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發(fā)表于 2012-8-5 14:47:27
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本帖最后由 陳明6174 于 2012-8-5 14:49 編輯 & ~% W! v; c5 ?7 ^4 N4 c
' J, G2 Y4 e- d! M2 d, z& ^機(jī)械加工中常有由復(fù)雜曲線所構(gòu)成的非圓曲線(如橢圓曲線、拋物線、雙曲線和漸開線等)零件,隨著工業(yè)產(chǎn)品性能要求的不斷提高,非圓曲線零件的作用就日益重要,其加工質(zhì)量往往成為生產(chǎn)制造的關(guān)鍵。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一般只具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能, 非圓曲線形狀的工件在數(shù)控車削中屬于較復(fù)雜的零件類別,一般運(yùn)用擬合法來進(jìn)行加工。而此類方法的特點是根據(jù)零件圖紙的形狀誤差要求,把曲線用許多小段的直線來代替,根據(jù)零件圖紙的形狀誤差,如果要求高,直線的段數(shù)就多,雖然可以憑借CAD軟件來計算節(jié)點的坐標(biāo),但是節(jié)點太多也導(dǎo)致了加工中的不方便,如果能靈活運(yùn)用宏程序,則可以方便簡捷地進(jìn)行編程,從而提高加工效率。 . Q) v2 S7 G8 V: [3 ]3 V" ]
' t7 c- n% Z% l6 E9 t! A4 Z
一、非圓曲線宏程序的使用步驟4 W! [& g: e5 R- c2 ]$ ^
(1)選定自變量。非圓曲線中的X和Z坐標(biāo)均可以被定義成為自變量,一般情況下會選擇變化范圍大的一個作為自變量,并且要考慮函數(shù)表達(dá)式在宏程序中書寫的簡便,為方便起見,我們事先把與Z 坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#100、#101,將X坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#200、#201等。
5 c4 Y4 Z$ H0 V- B (2)確定自變量起止點的坐標(biāo)值。必 須要明確該坐標(biāo)值的坐標(biāo)系是相對于非 圓曲線自身的坐標(biāo)系,其起點坐標(biāo)為自變量的初始值,終點坐標(biāo)為自變量的終止值。+ a$ x# O$ D3 d4 L9 G6 }
(3)進(jìn)行函數(shù)變換,確定因變量相對 于自變量的宏表達(dá)式。
e5 r' e' Q: T' n. X& O# C (4)確定公式曲線自身坐標(biāo)系的原點相對于工件原點的代數(shù)偏移量(△X和△Z)。
5 @% L- b% A; O! Y. r# j+ _ (5)計算工件坐標(biāo)系下的非圓曲線上各點的X坐標(biāo)值(#201)時,判別宏變量#200的正負(fù)號。以編程輪廓中的公式曲線自身坐標(biāo)原點為原點,繪制對應(yīng)的曲線坐標(biāo)系的X ′和Z ′坐標(biāo)軸,以其Z ′坐標(biāo)為分界 線,將輪廓分為正負(fù)兩種輪廓,編程輪廓在X ′正方向稱為正輪廓,編程輪廓在X ′負(fù)方向為負(fù)輪廓。
. c4 z7 m* @. F) P 如果編程中使用的公式曲線是正輪廓,則在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值(#201)時,宏變量#200的前面應(yīng)冠以正號;如公式曲線是負(fù)輪廓,則宏變量#200的前面應(yīng)冠以負(fù)號,即#201=±#200+△X 。
8 j" C) V: R2 e' k8 Y' t (6)設(shè)計非圓曲線宏程序的模板。設(shè)Z坐標(biāo)為自變量#100,X坐標(biāo)為因變量#200,自變量步長為△w,△X為曲線本身坐標(biāo)系原點在工件坐標(biāo)系下X方向偏移量,△Z為曲線本身坐標(biāo)系原點在工件坐標(biāo)系下Z方向偏移量,則公式曲線段的加工程序宏指令編程模板如下。
. D# S, u0 Q# P! w #100=Z1 (定義自變量的起點Z坐標(biāo))0 H! C# \/ I4 m) |
WHILE [ #100 GE Z2]DO 1) M' g+ a" ~0 ^; I
(加工控制)
/ y8 s& K+ p. h/ S; j #200=f(#100) (建立自變量與因變量函數(shù)關(guān)系式): N6 s6 K; d4 D
#201=±#200+△X7 |+ q- P# v! q: i
(計算曲線上點在加工坐標(biāo)系的X坐標(biāo))% I' A% P. K" u6 O% M' Z
#101=#100+△Z(計算曲線上點在加工坐標(biāo)系的Z坐標(biāo))
* N: @. X/ ~6 J) j! _ u5 a- I G01 X[2*#201] Z[#101]F2 V' S1 O2 q0 |0 o4 M* J& i
(曲線加工)
7 r0 y) V7 Q2 {" S. }% a c #100=#100-△w (自變量減小一個步距)6 j8 @- c3 g" D# q) C5 t; ?3 B3 N
END1 (加工結(jié)束)4 ^7 v! g# r. t6 _, f" o2 v
' C- }3 f/ b& D# c& I2 m2 V二、非圓曲線宏程序的具體應(yīng)用實例; t" y, i) q ]; }
運(yùn)用以上非圓曲線宏程序模板,就可以快速準(zhǔn)確實現(xiàn)零件公式曲線輪廓的編程和加工。下面介紹一個具體應(yīng)用示例。加工圖1所示橢圓輪廓,棒料Φ45,編程零點放在工件右端面。7 d$ n$ K Q- w7 |( j# b
(1)分析零件尺寸,確定正負(fù)輪廓及代數(shù)偏移量(△X 和△Z)。
3 U$ c; R0 ^+ B/ b$ r$ A( [+ Z7 J, V
* q5 p( W$ x( {# V) V/ X由圖可知,該圖中的橢圓曲線為凸?fàn)睿幊梯喞赬 ′軸正方向為正輪廓,在計算工件坐標(biāo)系下的X 坐標(biāo)值(#3、#201)時,宏變量#200的前面應(yīng)冠以正號,公式曲線自身坐標(biāo)系的原點相對于 工件原點的偏移量為(X0,Z-60)。3 Y- h4 @/ D5 X8 M! A' | }
(2)零件的外輪廓粗精加工參考程序如下(粗加工用直角方程,精加工用極坐標(biāo)方程)。% j5 n* Y2 q; ], F( d
O9988, |9 x7 u3 |, c5 I! V# B. y: P2 H
G98 S700 M3; T0101;
. M" }- |0 _( o) T/ |* m G0 X41 Z2;9 i1 j6 k/ O Y( i3 g" |
G1 Z-100 F150; (粗加工開始) G0 X42;% U5 _7 r( W6 B2 n9 ~0 m, ^& I# n; z
Z2;
& }7 L# D) m2 M g #1=20*20*4; (4a2) k# T3 q$ c9 l
#2=60; (b)
* f: | j! w9 J# t6 C7 _; J #3=35 ; (X初值(直徑值)) WHILE[ #3 GE 0] DO1; (粗加工控制)
# N! p9 I- B4 O0 O #100=#2*SQRT[1-#3*#3/#1]; (Z)
7 \2 M7 l4 u; y# D( [! f #101=#100-60+0.2
2 O; `& {2 O* ^6 ~" H G0 X[#3+1] ; (進(jìn)刀)
I2 V" r! ]9 g0 W' \! z. l G1 Z[#101] F150; (切削)
?9 R0 C/ P, P G0 U1; (退刀) Z2; (返回)
% o5 {: }; C3 U7 [6 R* ^" u5 A #3=#3-4; (下一刀切削直徑) END1;% E* p* F* \# C2 i+ I1 t3 R
#10=0.8; (X向精加工余量)8 H* ?8 R: p: r9 d' a# X9 d3 ~
#11=0.1; (Z向精加工余量) WHILE[ #10 GE 0] DO1; (半精、精加工控制)( m4 e% t- j9 Z9 |
G0 X0 S800; (進(jìn)刀,準(zhǔn)備精加工)
% k0 s9 x y+ E$ U/ N F) ]' @/ m #20=0 ; (角度初值) WHILE [#20 LE 90] DO2; (曲線加工范圍)9 W$ [' U" {# S0 R: ?1 ]3 _
#200=2*20*SIN[#20]; (X)
( i, ~3 `9 H* H: ~ #201=#200+#10# \4 t( K+ D6 d8 N% q
#100=60*COS[#20]; (Z): P- M* U2 G5 p% c( U4 W
#101=#100+#11-60+ F2 U, d4 V$ G3 ]; j3 }5 V1 t( D9 H+ ~
G1X[#201]Z[#101] F100; (曲線 精加工)
$ V& y+ z y7 p8 q6 R7 f #20=#20+1; END2;* ` U& e7 {: Y" l
G1 Z-100; G0 X45 Z2;$ e/ x5 D3 \( w6 t: i
#10=#10-0.8;9 P: R' r* f, z& u+ v& ?
#11=#11-0.1;
% o9 S" j- s+ V% e1 w2 r END1;/ M0 r* V$ C" H6 e9 Z% ^# `9 l/ u; e6 C
G0 X100 Z200; M30;1 b) z7 A2 _$ j/ e
(3)運(yùn)用數(shù)控仿真軟件,可得到加工仿真校驗圖如圖2所示。2 J1 ^4 i* A3 \& g+ R1 {, M4 t
4 g3 |5 w* r/ }9 c6 G- g6 K
S4 G \8 n4 L$ a6 w三、結(jié)束語
' x) S+ {! b+ m3 x# h7 L" z! e 通過實例可知宏程序是從工件外不斷逼近直至最后加工成型,解決了非圓曲線不能用子程序的相對編程方式的矛盾,因此加工非圓曲線的工件靈活使 用宏程序,實現(xiàn)了數(shù)控加工方便快捷之目的。
1 p, d, B! Q+ o; r/ m( y9 G/ L4 R* B" }* m. Y& A
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