​CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許多新產品的形（xíng）狀采用了特殊曲（qǔ）線，如橢圓、雙（shuāng）曲線（xiàn）和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人（rén）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、經濟和方便的一種（zhǒng）方法。

但是這種（zhǒng）方法對於編程者（zhě）要求較高，這是因為宏程序的編製要求（qiú）程序員（yuán）不僅具有豐富的數學知識，還（hái）要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序更應（yīng）是了如指掌（zhǎng）。

宏程序分為（wéi）A類和B類兩種：A類宏程序通常采用（yòng）H代碼編製（zhì），B類宏程序通常（cháng）用賦值語句和數學公（gōng）式進行編製，易為大家（jiā）接受，FANUC0i型數控係統（tǒng）的宏程序就（jiù）是B類。

▽長按愛心，添加小（xiǎo）編，技術（shù）交流▽

一（yī）、FANUC0i型數控係統宏（hóng）程序（xù）

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類（lèi）型，即空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號（hào）為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部（bù）變量的變量號為（wéi）#1～#33，該（gāi）類變量隻能用於在宏（hóng）程序中存儲數據，當（dāng）斷電時局部變量初始化為空（kōng），調用宏程序時，給局（jú）部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在（zài）不同的宏程序中的意義（yì）相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的（de）數據保存，即使斷電也不丟失（shī）。係（xì）統變量的變量號為#1000～，係統（tǒng）變量（liàng）用於讀和寫CNC的各種數據，例如（rú）刀具的當前位置和刀具補償（cháng）值等。我們在編寫宏程序時可以引用局（jú）部變量和公共變量，在引用變（biàn）量，特別是（shì）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引（yǐn）用。

宏程序是用戶實現（xiàn）機（jī）床功能擴展的一種方法。在宏程序中可以（yǐ）使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此（cǐ）外，宏程序還提供了循環語句（jù）、分支語（yǔ）句和子程序調用語句，一層宏循環（huán）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）小容量加工程序，擴展數控機床功能，提高加工效（xiào）率，充分發揮數控機床的作用（yòng）。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角坐標係下（xià）的方程（chéng）是

，其中x是自變量，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

定的：Z軸與主軸軸線平行（háng），正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正方向是遠（yuǎn）離主軸軸線方向。因此我們需要把直角坐標（biāo）係（xì）的方程轉換為數控車床坐標（biāo）係下的方程，同時（shí）數控車（chē）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（suàn）術和邏輯運算符號替換其（qí）中的（de）數學符號，變成數控（kòng）車床可識別的公式。

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（chē）床（chuáng）加工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加（jiā）工直（zhí）線、圓弧，但並沒有專門（mén）的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲（qǔ）線等特殊（shū）曲線。在加工此類曲線（xiàn）時一般采用（yòng）直線逼近法，即在Z方向上（shàng）依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個（gè）步距（jù），每遞減或遞增（zēng）一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算（suàn）求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點（diǎn），依次（cì）插補便可完成特殊（shū）曲線的加工。

雖然（rán）隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用，手工編程、宏程序應用空間日趨（qū）縮小，但是在某些情況下PC機也無（wú）能為力（lì），這就要求我們深挖手工編程，發揮數控機床潛力。

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