​CNC數控（kòng）車床高斯曲線（xiàn）加工

CNC車（chē）床高斯（sī）曲線加工

隨著（zhe）新產品研製的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲線（xiàn），如橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯曲（qǔ）線等，而如（rú）何加工這些特殊曲線就成（chéng）了（le）機（jī）加人員（yuán）的新課（kè）題。

從（cóng）多年的實踐來看，采用宏程序編程，然後在數（shù）控車床上車削（xuē）是較為簡單、經濟和方便的一種方法（fǎ）。

但是這種（zhǒng）方法（fǎ）對於編（biān）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（fù）的數學知識，還要熟悉數控（kòng）車床的編程指（zhǐ）令，對於宏程序更應是了（le）如指掌。

宏程序分為A類（lèi）和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用（yòng）賦值語句和數學公式進（jìn）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（chéng）序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類型，即空變量（liàng）、局部變量、公共變量和係統變量。空變（biàn）量（liàng）的變量號為#0，該變量（liàng）總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於（yú）在宏程序中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當（dāng）斷（duàn）電時，變（biàn）量#100～#199初始（shǐ）化為（wéi）空，變量#500～#999中的數據保存，即（jí）使（shǐ）斷電也不（bú）丟失（shī）。係統變量的變（biàn）量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各（gè）種數據，例如刀具的當前位置（zhì）和刀具補（bǔ）償值等。我們（men）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（liàng），特別是公共變量時，為消（xiāo）除變量內原有（yǒu）數據的影響，一定要給變量重新賦值後（hòu）再（zài）引用。

宏程序是用戶（hù）實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序中可以使用變量，給變量賦值，變量（liàng）間可進行運（yùn）算和程（chéng）序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支（zhī）語句和子程序調用（yòng）語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏程序指令編製出簡潔合理的（de）小（xiǎo）容（róng）量加工程序，擴展數控機床功能，提高加（jiā）工（gōng）效率，充分發揮數控機床的作（zuò）用。

二、高斯曲線（xiàn）的方程

高斯曲線在直（zhí）角坐標係下的方（fāng）程是

，其中x是自變量，y是因（yīn）變量。但此方程我們還不能直接（jiē）應（yīng）用於數控車（chē）床，因為在數控車床上，坐標（biāo）係是這樣規（guī）

定的：Z軸與主軸軸線平行（háng），正方向是遠（yuǎn）離工件方向，X軸與主軸軸線（xiàn）垂直（zhí），正（zhèng）方向（xiàng）是遠離主軸（zhóu）軸線方向。因（yīn）此（cǐ）我（wǒ）們需要把直角坐標係的方程轉（zhuǎn）換為數控車床坐標係下的方程，同時（shí）數控車床不能識別指數函數和平方等數學符號，這就（jiù）需要用宏程序中的算術和邏（luó）輯運算符號替換其中的數學符號（hào），變（biàn）成（chéng）數控車床可識別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐（zuò）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（shù）控車床加工特殊（shū）曲線的方法

數（shù）控車床（chuáng）可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓（yuán）弧，但並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲（qǔ）線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此（cǐ）類曲線時一般采用直線（xiàn）逼近法，即（jí）在Z方向上依次（cì）遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減（jiǎn）或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程（chéng）計算（suàn）求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所（suǒ）確（què）定的（de）點（diǎn），依次（cì）插補（bǔ）便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的（de）應用，手（shǒu）工編程、宏程序應用空間日趨縮小，但（dàn）是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我們（men）深挖手工編程（chéng），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（sù）度快、加工效率高、加（jiā）工（gōng）精度高以及短（duǎn）小精悍等優點。