​CNC數（shù）控（kòng）車床高斯曲線加（jiā）工

CNC車床高（gāo）斯曲線加（jiā）工

隨著新產品研製的發展（zhǎn），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（xiàn）等，而如何加工這些特殊曲線就成（chéng）了機加人員的新課題。

從多年的實踐來看，采（cǎi）用宏程序編（biān）程，然後在（zài）數控車床上（shàng）車削是較為簡單、經（jīng）濟和方便的一種方法。

但是這種（zhǒng）方法對於編程者要求（qiú）較高，這是因為（wéi）宏（hóng）程序的編製（zhì）要求程序員不僅具有豐富的數學知識（shí），還要熟悉數控車床的編（biān）程指令，對於宏程序（xù）更應是了如指掌。

宏（hóng）程序分為A類和（hé）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（zhí）語句和數學公式進行編（biān）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（liàng）分為4種類型，即空變量、局（jú）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（zǒng）為空（kōng），沒有值能賦給該（gāi）變量;局部變量（liàng）的變量號為（wéi）#1～#33，該類變量隻能用（yòng）於在宏程（chéng）序中存儲數據（jù），當斷電時局部（bù）變量初（chū）始化為空，調用宏程序時，給局部變量賦值。公共變量的變量號為#100～#199、#500～#999，公共變（biàn）量在不（bú）同的宏程序中的意義相同（tóng）。當斷電時，變量#100～#199初始化為空，變（biàn）量#500～#999中的數據保存（cún），即使斷電也不丟失。係統變量的變量號為（wéi）#1000～，係統變量用於讀和寫CNC的各（gè）種數（shù）據，例如刀具的當前位（wèi）置和刀具補償值等。我們在編寫宏程序（xù）時可以（yǐ）引用局部變量和公（gōng）共變量，在引用變量，特別是公共變量時，為消除變量內原有數據的影響（xiǎng），一定要給變量重新（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）可以使用變量，給變量賦值，變量間可進行運算和程序（xù）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，一層宏循環裏還可（kě）以嵌套多層循環（huán）。所以可以應用宏程序指令編製出簡潔合（hé）理的小容量加工（gōng）程序，擴展數控機床功能，提高加工效率，充分發揮數控機床的作用。

二、高斯曲線的（de）方程

高（gāo）斯曲線在直角坐標係下的方（fāng）程是

，其中x是自變量，y是因變量。但此方程我們還不（bú）能直接應用於數控（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（zhóu）軸線平行，正方向是遠離（lí）工件方向，X軸與主軸軸線垂直，正方向是遠離主軸軸線（xiàn）方向。因（yīn）此我們需要把直角坐標係的方（fāng）程轉換為數控車床坐（zuò）標係下的（de）方程，同時數（shù）控車床不能識別指（zhǐ）數函數和平（píng）方等數（shù）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（xué）符號，變成（chéng）數控車床可識別的（de）公式。

經變換後高斯曲線在數（shù）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

數控車床（chuáng）可通過（guò）G01、G02等G代碼直接（jiē）加工直線、圓弧（hú），但並沒有（yǒu）專門（mén）的G代碼來（lái）加工橢圓、雙曲線（xiàn）和高斯曲線等特殊曲線。在加工此類曲線時一般采用直線逼近法，即在Z方向上依次遞減或遞增，以0.05mm～0.5mm為一個步距，每遞減或遞增一個步距得到一個Z值。然後，通過曲線方程（chéng）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)值所確定的點（diǎn），依次插（chā）補便可完成特殊曲線的加工。

雖然隨著CAD/CAM軟件的應用，手工編程、宏（hóng）程（chéng）序應用空間日趨縮小，但是在某些情況下（xià）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（tóng）時宏（hóng）程序與（yǔ）自動編程比較具有運算（suàn）速度（dù）快、加工效率高、加工精度高以及短小精悍等優點（diǎn）。