CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲（qǔ）線加工

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

從多年的（de）實踐來看，采用宏程序編程，然後在數控車床上車削是較為簡單、經（jīng）濟和方便（biàn）的一（yī）種方法。

但是這種方法對於編程（chéng）者要求較（jiào）高，這是（shì）因為宏程序的（de）編製要求（qiú）程序員不僅具有豐富的數學知識，還（hái）要熟（shú）悉（xī）數控車床的編程（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（xù）通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數（shù）學公式進行編製，易為（wéi）大家接受，FANUC0i型（xíng）數控係統的宏程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控（kòng）係統宏程序

在FANUC0i型數控（kòng）係統中變量分為4種類型，即（jí）空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量（liàng）的（de）變量號為（wéi）#1～#33，該類變量隻能用於在宏程（chéng）序中存儲數據，當斷（duàn）電時局部變（biàn）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（wéi）#100～#199、#500～#999，公共變量在不（bú）同的（de）宏程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中（zhōng）的數據保（bǎo）存，即（jí）使斷電也不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統（tǒng）變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我們在編寫（xiě）宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是（shì）公（gōng）共變量時，為消除變量內原有數據的影（yǐng）響，一定要（yào）給變量重新賦值（zhí）後（hòu）再引用。

宏程序是用戶實現機（jī）床功能擴展的一種方法。在宏程序中可以使用變量（liàng），給變量賦值，變量間可（kě）進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提（tí）供了循環語句、分（fèn）支語句和子（zǐ）程（chéng）序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可（kě）以應（yīng）用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工程序，擴（kuò）展數控機床功能（néng），提高加工（gōng）效率，充（chōng）分發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯（sī）曲線在直角坐標係下的方程是

，其中x是自變量，y是因變量（liàng）。但此方程我們還不能直接應用於數控車（chē）床，因為在數控車床上，坐標係是這樣（yàng）規

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（xiàn）垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直（zhí）角坐標係的方程轉換為數控（kòng）車床坐標係下的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方（fāng）等數學（xué）符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號替換（huàn）其中的數學符號，變（biàn）成數控車床可識別的公式（shì）。

經變換後高斯曲線在數控坐標（biāo）下的方（fāng）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（de）方法（fǎ）

數控車床可（kě）通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專門的G代碼來（lái）加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲（qǔ）線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上（shàng）依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為（wéi）一個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲（qǔ）線方程計算求（qiú）出（chū）對應的X值，再將刀（dāo）具直線插（chā）補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完（wán）成特殊（shū）曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件（jiàn）的應用，手工編程、宏程序應用空間日趨縮（suō）小，但是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我們深挖手工編程，發揮數（shù）控機床潛力。

同時（shí）宏（hóng）程序與自動編程比較具有運算速度快、加工效率（lǜ）高、加工（gōng）精（jīng）度高以及短小精悍等優（yōu）點。