​CNC數（shù）控車（chē）床高斯曲線加工

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

從多年的實踐來看，采用宏程序編程，然後在數控車（chē）床（chuáng）上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這（zhè）種方法對於編程者要求較高（gāo），這是（shì）因為宏程序（xù）的（de）編製要求程序員（yuán）不僅具有豐富的數學知（zhī）識，還要熟悉數（shù）控車床的編（biān）程指令（lìng），對於宏程序（xù）更（gèng）應是了如指掌。

宏程（chéng）序分為A類和B類兩種（zhǒng）：A類宏程序通常采用H代碼編（biān）製，B類宏程序通常用（yòng）賦值語句和數（shù）學公式（shì）進行編製，易為大家（jiā）接（jiē）受，FANUC0i型數控係統（tǒng）的宏程序就是（shì）B類。

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一、FANUC0i型數（shù）控係統宏程序

在FANUC0i型數控係統中變量分為4種類型，即空變量、局部變（biàn）量、公共變量和係統變量（liàng）。空變量的變量號為#0，該變量（liàng）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（yòng）於（yú）在（zài）宏（hóng）程序（xù）中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為空（kōng），調用宏（hóng）程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的（de）宏程序中的意義相（xiàng）同。當斷電時（shí），變量#100～#199初始化為空，變（biàn）量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不（bú）丟（diū）失（shī）。係統變（biàn）量（liàng）的變量（liàng）號為#1000～，係統變量用於（yú）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（men）在（zài）編（biān）寫宏程序時可（kě）以引用局部變量和公共變（biàn）量，在引用變量，特別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響，一定要給變（biàn）量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴（kuò）展的一種方（fāng）法。在宏程序中可以使用變量，給變量（liàng）賦值，變量間可進行運算和程（chéng）序（xù）跳轉。此外，宏程序還提供（gòng）了（le）循環語句、分支語句和子程序調（diào）用語句，一層宏循環裏還可以嵌套（tào）多層（céng）循環。所以可以應用宏程序指令編製出簡潔合理的小容量加工（gōng）程序，擴展數控機床功能，提（tí）高加（jiā）工效率，充分發揮數（shù）控（kòng）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（shì）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（wéi）在數控車床（chuáng）上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是遠離工（gōng）件方向，X軸（zhóu）與（yǔ）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標（biāo）係的方（fāng）程轉換為數控車床坐標係下的方程，同時數控車床不能（néng）識別指數函數和平（píng）方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和（hé）邏輯運算符號替換其（qí）中的數學符號，變成數控車床可識別的公（gōng）式。

經（jīng）變換後高（gāo）斯（sī）曲線在數控坐標下的（de）方程如下（xià）。

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（sān）、數控車床加工特殊曲線的方法

數控車（chē）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代碼來加工橢圓（yuán）、雙曲線和高（gāo）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，即在（zài）Z方向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞（dì）減或遞增一（yī）個步（bù）距得到一個Z值。然後，通（tōng）過曲線方程（chéng）計算求出對應的（de）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），依次插補便可完（wán）成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用（yòng），手工編程、宏程序應用空間（jiān）日趨縮小，但是在某些情況下PC機（jī）也無能為（wéi）力，這就要（yào）求我們深（shēn）挖手工（gōng）編程（chéng），發揮數控機床潛力（lì）。

同時宏程序與自動編程比較具有運算（suàn）速度快、加工效率（lǜ）高（gāo）、加工（gōng）精度高以（yǐ）及短小精（jīng）悍等優點。