​CNC數控車床高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加工

隨（suí）著新（xīn）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、雙曲線和高斯曲線等，而如何加工這些特殊曲線就成了機加人員的新（xīn）課題。

從多年的實踐來看（kàn），采用宏程（chéng）序編程，然後在數（shù）控車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方法。

但是這種方法對於編程者要求（qiú）較（jiào）高，這是因（yīn）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（shú）悉數控車床的編程指令，對於宏程（chéng）序更應是了如指掌。

宏程序分為A類（lèi）和B類兩（liǎng）種：A類宏程序通常采用H代碼編製，B類宏程序通常用賦值語句和數學（xué）公式進行編製，易為大家接受，FANUC0i型數控係統的宏程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型數控係（xì）統中（zhōng）變量分為4種類型，即空變量、局部變量（liàng）、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值（zhí）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存儲（chǔ）數（shù）據，當斷電時局部變量初始化（huà）為空，調（diào）用宏程序時，給局部（bù）變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公（gōng）共變量在（zài）不同的宏程序中的意義相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空（kōng），變（biàn）量#500～#999中的數據保存，即使斷電（diàn）也（yě）不丟失（shī）。係統變量的變量號為#1000～，係（xì）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（jù）補償值等。我們在編寫宏程（chéng）序時可以（yǐ）引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是（shì）公共變量時（shí），為消除變量（liàng）內原（yuán）有數據的影響，一定要給變量重（chóng）新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機（jī）床功能擴展的一種方（fāng）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（wài），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（xún）環裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏程序指（zhǐ）令（lìng）編製（zhì）出簡潔合理的小容量加（jiā）工程序，擴展數控機床功能，提高加工效率，充分發揮數控機（jī）床的作用。

二、高斯曲線的（de）方（fāng）程

高斯曲線在直角坐標係下的方程是（shì）

，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於（yú）數控（kòng）車床，因為在數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸軸線垂直（zhí），正方向是遠離主軸軸線方向。因此我（wǒ）們需要把直角坐標係的方程轉換為數控車床坐標係（xì）下的方程，同時數控車床不能識別指數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序（xù）中的算術和邏輯運算符號替換其中（zhōng）的數學（xué）符號（hào），變成數控車床（chuáng）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（de）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（zhuān）門的G代碼來加工橢圓、雙曲線和高斯曲線等特殊曲（qǔ）線。在加工（gōng）此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向（xiàng）上依次（cì）遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為（wéi）一個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲（qǔ）線方程計算求（qiú）出對應（yīng）的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的（de）點，依次插補便可（kě）完（wán）成特殊曲線的加工。

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

同時宏程序與自動編程比（bǐ）較具有運算速（sù）度快、加工效率（lǜ）高（gāo）、加工精度高以及短小精悍（hàn）等優點。