程比較具有運算速（sù）度（dù）快、加工效率高、加工精度高以及短小精悍等優點。