​CNC數控車（chē）床（chuáng）高斯曲線加工（gōng）

CNC車床（chuáng）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（le）特殊曲線，如橢圓、雙曲線和高斯曲（qǔ）線等（děng），而如何加工這些特殊曲線就成了機（jī）加人員的新課題。

從多年的實踐（jiàn）來看，采（cǎi）用宏程（chéng）序編（biān）程（chéng），然後在數控車床上車削是較為簡單、經濟和方便的一種方（fāng）法。

但（dàn）是這種方法（fǎ）對於編程者要求較高，這是因為宏程序的編製要（yào）求程（chéng）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（duì）於宏程序更應是了如指掌。

宏程序分為A類和B類兩種：A類（lèi）宏程序通常采（cǎi）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型數控係（xì）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）統中變量分為4種類型，即空變量、局部變量、公共變量和（hé）係統變量。空變量的（de）變量號為#0，該變量總為空，沒有值能（néng）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（xù）中存（cún）儲數據，當斷電時局部變量初始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號（hào）為#100～#199、#500～#999，公共變量（liàng）在不同的宏程序中的意義（yì）相同。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使（shǐ）斷電也（yě）不丟失。係統變量的變量號為#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各種數（shù）據，例如刀具的當前位置和刀具補償（cháng）值等。我們在編寫宏程序時可以引用局部變量和公共變（biàn）量，在引用變量，特（tè）別是公共變量時，為消除變量內（nèi）原有數據的影響，一定要給變量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的（de）一種方法。在宏（hóng）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，宏程序還提供了（le）循環語句、分支語（yǔ）句和子程序調用語句，一層宏循環裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏程序指令編製出簡（jiǎn）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（xiào）率（lǜ），充分發揮（huī）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（zì）變（biàn）量，y是因變量。但此方程我們還不能直接應（yīng）用（yòng）於數（shù）控車（chē）床，因為在數（shù）控車床上，坐（zuò）標係（xì）是這樣規

定的：Z軸與主（zhǔ）軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主（zhǔ）軸軸線垂直，正方向（xiàng）是遠離主軸軸線方向。因此我們需要把直（zhí）角坐標係的方程轉換為數控車床（chuáng）坐標係下的方程，同（tóng）時數控車床不能識別指數函數和平方等數（shù）學符號，這就需要用宏程序中的算（suàn）術和邏輯運算符號（hào）替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經（jīng）變換（huàn）後高斯曲線在數控坐（zuò）標下的方（fāng）程如（rú）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（chē）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（qǔ）線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即（jí）在Z方向上依次遞減或遞增，以（yǐ）0.05mm～0.5mm為一（yī）個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再將刀具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定（dìng）的點，依次（cì）插補便可（kě）完成特殊曲線的加工。

四、編製加（jiā）工高斯曲線的宏程序

現以一（yī）個（gè）簡單的零件為例，說明（míng）高斯曲線的宏程序編製過程。如圖1所示，在Φ260mm的毛坯棒（bàng）料上加工一段長（zhǎng）100mm的高斯曲線外（wài）輪廓。圖1是直角坐（zuò）標（biāo）係下的零件圖樣（yàng），圖2是數控坐標下的零件（jiàn）圖樣。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，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（wā）手工（gōng）編程，發揮（huī）數控機（jī）床潛力。