​CNC數控車床高斯（sī）曲線加工

CNC車床高斯曲線（xiàn）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（xiàn），如橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員（yuán）的新課題。

從多（duō）年的（de）實踐來看，采用宏程序（xù）編程，然後在數控（kòng）車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種方法對（duì）於（yú）編程者要求較高，這是（shì）因為宏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程指令，對於宏程序更應是了如指掌。

宏程序（xù）分為A類和B類兩種：A類（lèi）宏程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數學公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數控係統的宏程序就是B類。

▽長按愛心，添加（jiā）小編，技術交流▽

一（yī）、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係（xì）統中變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和係統變量（liàng）。空變量的變量號為#0，該變量總為（wéi）空，沒有值能賦給該變量;局部變量的變量號為（wéi）#1～#33，該類變量隻能用（yòng）於在（zài）宏程序中存儲數據，當斷電時局部變（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（de）變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當斷電時（shí），變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保（bǎo）存（cún），即使斷（duàn）電也不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統變量（liàng）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。我們在編寫宏程序時可以引用局部變量（liàng）和公共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為消除變（biàn）量內原有數據的影響，一定要給（gěi）變量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現（xiàn）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（fù）值，變量間可進行運算和（hé）程序跳轉。此外，宏程（chéng）序還（hái）提供（gòng）了循環語句（jù）、分（fèn）支（zhī）語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（hóng）程序指令編製出簡潔合（hé）理的小容量加工程序，擴展（zhǎn）數控機床（chuáng）功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的方程

高斯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。但此（cǐ）方程我們還不能直接應用（yòng）於數控車床，因為在數控（kòng）車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向（xiàng）是遠（yuǎn）離工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直角坐（zuò）標係的方程轉換為數控車床坐標係（xì）下的（de）方程，同時數控車（chē）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運（yùn）算符號替換其中的數學符號（hào），變成數控車床可識別（bié）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、數控車床加工特殊曲線的方法

數控車床可通過G01、G02等G代碼直接加工直線、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工（gōng）橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此（cǐ）類曲線時（shí）一般采用直線逼近法，即在Z方向（xiàng）上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距（jù）得（dé）到（dào）一個Z值。然後（hòu），通過曲（qǔ）線方（fāng）程計算求出對應的X值（zhí），再將刀具直線（xiàn）插補至計算得出的(X，Z)值所確定（dìng）的點，依次插補便可完成特殊曲線的加（jiā）工。

四、編製加工高（gāo）斯曲線（xiàn）的（de）宏程序

現（xiàn）以一個簡單的零件為例，說明高斯曲線的宏程序編製過程（chéng）。如圖1所示，在Φ260mm的毛坯棒料上加工一段長100mm的高斯曲線外輪廓（kuò）。圖1是直角坐（zuò）標係下的零件圖樣（yàng），圖2是數控坐標（biāo）下的零件圖樣。

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縮小，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，發揮數控（kòng）機床潛力。