CNC數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（yán）製的發展，許多新產品的形狀采用了特殊曲（qǔ）線，如（rú）橢圓、雙曲線和高斯曲線（xiàn）等，而如何加工這些特（tè）殊曲線就成了機加人員的新課題（tí）。

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

但是（shì）這種方法對於編程者（zhě）要求（qiú）較高，這（zhè）是因為宏程序的（de）編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還（hái）要（yào）熟（shú）悉數控車床的編程指（zhǐ）令，對（duì）於宏程序更應是（shì）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（hé）數學公式進行編製（zhì），易為大家接受，FANUC0i型數控係統（tǒng）的宏程序就（jiù）是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類型，即空變量、局部變量（liàng）、公共變量和（hé）係統變量。空（kōng）變量的變量號為#0，該變量總為（wéi）空，沒有值（zhí）能賦（fù）給該（gāi）變量;局部變量的變（biàn）量號為#1～#33，該類變量（liàng）隻能用於在宏程序中存儲數（shù）據，當斷電時局部變（biàn）量初始（shǐ）化為空，調用（yòng）宏程（chéng）序（xù）時，給局部（bù）變量賦值（zhí）。公共變量的變量號為（wéi）#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的（de）宏程序中的意義相同。當（dāng）斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使（shǐ）斷電也不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統（tǒng）變量用於（yú）讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和（hé）刀具補（bǔ）償值等。我們在編寫宏程序時可以引用局（jú）部變量（liàng）和公共（gòng）變量，在引用變量，特別（bié）是（shì）公共變量時（shí），為消除變量內原有數據（jù）的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏程序是用（yòng）戶實現機（jī）床功能擴展的一（yī）種方法。在（zài）宏程序中可以使用（yòng）變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提（tí）供了循環語句、分支語句和子（zǐ）程序調（diào）用語句，一層宏循環裏還可（kě）以嵌套多層循環（huán）。所以可以（yǐ）應用（yòng）宏程序（xù）指令編製出簡潔合理的（de）小容量加工程序，擴展（zhǎn）數控機床功能（néng），提高加工效率，充分發揮數控（kòng）機床（chuáng）的作用。

二（èr）、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角（jiǎo）坐標係下的方程是

，其中x是自變（biàn）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（guī）

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（lí）主軸軸線方向。因此我們（men）需（xū）要把（bǎ）直角坐標係的（de）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）運算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可（kě）識別的（de）公式。

經變換後高斯曲線在數（shù）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（chuáng）可（kě）通過（guò）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（gōng）橢（tuǒ）圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線（xiàn）時一般采用直線逼近法，即（jí）在Z方向（xiàng）上依次遞減（jiǎn）或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或（huò）遞增一個（gè）步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程（chéng）計算求出對應的X值，再將刀具直線插補至計（jì）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（gōng）。

雖然隨著（zhe）CAD/CAM軟（ruǎn）件的應用，手工（gōng）編程、宏程序應用（yòng）空間日趨縮小，但是在（zài）某（mǒu）些情況（kuàng）下PC機也無能為力，這就要求我們深挖手工編程，發揮數控機床潛力（lì）。

同時（shí）宏程（chéng）序與自動編程比較具有運算速度快、加工效率高（gāo）、加工精度高以及短小精（jīng）悍等優（yōu）點（diǎn）。