​CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高（gāo）斯曲線加工

隨著新產品研製的發展，許多新產品的形（xíng）狀采用了特殊曲線，如橢圓、雙（shuāng）曲線和高斯曲線等，而如何加工（gōng）這些（xiē）特殊曲線就成了機加人員的新課題。

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

但是這種方法對於編程者要（yào）求較高，這是因為宏程序的編製要求程序員不僅具有豐富（fù）的數學（xué）知識，還要熟悉數控車床的編程指令，對於宏程序更應是了（le）如指掌。

宏程序分為A類和B類兩種：A類宏（hóng）程序（xù）通常采用H代碼編製，B類宏程序（xù）通常用賦值語句（jù）和數學公式（shì）進行編製，易為大家接受，FANUC0i型（xíng）數（shù）控係（xì）統的宏程序就（jiù）是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏（hóng）程序

在FANUC0i型（xíng）數控係統中變量分（fèn）為4種類（lèi）型，即（jí）空變（biàn）量、局（jú）部變量、公（gōng）共（gòng）變（biàn）量和係統變量。空變量（liàng）的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變量;局（jú）部變量（liàng）的變量號為#1～#33，該類變量隻能用於（yú）在宏程（chéng）序（xù）中（zhōng）存儲數據，當斷（duàn）電時局部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公（gōng）共變量的（de）變量號為#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程（chéng）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）據保存，即使斷電也不（bú）丟失（shī）。係統變量（liàng）的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數據，例如刀具的當前位置和刀具補償值等。我（wǒ）們在編寫宏程序時可以引用局部變量和公共（gòng）變量，在引用變量，特（tè）別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影（yǐng）響，一（yī）定要給變量重新賦值後再（zài）引用。

宏程序是用戶實現機床（chuáng）功能擴展的一種方法。在宏（hóng）程序中可以使用變（biàn）量，給變量賦值，變量間可進（jìn）行運算和程序跳轉。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，一層宏循環裏（lǐ）還可以嵌套多層循環。所以可以應用（yòng）宏程序指令編製（zhì）出（chū）簡（jiǎn）潔合理的小容量加工程序，擴展數控機床功能，提高加工效率，充分發揮（huī）數控機床的作用。

二（èr）、高斯曲線的方程（chéng）

高斯曲（qǔ）線在直角坐標係下的方程是其（qí）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，坐標係是這（zhè）樣（yàng）規

定的：Z軸（zhóu）與主軸軸線平行，正方向是遠（yuǎn）離工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正（zhèng）方向（xiàng）是遠離主軸軸線方向。因此（cǐ）我（wǒ）們需要把（bǎ）直角坐（zuò）標係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數函數和平（píng）方等數學符號，這就需要用宏程序（xù）中的算術和邏輯運算符號替換其中的（de）數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後（hòu）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（kòng）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（mén）的G代碼來加工橢圓（yuán）、雙曲線和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時（shí）一般采用直線逼（bī）近（jìn）法，即在（zài）Z方向上依次遞減或（huò）遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每（měi）遞減或（huò）遞增一個（gè）步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再將（jiāng）刀具直線插補至計（jì）算得出的(X，Z)值所確定的點，依（yī）次插補便可完成（chéng）特（tè）殊曲線的加工。

四、編製加工高斯曲線的宏程序

現以一個簡單的零件為例，說明高斯曲線的宏（hóng）程序（xù）編製過程。如圖1所示（shì），在（zài）Φ260mm的毛坯棒料上加工一（yī）段長100mm的高斯曲線外輪廓。圖1是直角坐標係下的零件圖樣，圖2是數（shù）控坐標下的零件圖樣。

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