​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，許多新產品的形狀采用了特殊曲線，如（rú）橢圓、雙曲線和高斯（sī）曲線等，而如何加工這些特殊曲線就（jiù）成了機加人員的新課題。

從多年的實踐來看（kàn），采用宏程序編程（chéng），然後在數控車床上車（chē）削是較為簡單、經濟和方便的（de）一種方法。

但（dàn）是這種方法對於編程者要求較高，這是（shì）因為宏（hóng）程序的編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的編（biān）程指令，對於宏程序更應是了如指掌（zhǎng）。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通（tōng）常用賦值（zhí）語句和（hé）數（shù）學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數控係（xì）統的宏（hóng）程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中（zhōng）變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該（gāi）變量總為空（kōng），沒（méi）有（yǒu）值能賦（fù）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存儲數據，當（dāng）斷電時局部變量初始化（huà）為空，調用宏（hóng）程（chéng）序（xù）時，給（gěi）局部變量賦值。公共（gòng）變量的變量號（hào）為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序（xù）中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化（huà）為（wéi）空（kōng），變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不（bú）丟失（shī）。係統變量的變（biàn）量號為#1000～，係統變（biàn）量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具（jù）補償值（zhí）等。我們在編寫宏程序時可以（yǐ）引用（yòng）局部變量和公共變量，在引用變量，特別是（shì）公共變（biàn）量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要給變（biàn）量重新（xīn）賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機（jī）床（chuáng）功能擴展的一種方法。在（zài）宏程序（xù）中可以使（shǐ）用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句（jù）、分支語句和子程序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層（céng）循環。所以可以應用宏（hóng）程序指（zhǐ）令編製出簡潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功（gōng）能，提高加（jiā）工效率，充分發揮（huī）數（shù）控機床的（de）作用。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角坐標（biāo）係下的（de）方程是

，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（shàng），坐標係是這樣規

定的（de）：Z軸（zhóu）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（zhóu）線方向。因此我們需要把直角坐標係的方程（chéng）轉換為數控車（chē）床坐標係（xì）下的方（fāng）程（chéng），同（tóng）時數控車床不能識別（bié）指數函（hán）數和平方等數（shù）學符號，這就需要用宏程序中的算術和（hé）邏輯運算符（fú）號替換其中的（de）數學（xué）符號，變成數（shù）控車床可識別的公式。

經變（biàn）換後高斯曲線（xiàn）在（zài）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（kòng）車床加（jiā）工特殊曲線（xiàn）的方法

數控車床可通過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。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法（fǎ），即在Z方向上（shàng）依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距（jù）得到一個Z值。然後，通過曲（qǔ）線方程（chéng）計算（suàn）求出對應的X值，再將刀具直（zhí）線插補（bǔ）至計算得（dé）出的(X，Z)值所確（què）定的點（diǎn），依次插補（bǔ）便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編（biān）程、宏程序應用空（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（wǒ）們深挖手工編程，發揮（huī）數控機床潛力。

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