CNC數控車（chē）床（chuáng）高斯曲線加工

CNC車床高斯曲線加（jiā）工

隨著新（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（hé）高斯（sī）曲（qǔ）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（yú）編程者要求較高，這是因為（wéi）宏程序的編製要求程序員不僅具有豐富的數學知識，還要熟悉數控車床的編程指（zhǐ）令，對於宏程序更（gèng）應是（shì）了如指掌。

宏程序分為A類和B類（lèi）兩種：A類宏（hóng）程序通常采（cǎi）用H代（dài）碼編製，B類宏程序通常用賦值語句（jù）和數學公式進行（háng）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型數控係統中變量分為4種類型，即空變（biàn）量、局部變量、公共（gòng）變量和係統（tǒng）變量。空變量的變量號為#0，該變量總為空，沒有值（zhí）能賦給（gěi）該變量;局部（bù）變量的變量號為#1～#33，該類變量（liàng）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空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變（biàn）量號為（wéi）#100～#199、#500～#999，公共（gòng）變（biàn）量在不同的宏程序中的意義相同。當（dāng）斷電時，變量（liàng）#100～#199初（chū）始化為空，變量#500～#999中的數據保存，即使斷電也不丟失。係統變（biàn）量的變量號為#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（zhí）等。我們在編寫宏程（chéng）序時（shí）可以引（yǐn）用局（jú）部變量和公共（gòng）變量，在引用變量，特別是（shì）公共變量時，為消除變量（liàng）內原有數據的影響，一定（dìng）要給變量重新賦值後再引用。

宏程序是用戶實現機（jī）床功能擴展的（de）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，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（huán）裏還可以嵌套多層循環。所以可以應用宏程（chéng）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（tí）高加工效率，充分發揮數控機床的作用（yòng）。

二、高斯曲線的方程

高斯曲線在直角坐標（biāo）係下的方（fāng）程是

，其中x是自變（biàn）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）在數控車床上，坐標係是這樣規

定的：Z軸與主（zhǔ）軸軸線平行，正方向是遠離工件方向，X軸與主軸（zhóu）軸線垂直，正方向是遠（yuǎn）離主軸軸線方向（xiàng）。因（yīn）此我們需要把直角坐標係（xì）的方程轉換（huàn）為數控車床坐標係下的方程，同時數控車床不能（néng）識別指數函數和平方等數學符（fú）號，這就需要用宏程序中的算術和（hé）邏輯運算符號替（tì）換其中的數學符號（hào），變（biàn）成數控車床可識別的（de）公式。

經變換後高斯曲線在數控坐（zuò）標（biāo）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（shù）控車床加工特殊曲線的方法

數控車床可通過（guò）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、雙曲線和高斯曲（qǔ）線（xiàn）等特殊曲線（xiàn）。在加工此（cǐ）類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上（shàng）依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一（yī）個（gè）步距得到一個（gè）Z值。然後，通過曲線方程計算求出對應的X值，再（zài）將刀具直線插（chā）補至計算得出（chū）的（de）(X，Z)值所確（què）定的點，依次插補便可（kě）完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編（biān）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（wéi）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、加工效率高、加工精度高以及短小精悍等優點。