CNC數控（kòng）車床高斯曲線加（jiā）工

CNC車床高斯曲（qǔ）線（xiàn）加工（gōng）

隨著新產品研製的（de）發展（zhǎn），許多新產品的形狀（zhuàng）采用（yòng）了特殊曲線，如橢圓、雙曲線（xiàn）和（hé）高斯曲線等，而如何加工（gōng）這些特殊曲線就成了機加人員的新課題。

從多（duō）年的實踐來看，采用宏程序編程，然後在數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較高，這是因為宏程（chéng）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（rú）指掌。

宏程序分為A類和（hé）B類（lèi）兩種：A類宏程序通常采（cǎi）用H代碼（mǎ）編製，B類宏程序通常用賦（fù）值語句和數學公式進（jìn）行編製，易（yì）為大家接受，FANUC0i型數控係統的宏（hóng）程序就是B類。

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一、FANUC0i型數控係統宏程序

在FANUC0i型（xíng）數（shù）控（kòng）係統（tǒng）中變量（liàng）分為4種類（lèi）型，即（jí）空變量、局部變量、公共變量和係統變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值能賦給該變（biàn）量;局部變量的變量號為（wéi）#1～#33，該類變量隻能用於在宏程序中存儲數據，當斷電時局部變量初始化為（wéi）空，調用宏（hóng）程序時（shí），給（gěi）局部變量賦值。公共變量的變量號為（wéi）#100～#199、#500～#999，公共變量在不同的宏程序中的意義相同。當（dāng）斷電時，變量#100～#199初始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷（duàn）電也不丟（diū）失。係統變量的（de）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（hé）刀具補償值等。我們在編寫宏程序時可以引用局部變量和公共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為消（xiāo）除變（biàn）量內（nèi）原有數據的影響，一定要給變量（liàng）重新（xīn）賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機床功能擴展的一種方法。在宏程序中（zhōng）可（kě）以使用變量（liàng），給變量賦值，變量間可進行運算和程序跳轉（zhuǎn）。此外，宏（hóng）程序還提供了循環語句、分支語句和（hé）子程序調用語句，一層宏循環裏還可（kě）以嵌（qiàn）套多層循環。所以（yǐ）可以應用宏程序指令編製出簡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、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角（jiǎo）坐標係下的（de）方程是

，其中（zhōng）x是自變（biàn）量，y是因變量。但此方程我們還不（bú）能直接應用於數控車床，因為在（zài）數控車（chē）床上，坐標係是這（zhè）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（zhóu）與主（zhǔ）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係（xì）的方程轉換為數控（kòng）車床坐標係下的方程（chéng），同（tóng）時數控車床不能識別指（zhǐ）數函數和平方等數學符號，這就需要用宏程序中的算術和邏輯運算符號替換其中的數學符號，變成數控車床可識別的公式。

經變換後高斯曲線在數控坐標下的（de）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（chē）床加工特（tè）殊曲線的方法

數控車（chē）床可通過G01、G02等（děng）G代碼直接加工直（zhí）線（xiàn）、圓弧，但並沒有專門的G代碼來加工（gōng）橢（tuǒ）圓、雙曲線和（hé）高斯曲線等特（tè）殊曲線。在加工（gōng）此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上依（yī）次遞減或（huò）遞增，以0.05mm～0.5mm為（wéi）一個步距，每遞減（jiǎn）或遞增一個步距得到一（yī）個Z值。然後，通過（guò）曲線方（fāng）程計算求出對應的X值，再將刀（dāo）具直線插補至計算得出的(X，Z)值所確定的點，依次插補便可完成特殊曲線（xiàn）的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應（yīng）用（yòng），手工（gōng）編程、宏程序應用空間日（rì）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，發揮數控機床潛力。

同時宏程序與自動編程比較具有運算速度快、加工（gōng）效率高、加工（gōng）精（jīng）度高以及短小精悍等優點。