如何在数控车床上加工抛物线曲面
数控车床加工椭圆的宏程序
数控车床加工椭圆的宏程序
随着数控技术不断进步, 数控车床加工中各种复杂形面也日渐增多, 如椭圆、抛物线、正弦曲线、余弦曲线、双曲线等各种非圆曲面。对于上述各种复杂成形面, 利用CAM 软件进行自动编程相对简单, 但由于种种原因, 在绝大多数情况下数控车床主要还是依靠手工编程。
椭圆轴线与数控车床Z 轴重合的情形相对比较简单, 其解决方案也多见于各类文献, 但在本例中椭圆轴线与数控车床Z 轴呈一定夹角, 编程和加工难度陡增,主要原因如下: ①机床数控系统本身既不存在加工椭圆等非圆曲线的G 指令, 更没有类似G68 这样的旋转指令, 使编程难度大大增加。②加工中变量的参数直接影响着加工的效率以及质量, 很容易产生过切报警, 即使程序正确无误, 实际加工时的参数调整也非常困难, 直接影响着加工能否顺利进行, 以及加工精度能否保证。
总而言之, 目前尚未见有表述类似实例的文章。本实例进行了有益的尝试和探索, 给出了切实可行的解决方案, 为类似问题提供了难得的参考及借鉴。椭圆宏程序的编制如下。
1. 椭圆方程
宏程序主要利用各种数学公式进行运算加工, 因此编制旋转椭圆程序操作者必须要掌握椭圆方程和旋转公式等各种数学公式的计算方法并加以灵活运用。
椭圆方程有两种形式, 分别是椭圆的标准方程和参数方程。
椭圆标准方程:
椭圆参数方程:
其中a 、b 分别为X、Z 所对应的椭圆半轴。
2. 旋转公式
由于数控车床并不像加工中心那样存在着旋转指令, 所以要利用旋转公式
来进行椭圆的旋转。
旋转公式的定义:如图1 所示, 平面上绕点O 旋转, 使平面上任意
数控车床方程曲线编程方法
数控车床方程曲线编程方法
一、数控车床方程曲线编程概述
随着数控技术的不断发展,数控车床已经成为现代制造业中不可或缺
的设备。而方程曲线编程是数控车床编程中最为常用的一种方法。它
通过对工件轮廓进行数学描述,将工件轮廓转化为一系列的点和线段,从而实现对工件的加工。
二、数学基础知识
在进行方程曲线编程之前,需要具备一定的数学基础知识。以下是常
用的数学概念:
1. 直线:由两个点确定的无限延伸的路径。
2. 圆:以一个点为圆心,以一个长度为半径的路径。
3. 椭圆:以两个焦点和一个长度为长轴长度的路径。
4. 抛物线:以一个焦点和一条直线为路径。
5. 双曲线:以两个焦点和一个长度为长轴长度的路径。
三、方程曲线编程方法
1. 绘制工件轮廓图
首先需要绘制出工件轮廓图,并确定加工时所需切削深度、切削速度
等参数。在绘制时可以使用CAD软件或手绘方式完成。
2. 将轮廓图转化为数学方程
将轮廓图中的各个线段和曲线转化为数学方程,以便进行编程。对于
直线,可以使用一般式或点斜式表示;对于圆和椭圆,则需要使用标
准式或一般式;而对于抛物线和双曲线,则需要使用二次函数表示。
3. 编写程序
在进行编写程序时,需要按照数学方程逐步加工工件。具体步骤如下:(1)设定初始点和终点。
(2)根据设定的初始点和终点,计算出切削深度、切削速度等参数。(3)根据数学方程计算出加工路径上每个点的坐标,并进行插补。(4)根据插补结果生成G代码。
四、注意事项
1. 在进行方程曲线编程时,需要注意精度问题。特别是在绘制椭圆、
双曲线等复杂轮廓时,需要考虑到浮点运算误差带来的影响。
华中数控车削系统抛物线宏程序编制实例解析
华中数控车削系统抛物线宏程序编制实例解析
应用宏程序变量编程加工可以用函数公式来描述工件的轮廓或曲面,是现代数控系统一个重要的新功能和新方法,也是数控生产加工及数控技能竞赛的主要知识点之一。本文以华中世纪星HNC-21T数控车削系统为平台,介绍抛物线宏程序的编制方法,通过实例研究宏程序编程的关键技术,实例程序可作为模板推广使用。
在数控车床中,加工对象主要为各种类型的回转面,其中对于圆柱面、锥面、圆弧面和球面等的加工,可以利用直线插补和圆弧插补指令完成,而对于椭圆、抛物线等一些非圆曲线构成的回转体,加工起来具有一定的难度。数控系统本身提供的直线插补和圆弧插补不能直接用于非圆曲线回转面的加工,因此,在数控机床上对椭圆、抛物线的加工大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编制加工程序。
在本文中选用华中世纪星HNC-21T数控车削系统,结合生产实习和技能大赛训练对车削抛物线轮廓的宏程序的编制方法进行探讨,希望各位读者能多提宝贵意见。
一、华中宏程序的介绍
使用变量编制可进行算术或逻辑运算,并能控制程序段流向的程序,称为用户宏程序。在数控车削中,使用用户宏程序可方便地实现二次曲线(椭圆、抛物线等)的二维编程加工、孔口倒角编程加工等,可简化程序,提高编程效率,最大限度地发挥手工编程的优势。华中
世纪星HNC-21T数控车削系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能,用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算,此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,利于编制各种复杂的零件加工程序,减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算,以及精简程序量。常用的语句有以下两种。
巧用CAXA软件完成抛物线编程
does not require the use of variable parameters of the macro program to process of similar parts.
Keywords: CAXA; Parabola; Programming
0 引言 本文以 FANUC 0i—TC 系统加工抛物线为例,
数控车床加工对象是回转体,对于规则曲线所组成 的圆柱面、圆锥面、圆弧面、球面等的加工,只要使 用普通程序利用直线插补或圆弧插补指令即可完 成。若出现非圆曲线(例如抛物线等)构成的回转体 时,手工常规编程无能为力,一般可以采用宏程序来 编制。采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法,只要 拟合步距足够小,就能加工出标准的非圆曲线。随着 自动 CAM 软件的普及运用,加工类似零件已经变 得很容易了,我们以 CAXA 为例讲解抛物线的编程 整个过程,其他 CAM 软件方法编程略有不同,但方 法相近。随着制造设备的数控化率不断提高,数控加 工技术在我国得到日益广泛的使用。数控车削加工 是现代制造技术的典型代表,在制造业的各个领域 如航空航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个 行业有着日益广泛的应用,已成为这些行业中不可 缺少的加工手段。
科技广场 2012.1
巧用 CAXA 软件完成抛物线编程
Using CAXA Software to Complete Parabolic Programming
巧用CAXA软件完成抛物线编程
加 工如 图一 所示 抛物 线 ,该抛物 线公 式为 图一
所示 。
图一 抛 物线加 工 图
我们用 4 5的钢料来加工 , 工件坐标系原点定 在抛物线的顶点处。 2 A A数控 车 2 1 软 件编 程过 程 C X 01 21 . 图形绘 制 ( 运行软件 , 1 ) 点击“ 图”选择 “ 绘 , 公式曲线” 弹 , 出公式曲线对话框 , 如图二所示。
( 昌大学科学技术学院, 南 江西 南 昌 302 ) 30 9
( ol e f c n e n eh oo y n h n nvri , i g i n h n 3 0 9 C l g i c dT cn lg ca gU ies y J n x c ag 3 0 2 ) e oSe a Na t a Na
GO 1 ; O Z3.07
统的支持下, 自动生成数控加工程序的过程 , 它充分 发挥 了计算机快速运算和存储的功能。其特点是采 用简 单 、 习惯 的语言 对加 工对 象 的几 何形 状 、 工工 加 艺、 切削参数及辅助信息等内容按规则进行描述, 再 由计 算机 自动 地进 行数值 计算 、刀 具 中心运动 轨 迹 计算 、 置处理 , 后 产生 零 件加 工 程序 单 , 且 对 加 工 并 过程进行模拟 。对于形状复杂, 具有非圆曲线轮廓 、 三 维 曲面等零 件编 写加 工程 序 ,采 用 自动编程 方 法 效率高 、 可靠性好。在编程过程中, 程序编制人员可 及 时检查程 序是 否正 确 , 需要 时可及 时修 改 。 由于使 用计算机代替 编程人 员完成 了繁琐 的数值计算工 作, 并省去了书写程序单等工作量 , 因而可提高编程 效 率几 十倍 乃 至上 百倍 ,解 决 了手 工编 程无 法解 决 的许 多复 杂零 件 的编程难 题 。 对于有 经验 的编 程者 , 运用 宏程 序加 工抛 物线 也很 方便 。
简析数控车床上椭圆加工的编程方法
A PPLICATION
技术与应用
168
OCCUPATION
2014 06
摘 要:目前,在机械加工中,非圆曲线越来越被广泛地应用,依靠传统的靠模加工已经不能满足现实的精度要求,取而代之的是在数控机床上进行加工。本文对常见的椭圆加工的几种常用方法进行编程示例。
关键词:数控编程 椭圆 方法
简析数控车床上椭圆加工的编程方法
文/史先伟
目前,随着数控机床的广泛应用,机械生产加工技术不断进步,对各种各样工件加工精度要求进一步提高,非圆曲线的加工情况也越来越多,精度要求也越来越高。但依靠传统的普通机床上进行靠模加工,已经不能满足现实的加工精度要求。笔者以下图所示椭圆加工为例,采用FANUC
数控系统,总结以下编程方法,供大家参考。
图
一、G73仿形法
1.利用直角坐标方程进行加工
这个方法需要首先设定某一个坐标为自变量,然后用该坐标把另外一个坐标表示出来。在此,把Z 轴方向的坐标设为变量#1,则X 轴方向的坐标#2可以用#
1表示为:
/3(即:#2=1/3*SQRT[900-#1*#1])。加工程序
如下:
O 1; N 2 #2=1/3*SQRT[900-#1*#1];G 99 T 0101; G 01 X[2*#2] Z[#1-30.];M 03 S 500; #1=#1-0.1;
G 00 X 21.Z 5.; IF[#1GT 0] GOTO 2;G 73 U 11. W 0 R 5; N 3 X 21.;G 73 P 1 Q 3 U 1. W 0 F 0.2; G 70 P 1 Q 3;N 1 G 00 X 0; G 00 X 100. Z 100.;G 1 Z 0 F 0.06; M 05;#1=30.; M 30;
数控车床编程与操作项目六 非圆型面类零件加工任务二抛物线面零件加工
(四)参考程序
根据公式曲线宏程序编程思路和使用步骤,本工作任务采用固定形状循环与宏程 序相结合的方式进行编程,参考程序见下表。
程序段号
N10
N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90
N100
程序内容
动作说明
G00 T0101 G40 G97 G99 F0.2 M03 S600 选择01号刀,取消刀补,指定主轴恒转速,每转进给,进给 速度0.2mm/r
(一)建立工件坐标系
根据工件坐标建立原则:数控车床工件原点一般设在右端面与工件回转轴 线交点处,故工件坐标系设置在工件右端面中心处。 (二)计算基点坐标
根据编程尺寸的计算方法自行计算各基点坐标
(三)套用宏编程模板
设Z坐标为自变量#2,X坐标为因变量#1,自变量步长为ΔW,则公式曲线段的精加工程序
宏指令编程模板如下:
反之冠以负;ΔX为公式曲线自身坐标原点相对于编程原点的X轴偏移量。)
#22=#2+ΔZ (计算工件坐标系下的Z坐标值#22:ΔZ为公式曲线自身坐标原点相对于编程
原点的Z轴偏移量)
G01 X[2*#11] Z[#22](直线插补,X为直径编程)
#2=#2-ΔW (自变量以步长ΔW变化)
END n (循环结束)
直线插补,X为直径编程 自变量以步长0.5变化
N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210 N220 N230 N240 N250
巧用宏程序对抛物线曲面编程
姜爱国 江苏省联合职业技术学院无锡交通分院机械工程系
摘要:对数控车床的零件进行编程,是我们完成自动加工的前提。在编程技术日益发展的今天,宏程序的运用,变量的设定,是对复杂零件编程不可或缺的重要工具。
关键词:宏程序;自动编程;抛物线;基点坐标;变量
中图分类号:TG659 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)003-000352-01
经常有复杂曲线所构成的非圆曲面(如:椭圆曲线、抛物线、双曲线等)零件,其加工质量往往成为生产制造的关键。
非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别,一般运用直线拟合法来进行加工。而此类方法的特点是根据零件图纸的形状误差要求,把曲线用许多小段的直线来代替,根据零件图纸的形状误差,如果精度要求高,直线的段数就多,虽然可以凭借CAD软件来计算节点的坐标,但是节点太多也导致了加工中的不方便,如果能巧妙运用宏程序,则可以方便简洁地进行编程,从而提高加工效率。
一、解读宏程序
在一般的程序编制中程序地址下的字为常量,而宏程序则采用变量编程它是利用对变量赋值、表达式、逻辑运算、条件判断等来描述零件加工过程的指令的集合;既可以写入主程序,也可以独立编写成子程序,供主程序调用,我们把这种程序叫宏程序。
二、宏程序与普通程序的对比
普通编程是利用每个指令代码的功能,按照规定进行各地址下的常量编程即可,有的时候这些简单的指令不能满足加工要求,因此系统提供了用户宏程序功能,使用户可以对数控系统进行一定功能的扩展,普通程序只能使用常量进行编程而且常量之间不可以进行计算,而宏程序则使用变量,并可以给变量进行赋值,变量之间可以根据程序中给出表达式进行计算。
如何在数控车床上加工抛物线曲面
如何在数控车床上加工抛物线曲面摘要:数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补,遇到回转轮廓是抛物线等非圆曲线的零件时,数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。解决的方法主要有宏指令编程及软件自动编程,针对GSK980T系统采用宏指令编程较难实现,本文则通过利用CAXA 数控车自动编程软件及相关通讯软件实现了抛物线曲面在GSK980T系统数控车床上的车削加工,保证了工件的加工精度和生产效率。
关键词:自动编程抛物线曲面车削加工
前言:生活中许多零件应用到抛物线曲面,如手电筒聚光电杯、汽车车灯中等。前不久中山市某电筒有限公司委托我校用数控车加工一新款手电筒电杯的试件,电杯内轮廓曲线为24
/2x
y 。我校数控车床的数控系统为GSK980T,与该公司生产用的数控车属同一类型。常用的数控系统中如西门子、华中、发那科等数控系统可用宏指令编程实现,但目前生产用的GSK980T在宏程序功能方面实现不了,而用数学计算取点逼近加工虽说可以,但计算量大、易出错。本人利用CAXA数控车软件进行产品加工刀具轨迹的仿真、代码的生成,并自已动手建立PC机与数控设备间的通讯,实现了试件的加工。下面阐述在试件加工过程的操作及个人的体会。
正文:
一、计算机自动编程的认识
计算机自动编程是当前最先进的数控加工编程方法,它是利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何图形计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程。操作过程形象生动、出错机率低。图1为数控车自动编程、加工的过程。其中工件图形计算机化工作基本上以二维绘图软件功能为限,数控车加工工艺规划主要包括机床选择、刀具参数、切削参数、切削精度、切削次数、走刀方向、编程原点等等。自动编程软件中有代表性的是CAXA数控车和MasterCAM数控车。
基于A类宏程序抛物线类零件程序编制技巧及应用
的空行 程轨迹 。
关 键词 : 抛物 线 ; 空行程 ; 类宏程 序 A 中图分 类号 : 6 TH 1 文 献标 志码 : B
T I N ng A Ya
2( b b+ 0 5一 f / . ) p)。
编程 时繁 琐 的数值计 算 , 精简 了用 户程 序_ ] 】 。运算 命令 和转 移命 令 G6 5的一 般 指 令 格 式 : 5Hm G6 P
#iQ #jR#k。
2 回转 抛 物 线wk.baidu.com曲面 加 工 宏 程 序 的设 计
i g t efr ta p ia i n o i e r i t r o a in p o e sn ft er r u h o t i e t e p r b l s t e r mo e o ma i z n , h i p l t fl a n e p l t r c s i g o h i o g u sd h a a o a i o b e v d t x mie s c o n o
( io ig En i e rn c t n l le e Til g 1 0 0, i a L a n n g n e i g Vo a i a lg , ei 2 0 Ch n ) o Co n 1
数控车床加工抛物线的方法
数控车床加工抛物线的方法
摘要:抛物线是一种非圆曲线,在数控车床上面加工比较常用的有两种方法。一种是利用宏程序,另一种是利用CAD/CAM软件进行自动编程。用户宏程序是以普通NC指令、采用变量的NC指令、计算指令和转移指令的组合,通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令,而编制的一种可以灵活运用的程序,只要改变变量的值,即可完成不同的加工或操作,可以显著地增强机床的加工能力,同时可精简程序量。我校常用的数控车的自动编程软件是CAXA,通过自动编程软件,利用计算机并以人机交互图形方式完成零件几何图形计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程。这种编程方法适用于所有的机床,不仅可以提高程序的准确率,保证零件的加工精度,还大大提高了生产率。
关键词:宏程序自动编程抛物线车削加工
一、宏程序编程
1.原理:现在大多数数控机床的插补功能只有直线插补和圆弧插补
两种插补功能 ,而没有非圆二次曲线(如椭圆、抛物线、阿基米德螺旋线等)插补功能。对于有方程式的非圆二次曲线(如椭圆、抛物线等) ,在加工时可用直线或圆弧拟合。由于直线拟合计算简单 ,数控系统运算量小 ,加工速度快 ,所以比圆弧拟合应用广泛。采用直线拟合时 ,用等间距法更简捷 ,用宏程序容易实现。等间距法是使某一坐标的增量相等 ,然后求出曲线上相应的节点 ,将相邻节点连成直线 ,用这些直线段组成的折线代替原来的轮廓曲线进行直线插补编程。那么这种功能的实现就要用到宏程序。使用用户宏程序时 ,用户把实现某种功能的一组指令像子程序一样预先存入存储器中 ,用一个指令代表这个存储的功能 ,在程序中只要指定该指令就能实现这个功能。通常我们把这一组指令称为用户宏程序本体 ,简称宏程序 ,把代表指令称为用户宏程序调用指令 ,简称宏指令。
抛物线类零件的编程及加工方法研究
抛物线类零件的编程及加工方法研究数控车床能够加工各种类型的回转体的零件,其中对于圆柱面、
锥面、圆弧面、球面等零件,利用直线插补和圆弧插补指令就可以完
成加工,而对于抛物线等一些非圆曲线的零件,编程时具备一定的难度。这是因为大多数的数控系统只提供直线插补和圆弧插补两种插补
功能,因此,在数控机床上对抛物线类零件的加工,多数采用宏程序
来进行编程,采用小直线段或者小圆弧段逼近的方法编制。
抛物线类零件的编程思路
依据数据密化的原理,我们可以根据抛物线的曲线方程,利用FANUC数控系统具备的B类宏程序功能,密集的算出曲线上的坐标点值,然后驱动刀具沿着这些坐标点一步步移动就能加工出具备抛物线等非
圆曲线轮廓的工件。实际上就是利用抛物线的方程,利用X作为自变量,Z作为因变量(或利用Z作为自变量,X作为因变量),找到无数
个在抛物线曲线方程上的点,再用G01指令将这些点连接起来,就加
工出抛物线的形状,自变量变化值越大,抛物线加工就越差,加工时
间较短,反之,自变量变化值越小,抛物线加工就越精确,表面质量
也越好,同时时间也较长,所以要综合考虑自变量的取值大小。
抛物线类零件的编程步骤
2.1.写出抛物线的标准方程(或参数方程)。
2.2.对标准方程进行转化,从数学坐标系转化到编程坐标系。
2.3.公式转化,即将抛物线的标准方程转化成实际需要的方程。
2.4.编制加工程序。
抛物线类零件的编程举例
3.1.加工如下图所示图纸,零件外形(除抛物线外)已经加工完成,要求编制抛物线部分的精加工程序。
3.2.加工参数选用
3.2.1.刀具选用。加工中所选刀具为93°正偏刀。
数控机床宏程序编程的技巧和实例
数控机床宏程序编程的技巧和实例论文:
数控机床宏程序编程的技巧和实例
西北工业集团有限公司
白锋刚
2011年8月11日
1
前言
随着工业技术的飞速发展,产品形状越来越复杂,精度要求越来越高,产品更新换代越来越快,传统的设备已不能适应新要求。现在我国的制造业中已广泛地应用了数控车床、数控铣床、加工中心机床、数控磨床等数控机床。这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制,需要由拥有高技能的人来操作。要发挥数控机床的高精度、高效率和高柔性,就要求操作人员具有优秀的编程能力。
常用的编程方法有手工编程和计算机编程。计算机编程的应用已非常广泛。与手工编程比较,在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。因此,许多人认为手工编程已不再重要,特别是比较难的宏程序编程也不再需要。只须了解一些基本的编程规则就可以了。这样的想法并不能全面。因为,计算机编程也有许多不足:1、程序数据量大,传输费时。2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。3、打刀或其他原因造成的断点时,很难及时复位。
手工编程是基础能力,是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。手工编程能力是计算机编程的基础,是刀具轨迹设计,轨迹修改,以及进行后置处理设计的依据。实践证明,手工编程能力强的人在计算机编程中才能速度快,程序质量高。
在程序中使用变量,通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能,这种有变量的程序叫宏程序。宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具,是数控机床编程的最高级手工方式。合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。
2
作为一名从事数控车床、数控铣床、加工中心机床操作编程二十多年的技师,在平时的工作中,常常用宏程序来解决生产中的难题,因此对宏程序的编程使用积累了一些经验。在传授指导徒弟和与同事探讨中,总结了许多学习编制宏程序应注意的要点。有关宏编程的基础知识在许多书籍中讲过,我们在这里主要通过实例从编制技巧、要点上和大家讨论。
在GSK980TD数控机床中如何加工椭圆形工件
在GSK980TD数控机床中如何加工椭圆形工件
摘要:在实际应用中会遇到各种各样的曲线形加工特征。而在现今的数控系统中,没有椭圆、双曲线、抛物线等插补指令。文章介绍了在GSK980TD车床中如何用宏程序手工编程来实现椭圆形工件的加工。
关键词:GSK980TD数控机床;椭圆形工件;A类宏程序;宏指令;参数方程
在实际应用中,我们会遇到各种各样的曲线形加工特征。而在现今的数控系统中,无论硬件数控系统,还是软件数控系统,其插补的基本原理是相同的,只是实现插补运算的方法有所区别。常见的是直线插补和圆弧插补,没有椭圆、双曲线、抛物线等插补。椭圆的加工,运用宏程序来解决就非常简单了。
用户宏程序是提高数控机床性能的一种特殊功能。使用中,通常把能完成某一功能的一系列指令像子程序一样存入存储器,然后用一个总指令代表它们,使用时只需给出这个总指令指令就能执行其功能。用户宏程序的最大特点是可以对变量进行运算,使程序应用更加灵活、方便。虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用,但用户宏程序由于允许使用变量算术和逻辑运算及条件转移,使得编制相同加工操作的程序更方便、更容易。
用户宏程序有A、B两类,GSK980TD数控车床中,使用的是A类宏程序。下面我就以我校GSK980TD数控车床为例,介绍如何用宏程序对椭圆形工件进行编程加工。
一、熟悉宏指令
用户宏程序本体的一般形式:
G65 Hm P#i Q#j R#k
m:01~99表示运算命令或转移命令功能;
#i:存入运算结果的变量名;
#j:进行运算的变量名1,也可以是常数。常数直接表示,不带#;
二次曲线的数控加工编程
关键词 :二次曲线 ;宏程序;数控加工
中 图分 类 号 :T 5 G69 文献 标 识 码 :A 文 章 编号 : 10 0 9—9 9 2 1) 7—0 7 4 2(02 0 0 6—0 3
t en e t c luaete o r iae f n pon s a d c mpuig a a iy, err r n , i s if ut o c iv q iky h e d o ac lt h co dn tso ma y it , n o tn c p ct ro—po e t dfi l a he e i c t uc l.
【... .. . ... .. 【 .......,1. ....... .。一 一 . . . . . . . . . 。 . . . . . . . . . . . . . . - 。 . . . . . . . . .. . . . . .
与开 发
DOI 1 . 9 9 j i n 1 0 - 4 2 2 1 . 7 0 4 : 0 3 6 / .s . 0 9 9 9 . 0 2 0 . 2 s
二 次 曲线 的 数 控 加 工 编 程
凌 万春
( 广州数控设备有限公 司, 广 东广 州 5 06 ) 1 15
摘要 :常见数控 系统具备 直线 、圆弧插补指令 ,但对于如椭 圆、抛物线等二次 曲线没有专用的插补指令。采用普通 的手 1 编程 二 方法编辑二次曲线的加工程序 ,需要计算很 多点的坐标 ,计算量大 ,易 出错 ,难 以快速实现。运用宏程序来 实现常见二 次曲线
数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧
数控车床利用宏程序编制椭圆曲线技巧
摘要:本文通过对数控机床宏程序介绍,分析了宏程序与自动编程、手工编程的差异和各自的优缺点,以编制椭圆型工件程序为例,详细解析了宏程
序的编程方法、宏程序灵活性、适应性以及宏程序的强大功能。
关键词:宏程序;比较对比;椭圆编程;实例分析。
宏程序编程像高级语言一样,可以使用变量进行算术逻辑运算和函数混合运
算进行编程。在宏程序形式中,一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。
可编制各种复杂的零件加工程序,特别像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线。因此,巧用宏程序编程,可以提高编程效率,达到事半功倍的效果。
一、对于非圆的椭圆曲线,数控系统没有通用指令编程
数控系统对于像抛物线、椭圆、双曲线等非圆曲线是没有通用指令的。若采
用自动编程,需购买自动编程软件,还需配备计算机辅助设备,要投入十几万元
资金;如果是手工编程,利用数控系统中的宏程序来编写此类数控加工程序,是
既经济,又快捷方式。
二、采用宏程序编程的优势
宏程序是程序编制的高级形式,程序编制的质量与编程人员的素质息息相关,宏程序里应用了大量的编程技巧。它利用数学关系表达式,走刀方式取舍等等,
这些都使得宏程序编制出来的程序,工件的加工精度更高,特别是对于特殊曲面、难度大的工件,手工无法编程,使用宏程序加工要比自动编程加工快的多,且程
序更为简化。
在一般的程序编制中程序的字为常量,一个程序只能描述一个几何
形状,当工件形状没有发生改变但是尺寸发生改变时,就没有办法了,只能重新
进行编程,缺乏灵活性和适用性。如果用宏程序编程,我们只需要在程序中给要
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
如何在数控车床上加工抛物线曲面摘要:数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补,遇到回转轮廓是抛物线等非圆曲线的零件时,数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。解决的方法主要有宏指令编程及软件自动编程,针对GSK980T系统采用宏指令编程较难实现,本文则通过利用CAXA 数控车自动编程软件及相关通讯软件实现了抛物线曲面在GSK980T系统数控车床上的车削加工,保证了工件的加工精度和生产效率。
关键词:自动编程抛物线曲面车削加工
前言:生活中许多零件应用到抛物线曲面,如手电筒聚光电杯、汽车车灯中等。前不久中山市某电筒有限公司委托我校用数控车加工一新款手电筒电杯的试件,电杯内轮廓曲线为24
/2x
y 。我校数控车床的数控系统为GSK980T,与该公司生产用的数控车属同一类型。常用的数控系统中如西门子、华中、发那科等数控系统可用宏指令编程实现,但目前生产用的GSK980T在宏程序功能方面实现不了,而用数学计算取点逼近加工虽说可以,但计算量大、易出错。本人利用CAXA数控车软件进行产品加工刀具轨迹的仿真、代码的生成,并自已动手建立PC机与数控设备间的通讯,实现了试件的加工。下面阐述在试件加工过程的操作及个人的体会。
正文:
一、计算机自动编程的认识
计算机自动编程是当前最先进的数控加工编程方法,它是利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何图形计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程。操作过程形象生动、出错机率低。图1为数控车自动编程、加工的过程。其中工件图形计算机化工作基本上以二维绘图软件功能为限,数控车加工工艺规划主要包括机床选择、刀具参数、切削参数、切削精度、切削次数、走刀方向、编程原点等等。自动编程软件中有代表性的是CAXA数控车和MasterCAM数控车。
二、加工图样分析图1数控车自动编程的过程
零件外轮廓简单明了,内轮廓中为一抛物线曲面,在该零件中起聚光作用,也是零件难加工部位。困难所在是因为数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补,遇到回转轮廓是抛物线等非圆曲线的零件时,数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。解决的方法主要有宏指令编程及自动编程,而GSK980T 系统的宏指令功能十分有限,难以完成。若用直接的数学代入取点方法圆弧逼近虽说可以,但工作量十分大,面对都是抛物线曲面类的不同产品时,工作效率低下。自动编程则很方便解决上述的困难,若试件在聚光试验中效果不佳需修改时方便,刀具轨迹的生成及仿真过程中便于检验刀具及参数选择的合理性等。因为是试件的加工,在生产工艺上并没有较多的考虑,目前主要的任务是考虑如何实现抛物线曲面的加工。加工采用一次装夹。先钻11 的底孔,然后加工内抛物线曲面,最后加工外轮廓并切断。
三、CAXA 数控车软件操作 1.零件图形计算机化
进入CAXA 数控车2000的操作界面,绘制试件的零件图。点击菜单栏[曲线生成(C )]选择[公式曲线。。。],绘图窗口将弹出设置对话框。在“公式曲线”对话框中进行各项设置,设置如图3所示。绘图公式中的X 轴与机床中Z 轴对应,Y 轴则对应于机床中的X 轴。曲线的描述则需要一定的数学基础,一些曲型曲线可通过查表得到,如抛物线、椭圆、双曲线,且还应化成参数方程的表达形式。精度就是用B 样条拟合公式曲线所要达到的精确程度,对于公式类曲线,精度控制选项十分重要。其它轮廓曲线参照相关菜单命令完成,完成如图4所示。
图2 电筒电杯零件图
2.机床设置
在生成刀具走刀轨迹前应有针对性地根据加工时所选用的机床进行机床设置。具体操作为:点击菜单栏[数控车(P )],选择[机床设置(M )。。。],绘图窗口将弹出设置对话框。在“机床设置”对话框中进行各项设置,设置如图5所示。
CAXA
软件的程序格式,以字符串、宏指令@字符串和宏指令的方式进行设置,其中宏指令为$+宏指令串,下面是系统提供的常用宏指令串:
当前后置文件名:POST_NAME 冷却液开:COOL_ON
图3 公式曲线对话框
图4 零件轮廓的绘制
图5 机床类型设置对话框
冷却液关:COOL_OFF 程序暂停:SPN_OFF 程序结束:PRO_STOP 左补偿:DCMP_LFT 右补偿:DCMP_RGH 补偿关闭:DCMP_OFF 主轴正转:SPN_CW 主轴设定:SPN_F 主轴转速:SPN_SPEED 刀具调用:CHANGE_TOOL 刀具号:TOOL_NO 刀补号:COMP_NO 3.后置处理设置
后置处理就是针对特定的机床,对后置输出的数控序的格式进行设置。具体操作为:点击菜单栏[数控车(P )],选择[后置处理设置(P )。。。],绘图窗口将弹出设置对话框。在“后置处理设置”对话框中进行各项设置,设置如图6所示。
4.抛物线曲面粗车刀具轨迹生成
图5 机床类型设置对话框
点击菜单栏[数控车(P )],选择[轮廓粗车(R )。。。],绘图窗口将弹出设置对话框。
所有参数的设定主要用于对粗车加工中的各种工艺条件和加工方式进行限定,设置过程需要有一定的加工操作经验,并参照机床功率、刀具切削加工性、材料的切削性能等,并在加工削切中不断调整形成自我的知识体系。如图6~9所示,针对加工实际情况完成对话框各列表的设置,如图6~9所示。
完成上述设定后按“确定”键完成设置,系统在状态栏中将提示:[
拾取加工工件表面
图6 加工参数列表
图7 进退刀方式列表
图8 切削用量列表
图9 轮廓车刀列表
轮廓],按提示完成工件待加工表面轮廓的选择并按右键结束选择,屏幕又提示:[拾取定义的毛坯轮廓],按提示完成毛坯轮廓的选择并按右键结束选择,屏幕将进一步提示:[输入退刀点],按提示拾取或直接座标输入退刀点完成最后的操作。此时屏幕将以特殊颜色显示生成的刀具轨迹,如图10所示。
5.轨迹仿真
点击菜单栏[数控车(P )]
,选择
[轨迹仿真(S )。。。],然后按屏幕提示完成各项操作,最后出现如图11所示仿真加工过程界面。 6.程序代码生成
点击菜单栏[数控车(P )],选择[代码生成(G )。。。],绘图窗口将弹出设置对话框。在对话框中输入将生成的程序名按“打开”键打开,接着按屏幕提示拾取刀具轨迹并按右键结束选择,此时屏幕将弹出已打开的程序文件。 7.抛物线曲面精加工
精加工操作与粗加工相类,只是设置的内容针对精加工而定,在此不再作详尽说明。
四、数据通讯
1. 数控系统与PC 机的连接
GSK980T 数控系统可通过RS232-C 串行接口与通用PC 机进行通讯。数控系统通讯接口与PC 机的连接如图(n)所示。如体操作应选用八芯的双屏蔽网线,焊接接头时选用其中5条,注意不同端口的焊接有不同,完成后可通过万用表电阻档检验焊接的正确性及屏蔽层是
图10 粗加工刀具轨迹
图11 粗加工轨迹仿真