CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨著（zhe）新產品研（yán）製的發展，許多新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（jiā）工這些（xiē）特殊曲線（xiàn）就成了機（jī）加人員的新課題。

從（cóng）多年的實踐來（lái）看，采用宏程序編程，然後在數控（kòng）車床上車削是較為簡（jiǎn）單、經濟和方（fāng）便的一種方法。

但是這（zhè）種方（fāng）法對於（yú）編程者要求較高，這是因為宏程序的編製（zhì）要求程序員（yuán）不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的（de）編程（chéng）指令，對於宏程序更應是了如指（zhǐ）掌。

宏程序分（fèn）為A類和B類（lèi）兩種：A類宏程（chéng）序通常采用H代碼編製，B類（lèi）宏程序通（tōng）常用賦值語句和數學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數控係統的宏（hóng）程序就是（shì）B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控（kòng）係統中（zhōng）變量分為4種類型，即空變量、局部變量（liàng）、公共變量和係（xì）統變（biàn）量（liàng）。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中（zhōng）存（cún）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（liàng）賦值。公共變量的變（biàn）量號為#100～#199、#500～#999，公（gōng）共變量在不同的（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中的數（shù）據（jù）保存，即使斷電也不丟失。係統（tǒng）變量（liàng）的（de）變（biàn）量號為#1000～，係（xì）統變量用於（yú）讀和寫CNC的各種（zhǒng）數據，例如刀具的當前位（wèi）置和刀具補償值等。我們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，特別是公共變量時，為消除變量內原有（yǒu）數據的影響，一定要給（gěi）變量重新賦值後再（zài）引用。

宏程序（xù）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，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提（tí）供了循（xún）環語句、分支語句（jù）和子程序調用語句，一層宏循環（huán）裏還可以嵌（qiàn）套多層循環。所（suǒ）以（yǐ）可以應用宏程（chéng）序指令（lìng）編製出簡潔合（hé）理的小容量（liàng）加（jiā）工程序，擴展數控機（jī）床（chuáng）功能，提高加工效率，充分發揮數控機床（chuáng）的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角坐標係下的方（fāng）程是

，其中x是自變量，y是因變量。但此方程（chéng）我們還不能直接應用（yòng）於（yú）數控（kòng）車床，因為在數控車床上，坐標係是（shì）這樣規

定的：Z軸與（yǔ）主軸軸（zhóu）線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸（zhóu）線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我們需（xū）要把直角坐標係（xì）的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（zhǐ）數函數和平方等數（shù）學符號，這就需要用宏程序中的（de）算（suàn）術（shù）和邏輯運算（suàn）符號替換其中的數學符號，變成數控車床可識（shí）別（bié）的（de）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、數控車床加工特殊曲線的方法（fǎ）

數控（kòng）車床可（kě）通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但（dàn）並沒有專門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加（jiā）工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方（fāng）向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個（gè）步距得到一個Z值。然後（hòu），通過曲線方程計算求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成（chéng）特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編程（chéng）、宏程（chéng）序應用（yòng）空（kōng）間日趨縮小，但是在某些情況下PC機也無能為力，這就要求我們深（shēn）挖手工編程，發（fā）揮數控機床潛力。

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