非圆曲线的轮廓加工
基于宏程序的非圆弧曲线数控程序的编制
（ ｅａｔ ｎ ｎ ｆｃ ｒ ｇ ｎｉｅｒ ｇ Ｌｕｈ ｕＷｕｉｇ ｕｏ ｂｌ ｄ ｓｙＣ ． ｔ． Ｄ ｐｒ ｔｆ ｍｅ ｏ Ｍａ ｕａｔ ｉ ｇ ｅ ｎ ， ｉｚｏ ｌ ｔ ｕｎＥ ｎ ｉ ｎ Ａ ｍｏ ｉ Ｉ ｕｔ ｏ Ｌｄ， ｅｎ ｒ ，
Ｌｕｈ ｕ ｕ ｎｘ ５ ５ ０ ， ｈｎ ） ｉｚｏ ａ ｇｉ ４ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｇ
Ａｂ ｔ ｃ ：Ｄｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ｃｏ ｐ ｏ ｒ ｍ ｆｉ ｓｒ ｃ ｉｎ ｉ ＮＣ ｍｉ ｉ ｇ ｘ ｌｒ ｈ ｅ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｏ － ｉ ｕ ａ ｕ ｖ ｓｒ ｔ ａ ｓ ｒ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｒ － ｒ ｇ ａ ｏ ｎ ｔ ｔ ｎ Ｃ ｌ ｎ ，ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒ ａｉ ｔ ｆ ｎ ｎ ｃｒ ｌｒ ｃ ｒ ｅ ｂ ｕ ｏ ｌ ｚ ｏ ｃ ｎ ｍｅ ｉａ ｏ ｔｏ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅｐ ｏ ｅ ｓ ｇ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｐ ｏ ａ ａ ｄ ｏｈ ｒｉｓ ｅ ． ｐ ｉａｉ ｎ ｈ ｓｂ ｅ ｉ ｅｙ ｕ ｅ ｕ ｒｃ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｔ ｏ ｎ ｒ ｇ ｍ ｎ ｔ ｅ ｕ ｓ Ａｐ ｌ ｔ ａ ｅ ｎ ｗ ｄ ｌ ｓ ｄ ｌ ｍｉ ｉ ｎ ｒ ｓ ｃ ｏ ｉ ｒ ｄ ｃｉｎ ｎ ｐｏ ｕ ｔ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｍａ ｒ ； ｏ － ｒ ｕ ｖ ； ｒ ｇ ａ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｏ ｎ ｎ ａ ｃｃ ｒ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ
２ 利用宏程序编 制加 工非圆弧 曲线
在普通数控程序编制 中， 只能使用常量 ， 一个程 序通常只能描述一个几何形状 ，缺乏灵 活性和适应 性 。宏程序的主体 ， 由变量的定义 、 是 赋值、 运算 、 转 移、 循环 、 断能及报警 、 时、 判 计 运动指令等组成 ， 并 以一定 的格 式 写成 的程序 。用 户宏 程 序指 令功 能 ， 是 由用 户 根据 各 自的需要 编 制 出宏 指 令 ，并 以子 程 序
CAXA 数控车常用公式曲线画法分析
CAXA数控车常用公式曲线画法分析李永平（浙江省衢州中等专业学校 浙江 衢州 324000）【摘要】在数控车削加工过程中，经常碰到一些非圆曲线轮廓的加工，需利用宏程序编程，难度较高，CAXA数控车绘制各公式曲线后程序便可自动生成。
本文详细分析并以图片形式直观展示了各个二次曲线的特点、曲线方程、公式中参数的选择，同时结合在教学实践中的实例总结出绘制方案。
【关键词】公式曲线 CAXA数控车 曲线方程【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0053-02利用数控车加工简单回转体零件，一般都是采用手工编制程序来进行，但是如今零件为了美观或者工艺特殊需要会产生一些相对复杂的非圆曲线的轮廓已经非常普遍，手工编程方式只能利用宏程序编制加工程序，若这类零件可利用软件自动编程可以实现的话，既能提高数控车削加工的精度又可降低加工成本。
CAXA数控车是一款非常优秀的CAD/CAM国产软件,目前已经在制造行业中得到广泛应用,成了设计工程师的一件得心应手的辅助工具，CAXA 数控车是在全新的数控加工平台上开发的数控车床加工编程和二维图形设计软件。
具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的图形，可通过DXF、IGES等数据接口与其他系统交换数据，及轨迹生成及通用后置处理功能。
尤其是CAXA 软件功能强大、易学易用、工艺性好、代码质量高，现在已经在全国上千家企业的使用，并受到好评，不但降低了投入成本，而且提高了经济效益。
现如今，各企业数控类加工乃至省、市及全国的比武大赛，计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）软件的应用已经成为当今边比较流行而又简单的编程方法。
但很多初学者在操作过程中对非圆曲线、方程及其参数的选择上束手无策，笔者多年来多次利用此软件参加过多次省市大赛。
并从事数控车编程理论教学与实训指导，从中取得一些经验如下。
设计具有曲面外形的机械零件时,使用软件的“公式曲线”绘制图样,外形美观,尺寸精确,快捷方便。
数控编程与加工简答题2
显示器没有显示，按电源启动开关接触器不闭合，分析原因：
(1)电源启动按钮损坏，常开触点不闭合或电源开关按钮坏。(2)电源启动交流接触器损坏。(3)系统开关电源损坏。(4)显示器（CRT、CLD)损坏。(5)连接线有短路、断路现象
14．对零件图进行数控加工工艺性分析时，主要审查和分析哪些问题?
（3）用手摇脉冲发生器移动。首先选择要移动的轴，然后系统即可根据手摇脉冲发生
备战数控技能大赛和职业技能鉴定专题研讨会 试题集 2006 年 8 月
器的转动方向和发出的脉冲个数控制相应轴的移动。
2．你知道哪些刀具半径补偿指令，其格式如何？
刀具半径补偿G4l、G4Z、G40
G41、G42分别为刀具半径证、负补偿，当刀具磨损后，可以通过改变预置寄存器中刀具半径值，使用刀具半径补偿指令加工出合适的工件，而不必重新计算刀位点的轨迹点坐标。刀具半径补偿程序段中，必须有G00或GO1功能才有效。
(3)审查和分析定位基准的可靠性。数控加工工艺特别强调定杭加工，尤其是正反两面都采用数控加工的零什，以同一基准定位十分必要。否则很难保证两次安装后两个面上的轮廓位置和尺寸协调。
15．在编写加工程序时，利用子程序有什么优点?
答：
在一个加工程序的若干位置上，如果存在某一固定顺序且重复出现的内容，为了简化程序可以把这些重复的内容抽出，按一定格式编成子程序，然后像主程序一样将它们输入到程序存储器中。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，可以通过调用指令来调用子程序，执行完子程序又可返回到主程序，继续执行后面的程序段。为了进一步简化程序，子程序还可调用另一个子程序，这称为子程序的嵌套。
备战数控技能大赛和职业技能鉴定专题研讨会 试题集 2006 年 8 月
第十一章_MasterCAM自动编程与数据传输
第十一章自动编程如何进行数控加工程序的编制是进行数控加工的关键，传统的手工编程方法复杂、繁琐，易于出错，难于检查，不能充分发挥数控加工的优势。
尤其对某些形状复杂的零件，如自由曲面零件的编程问题，手工编程是根本无法实现的。
所以，手工编程一般只用在形状简单的零件加工中，而对于形状复杂的零件，则需要用计算机进行辅助处理和计算。
第一节自动编程概述一、自动编程的基本原理手工编程中的几何计算、编写加工程序单、程序校核，甚至工艺处理等由计算机自动处理完编程”，简称“自动编程”。
自动编程是通过数控自动程序编制系统实现的。
它包括硬件及软件两部分，硬件主要由计算机及绘图仪、扫描仪等一些外围设备组成；软件即计算机编程系统，又称编译软件，它主要作用是使计算机具有处理工件源程序并自动输出具体数控机床加工程序的能力。
图11-1 自动编程的工作过程自动编程的工作过程如图11-1所示。
1．准备原始数据自动编程系统不会自动地编制出完美的数控程序。
首先，人们必须给计算机送入必要的原始数据，这些原始数据描述了被加工零件的所有信息，包括零件的几何形状、尺寸和几何要素之间的相互关系，刀具运动轨迹和工艺参数等等。
原始数据的表现形式随着自动编程技术的发展越来越多样化，它可以是用数控语言编写的零件源程序，也可以是零件的图形信息，还可以是操作者发出的声音等等。
一些原始数据是由人工准备的，当然它比直接编制数控程序要简单、方便得多。
2．输入翻译原始数据以某种方式输入计算机后，计算机并不立即识别处理，必须通过一套预先存放在计算机中的编程系统软件，将它翻译成计算机能够识别和处理的形式。
由于它的翻译功能，故又称编译软件。
计算机编程系统品种繁多，原始数据的输入方式不同，程编系统就不一样，即使是同一种输入方式，也有很多种不同的程编系统。
3．数学处理这部分是根据已经翻译的原始数据计算出刀具相对于工件的运动轨迹。
编译和计算合称为前置处理。
4．后置处理后置处理就是编程系统将前置处理的结果处理成具体的数控机床所需要的输入信息，即形成了零件加工的数控程序。
国家职业资格考试：中级数控车工试题5
国家职业资格考试中级数控车工一、单项选择（每题1分，满分80分）1．职业道德的内容包括（）。
A. 从业者的工作计划B. 职业道德行为规范C. 从业者享有的权利D. 从业者的工资收入2．职业道德通过（），起着增强企业凝聚力的作用。
A. 协调员工之间的关系B. 增加职工福利C. 为员工创造发展空间D. 调节企业与社会的关系3．孔φ 25上偏差+0.021，下偏差0与轴φ 25上偏差- 0.020，下偏差- 0.033相配合时，其最大间隙是（）。
A. 0.02B. 0.033C. 0.041D. 0.0544．图样中右上角标注“其余12.5”是指图样中（）加工面的粗糙度要求。
A. 未标注粗糙度值的B. 内孔及周边C. 螺纹孔D. 外圆5．图样中技术要求项中“热处理：C45”表示（）。
A. 淬火硬度HRC45B. 退火硬度为HRB450C. 正火硬度为HRC45D. 调质硬度为HRC456．用（）方法制成齿轮较为理想。
A. 由厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B. 由粗钢棒切下圆饼加工成齿轮C. 由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮D. 先砂型铸出毛坯再加工成齿轮7．产品质量波动是（）。
A. 可以控制的B. 绝对的C. 相对的D. 异常的8．（）是指在一定的生产条件下，规定生产一件产品所需的时间。
A. 工序时间定额B. 生产时间定额C. 劳动生产率D. 辅助时间9．（）距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。
A. 初始平面B. R点平面C. 孔底平面D. 零件表面10．进给功能用于指定（）。
A. 进刀深度B. 进给速度C. 进给转速D. 进给方向11．为了把工件上各种复杂的形状轮廓连续加工出来，数控铣床必须控制（）沿设定的直线、圆弧轨迹运动。
A. 刀具B. 工作台C. 升降台D. 操纵台12．数控机床加工的零件轮廓有一些非圆曲线轮廓例如高次曲线，列表曲线、列表曲面等，在加工时可以用（）去逼近。
A. 直线B. 圆弧C. 直线或圆弧D. 插补计算13．按照功能的不同，工艺基准可分为定位基准、测量基准和（）基准三种。
数控铣床加工中心编程与操作课程标准
《数控铣床 / 加工中心编程与操作》学习领域（课程）教课标准一、课程说明课程名称数控铣床 / 加工中心编程开课分院（系部）与操作合用专业数控技术应用专业课程代码学时先修课程后续课程编制人判定人制（修）定日期二、课程性质与任务在机械制造行业，数控加工技术岗位主要有：数控机床操作员（中心岗位）、数控工艺编程员（中心岗位）。
数控机床操作工按工种又可分为：数控车、数控铣、加工中心操作工等。
本课程是为培育数控铣、加工中心操作员、数控工艺编程员的数控镗铣类机床操作、数控工艺剖析与编程、数控加工以及质量控制等方面技术而设置的一门专业骨干课程，它与《数控车床编程与操作》课程一同对数控专业学生的职业能力的形成起要点支撑作用。
本课程先修课程有《机加工岗位与工作过程认识实训》、《工程图识读与使用软件画图》、《使用手动工具的部件加工》、《使用一般机床的部件加工》；后修学习领域有《顶岗实训》、《机械创新设计》。
同修的课程有《数控车床编程与操作》、《计算机协助造型与自动编程》。
本课程合用于数控技术专业。
三、课程设计思路本课程标准是以就业为导向拟订。
其课程内容以过程性知识为主、陈说性知识为辅，即以实质应用的经验和策略的习得为主、以适量够用的观点和原理的理解为辅。
由实践情境构成的以过程逻辑为中心的行动系统，重申的是获得过程性知识，主要解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好” （策略）的问题。
课程内容的选择应按照三个原则：（1）科学性原则（2）情境性原则（ 3）人天性原则。
课程内容的选用既表现职业性，也表现开放性；既服务于地方经济，知足公司的需要，也便于教课活动的展开。
所以本课程标准就以数控铣床和加工中心作为学习平台，选择最常用、最常有、最适用、最有代表性的典型部件加工过程为教课内容。
实现能力为本位的培育目标，是《数控铣床/ 加工中心编程与操作》课程内容定位的方向。
四、课程教课目的( 一) 素质目标经过本课程教课，正直学生的学习态度，能够锻炼学生的思想方法和思想能力，提升学生的职业素质和职业能力。
数控手工编程的方法与步骤
数控手工编程的方法与步骤数控手工编程的方法及步骤数控编程的要紧内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值运算、编写加工程序、校对程序及首件试切。
编程的具体步骤说明如下：1．分析图样、确定工艺过程在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。
依照零件图，能够对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。
在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。
此外，还应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。
2．运算刀具轨迹的坐标值依照零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，运算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。
一样数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，关于形状比较简单的平面形零件〔如直线和圆弧组成的零件〕的轮廓加工，只需要运算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心〔或圆弧的半径〕、两几何元素的交点或切点的坐标值。
假如数控系统无刀具补偿功能，那么要运算刀具中心的运动轨迹坐标值。
关于形状复杂的零件〔如由非圆曲线、曲面组成的零件〕，需要用直线段〔或圆弧段〕靠近实际的曲线或曲面，依照所要求的加工精度运算出其节点的坐标值。
3．编写零件加工程序依照加工路线运算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员能够按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。
编写时应注意：第一，程序书写的规范性，应便于表达和交流；第二，在对所用数控机床的性能与指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。
4．将程序输入数控机床将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、储备卡、连接上级运算机的DNC接口及网络等。
目前常用的方法是通过键盘直截了当将加工程序输入〔MDI方式〕到数控机床程序储备器中或通过运算机与数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序储备器中，由机床操作者依照零件加工需要进行调用。
数控车床编程中的数学处理
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午7时32分 59秒07:32:5920.10.24
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午7时 32分20.10.2407:32Oc tober 24, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六7时32分59秒 07:32:5924 October 2020
B
A0
A1
A2
0.1 C
A0
A1 A2
α0 α1
α2
A a)
b)
c)
图 ：工艺尺寸链示例
2020/10/24
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CNC
2、尺寸链的组成
尺寸环：组成尺寸链的每一个尺寸。如A0、A1、A2
各尺寸环按其形成的顺序和特点，可分为封闭环和组成环。
封闭环：凡在零件加工过程或机器装配过程中最终形成
的环（或间接得到的环）。如A0
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。07:32:5907:32:5907:3210/24/2020 7:32:59 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2407:32:5907:32Oc t-2024- Oct-20
1）圆弧的起始点坐标值： 2）圆弧的结束点(目标点)坐标： 3）圆弧中心点的坐标。
3、计算方法如下： 取编程零点为W1。
2020/10/24
数控系统插补的方法和原理
数控系统插补的方法和原理数控机床上进行加工的各种工件，大部分由直线和圆弧构成。
因此，大多数数控装置都具有直线和圆弧的插补功能。
对于非圆弧曲线轮廓轨迹，可以用微小的直线段或圆弧段来拟合。
插补的任务就是要根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干中间掌握点的坐标值。
由于每个中间点计算的时间直接影响数控装置的掌握速度，而插补中间点的计算精度又影响整个数控系统的精度，所以插补算法对整个数控系统的性能至关重要，也就是说数控装置掌握软件的核心是插补。
插补的方法和原理许多，依据数控系统输出到伺服驱动装置的信号的不同，插补方法可归纳为脉冲增量插补和数据采样插补两种类型。
一、脉冲增量插补这类插补算法是以脉冲形式输出，每次插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。
把每次插补运算产生的指令脉冲输出到伺服系统，以驱动工作台运动。
一个脉冲产生的进给轴移动量叫脉冲当量，用δ表示。
脉冲当量是脉冲安排计算的基本单位，依据加工的精度选择，一般机床取δ＝0.01mm，较为精密的机床取δ＝1μm或0.1μm 。
插补误差不得大于一个脉冲当量。
这种方法掌握精度和进给速度低，主要运用于以步进电动机为驱动装置的开环掌握系统中。
二、数据采样插补数据采样插补又称时间标量插补或数字增量插补。
这类插补算法的特点是数控装置产生的不是单个脉冲，而是数字量。
插补运算分两步完成。
第一步为粗插补，它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点，即用若干条微小直线段来拟合给定曲线，每一微小直线段的长度△L 都相等，且与给定进给速度有关。
粗插补时每一微小直线段的长度△L 与进给速度F和插补T周期有关，即△L＝FT。
图1 数据采样插补其次步为精插补，它是在粗插补算出的每一微小直线上再作“数据点的密化”工作。
这一步相当于对直线的脉冲增量插补。
数据采样插补方法适用于闭环、半闭环的直流或沟通伺服电动机为驱动装置的位置采样掌握系统中。
CAXA数控车常用公式曲线画法分析
CAXA数控车常用公式曲线画法分析作者：李永平来源：《课程教育研究·学法教法研究》2016年第04期【摘要】在数控车削加工过程中，经常碰到一些非圆曲线轮廓的加工，需利用宏程序编程，难度较高，CAXA数控车绘制各公式曲线后程序便可自动生成。
本文详细分析并以图片形式直观展示了各个二次曲线的特点、曲线方程、公式中参数的选择，同时结合在教学实践中的实例总结出绘制方案。
【关键词】公式曲线 CAXA数控车曲线方程【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0053-02利用数控车加工简单回转体零件，一般都是采用手工编制程序来进行，但是如今零件为了美观或者工艺特殊需要会产生一些相对复杂的非圆曲线的轮廓已经非常普遍，手工编程方式只能利用宏程序编制加工程序，若这类零件可利用软件自动编程可以实现的话，既能提高数控车削加工的精度又可降低加工成本。
CAXA数控车是一款非常优秀的CAD/CAM国产软件，目前已经在制造行业中得到广泛应用，成了设计工程师的一件得心应手的辅助工具，CAXA 数控车是在全新的数控加工平台上开发的数控车床加工编程和二维图形设计软件。
具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的图形，可通过DXF、IGES等数据接口与其他系统交换数据，及轨迹生成及通用后置处理功能。
尤其是CAXA软件功能强大、易学易用、工艺性好、代码质量高，现在已经在全国上千家企业的使用，并受到好评，不但降低了投入成本，而且提高了经济效益。
现如今，各企业数控类加工乃至省、市及全国的比武大赛，计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）软件的应用已经成为当今边比较流行而又简单的编程方法。
但很多初学者在操作过程中对非圆曲线、方程及其参数的选择上束手无策，笔者多年来多次利用此软件参加过多次省市大赛。
并从事数控车编程理论教学与实训指导，从中取得一些经验如下。
设计具有曲面外形的机械零件时，使用软件的“公式曲线”绘制图样，外形美观，尺寸精确，快捷方便。
用MasterCAM编制非圆曲线轮廓加工程序
用MasterCAM编制非圆曲线轮廓加工程序蒋英汉2008.6.15用MasterCAM编制非圆曲线轮廓加工程序关键词:自动编程、非圆曲线、NC程序中国一拖高级技工学校蒋英汉随着数字控制技术与数控机床出现，给机械制造业带来了翻天覆地的变化。
数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。
自90年代至今我国的数控机床在机械制造业的占有率不断提高，在航天、军工模具等行业已经成为主要的加工手段。
现在数控技术已经成为体现一个国家综合国力水平的重要标志。
新世纪机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争。
目前，我国的数控机床已经有了数量，但使用确不高，其原因，不能及时合理的编制出加工程序就是其中只一。
所以提高我国编程人员的编程能力已经是迫在眉睫了。
CAD/CAM技术则是建立在数控技术之上的一种科学，它对数控技术和数控机床的应用提供了一个坚实的平台。
为提高编程人员的编程能力提供了一个途径。
Ma ste rC AM 软件是美国的CNC Software公司开发的基于PC平台的CAD/CAM系统，由于它对硬件要求不高，并且操作灵活、易学易用并具有良好的价格性能比，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟、加工实体模拟等功能，并提供友好的人机交互，从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化。
是目前世界上应用最广泛的CAD/CAM软件之一。
以下介绍MasterCAM在编制非圆曲线轮廓加工程序的应用：虽然非圆曲线轮廓可以在数控机床上用宏程序编制，但它对编程人员的编程能力要求特别高，时间周期较长，精度难以保证，而且不同系统的数控机床也不统用。
所以用CAD/CAM软件编制非圆曲线轮廓加工程序已经成了必然。
MasterCAM编制非圆曲线轮廓加工程序的主要步骤是：（一）设计非圆曲线方程式文件运用MasterCAM的方程式功能设计非圆曲线轮廓。
非球面轮廓测量与分析
a is the indexed Polynomial Coefficient a为多项式系数
C is the reciprocal of the Base Radius C为基圆半径的倒数
K is the Conic Constant of the Surface K为二次常数
Xp是指非球面光轴到轮廓最高点之间的距 离。
非球面参数简介
• Xt:
Xt is the distance of the aspheric axis from the measured data.
Xt是指非球面光轴到测量起始点之间的距 离。
非球面参数简介
• Xv:
Xv is the distance of the lowest valley from the aspheric axis .
6) Residual Error After Form Removal 形状去除之后的残余误差
+Z 轴
Aspherics axis 非球面轴线
+X 轴
-X轴
D=B-C(Residual error after
absolute aspheric form removal)
-Z 轴
去除绝对形状后的残余误差
• 之所以称为“锥面”项，是由于我们可以用 不同方位的面与圆锥相切可以得到以上表面
基本形式：球面(K=0)
相切面平行于圆锥底面
圆的标准方程: x2 y2 R2 (R 0)
基本形式：抛物面(K=-1)
相切面平行于圆锥侧面
抛物线标准方程 : y2 2 px或y2 2 px或 x2 2 py或x2 2 py( p 0)
数控技术习题附答案
一、选择题第一章1.数控机床按运动控制方式分类，可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。
2.数控系统中的CNC的中文含义是_计算机数字控制_。
3.数控机床大体由输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置测量反馈装置和机床本体组成。
4.数控机床是用数字化代码来控制_刀具和工件_的相对运动，从而完成零件的加工。
5.列举两个数控特种加工机床，如_数控电火花成形机床_、_火焰切割机_。
数控激光切割机床，数控线切割机床6.按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于_轮廓控制_的数控机床。
第三章7.数控机床实现插补运算广泛应用的是直线插补和圆弧插补。
8.所谓插补就是在已知特征点之间插入一些中间点的过程，换言之，就是“数据点的密化”过程。
9.平面轮廓加工属于两轴加工方式。
10.沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是G41 指令，刀具偏在工件轮廓的右边是G42 指令，刀具中心轨迹和编程轨迹生重合是G40指令。
11．刀具半径补偿的建立与取消都须在G00或G01指令下进行。
12.数控车床的刀具补偿分为两种情况，即刀具的位置补偿和刀尖_半径_补偿。
13.数控车床中的G41／G42是对刀具的__半径_进行补偿。
14.逐点比较法的四个节拍分别是偏差判别、坐标进给、偏差计算和终点判别。
15.偏差函数F(x，y)反映了刀具偏离工件廓形曲线的情况。
若刀具在曲线上方，则F(x，y) >0，若刀具在曲线上，则F(x，y)=0；若刀具在曲线下方，则F(x，y) <0。
第四章16.程序编制的方法有手动编程和自动编程两种方法。
17.在坐标平面设定中，一般用G17 来设定XY平面，用G19来设定YZ平面。
18.各几何元素间的联结点称为基点。
19.常见的刀库的类型可分为盘式刀库和链式刀库两种。
20.G91 G01 X3.0 Y4.0 F100执行后，刀具移动了5.0mm 。
21. 走刀路线是指加工过程中，刀位点相对于工件的运动轨迹和方向。
数控车简答题78题
101、滚珠丝杆副进行预紧的目的是什么？简述“双螺纹垫片式”预紧方法的工作原理？答：1）滚珠丝杆副进行预紧的目的是消除滚珠丝杠副传动的反向间隙和提高滚珠丝杠副传动的轴向刚度。
2）原理：“双螺母垫片式”即在两个螺母之间加入垫片，把左右两个螺母撑开，使左、右两个螺母与丝杠的接触方向相反，从而实现滚珠丝杠副的预紧。
102、简述数控机床零件加工的一般步骤？答：1）开机，手动返回参考点，建立机床坐标系；2）将加工程序输入到CNC存储中；3）将零件装夹到机床上；4）对加工程序中使用到的刀具进行对刀，并输入刀具补偿值；5）确定工件坐标系；6）在自动方式下运行程序加工零件；7）检测被加工零件。
103、脉冲当量的含义？答：脉冲当量就是指数控系统每发出一个脉冲，使机床移动部件产生的位移量104、柔性制造系统由哪几个部分组成？请简单说明？答：1）加工子系系统：该系统由加工单元、柔性制造单元、加工中心、数控机床、以及各种自动清洗、检测和装配机等组成，是FMS的基础部分。
2）物流子系统：该系统由自动运送小车、各种输送机构、机器人、工件装卸站、工件存储工位、刀具输入输出站、刀库等构成。
物流子系统在计算机的控制下自动完成刀具和工件的输送工作3）信息子系统：该系统由主计算机、分级计算机及其接口、外围设备和各种控制装置的硬件和软件组成。
主要功能是实现各子系统之间的信息联系，地系统进行管理，确保系统正常工作。
105、列举出四种数控加工专用技术文件？答：1）工序卡；2）刀具调整单（刀具卡、刀具表）；3）机床调整单；4）数控加工程序单。
106、数控机床的定位精度包括哪些？答：1）伺服定位精度（包括电动机、电路、检测元件）；2）机械传动精度；3）几何定位精度（包括主轴回转精度、导轨直线平行度、尺寸精度）；4）刚度。
107、句词解释：DNC、刀具半径补偿？答：DNC：计算机群，由1台计算机直接管理控制一“群”数控机床。
刀具半径补偿：自动计算刀具中心轨迹，使其自动偏移零件轮廓一个刀具半径值，这种自动偏移计算即刀具半径补偿。
直线度、平面度、圆度、圆柱度...你都了如指掌？
直线度、平⾯度、圆度、圆柱度...你都了如指掌？作为机加⼯⽼司机，你阅图⽆数，加⼯⽆数。
当我们说到“形位公差”，它是既理论⼜实际的专业知识，你对它有多了解呢？在⽣产中，如果我们对图纸标注的形位公差理解错误，就会使加⼯分析、加⼯结果与要求偏离，甚⾄带来严重后果。
今天，就让我们⼀起来系统了解14项形位公差。
先给⼤家看重点，下⾯这张表是国际统⼀化的14项形位公差符号，这⾮常重要哦。
01 直线度直线度，即通常所说的平直程度，表⽰零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。
直线度公差是实际线对理想直线所允许的最⼤变动量。
⽰例1：在给定平⾯内，公差带必须在距离为0.1mm的两平⾏直线间的区域。
⽰例2：在公差值前加注记号Φ、则公差带必须在直径0.08mm的圆柱⾯内的区域。
02 平⾯度平⾯度，即通常所说的平整程度，表⽰零件的平⾯要素实际形状，保持理想平⾯的状况。
平⾯度公差是实际表⾯对理想平⾯所允许的最⼤变动量。
⽰例：公差带是位于距离0.08mm的两个平⾏平⾯之间的区域。
03 圆度圆度，即通常所说的圆整程度，表⽰零件上圆的要素实际形状与其中⼼保持等距的状况。
圆度公差是在同⼀截⾯上，实际圆对理想圆所允许的最⼤变动量。
⽰例：公差带必须在同⼀正截⾯上，半径差为公差值0.03mm的两个同⼼圆之间的区域。
04 圆柱度圆柱度是表⽰零件上圆柱⾯外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。
圆柱度公差是实际圆柱⾯对理想圆柱⾯所允许的最⼤变动量。
⽰例：公差带是半径差为公差值0.1mm的两个同轴圆柱⾯之间的区域。
05 线轮廓度线轮廓度是表⽰在零件的给定平⾯上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。
线轮廓度公差是指⾮圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。
⽰例：公差带是由包络⼀系列直径为公差0.04mm的圆的两包络线之间的区域。
诸圆的圆⼼位于具有理论正确⼏何形状的线上。
06 ⾯轮廓度⾯轮廓度是表⽰零件上的任意形状的曲⾯，保持其理想形状的状况。
⾯轮廓度公差是指⾮圆曲⾯的实际轮廓线，对理想轮廓⾯的允许变动量。
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。
2.宏程序编程的优点：（1）．宏程序引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工非圆曲线，如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等；（2）．宏程序可以完成图形一样，尺寸不同的系列零件加工；（3）．宏程序可以完成工艺路径一样，位置不同的系列零件加工；（4）．宏程序具有一定决策能力，能根据条件选择性地执行某些部分；（5）．使用宏程序能极大地简化编程，精简程序。
任务6 具有非圆曲线轮廓的零件加工编程与操作(华中818B)
二、实训知识准备
勤
学 条件判断语句
苦
系统支持两种条件判断语句：
练
IF [条件表达式]; 类型 1
技
……
能
ENDIF
报
国
IF [条件表达式]; 类型 2 …… ELSE …… ENDIF
1111
二、实训知识准备
勤
循环语句
学
在 WHILE 后指定条件表达式，当指定的条件表达式满足时，执
苦
行从WHILE 到 ENDW 之间的程序。当指定条件表达式不满足时，
1177
四、任务实施
勤 （一）编写零件加工程序
表2-37 加工主程序
学 N70 M00
苦
（机床动作暂停，手工装φ20mm精铣立铣刀）
练
N80 M03 S500 G00 X62 Y5 （设置T2主轴转速，快移至加工定位点，）
N90 G43 Z5 H02
带入刀具长度补偿，下移至工件上5mm处
技
N100 G01 Z-5 F70
能 报
4.手动安装φ20mm粗加工两刃立铣刀至主轴。
国
5.用铣刀直接对刀，将X、Y对刀值输入G54地址，设置工件坐标系零点偏置 值，G54地址中的Z地址须为0。在每把刀的刀补界面输入Z对刀值及刀具半径补偿
值。工件坐标系的原点设在工件上表面的对称中心。
2200
四、任务实施
勤 学
（二）零件加工
苦
6.输入程序，并反复检查。检查无误后，自动状态下进行外轮廓粗加工。
求较高，需安排半精铣才能满足要求。
技
能
报
国
1133
三、方案设计
（二）选择机床
勤
学
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非圆曲线的轮廓加工【摘要】很多零件的轮廓上有椭圆、双曲线、抛物线等非圆弧二次曲线。
而数控编程中没有相应的指令，需要采用拟合法与参数或宏指令进行编程。
本文就以fanuc 0i-mate系统的数控铣床对非圆弧曲线的编程与加工进行分析。
【关键词】非圆曲线；数学模型；宏程序；数控机床1.引言传统的普通机床加工非圆曲线的轮廓零件，加工方法、加工过程的计算、校正较繁琐、复杂，效率低，且受机床、分度头和装夹精度等的影响，较难保证所要求的加工精度。
数控机床常采用的是直线段或圆弧逼近法加工，把零件轮廓曲线等分成若干段，段数越多，轮廓曲线越精确，加工误差亦小。
很多编程人员认为这一工作很复杂，靠手工处理已经不大可能，必须借助计算机作辅助处理，最好是采用计算机自动编程高级语言编制加工程序，一般都不能直接编程。
其实，数控系统不仅给我们提供了iso代码指令功能，还给我们提供了用户宏程序功能，这使我们可以对数控系统进行一定的功能扩展。
在实际工作中宏程序具有广泛的应用空间，并且能够方便编程，任何数控加工只要能够用宏程序完整地表达，即使再复杂，其编程篇幅都比较精练，数控机床在执行宏程序时比cad/cam 软件生成的程序更快捷，反应更迅速，使得加工效率大大提高。
2.非圆曲线的数学处理当零件的形状是由直线段或圆弧之外的其他曲线构成，而数控装置又不具备该曲线的插补功能时，其数值计算就比较复杂。
将组成零件轮廓曲线按数控系统插补功能的要求，在满足允许的编程误差的条件下，用若干直线段或圆弧来逼近给定的曲线，逼近线段的交点或切点称为节点。
一个已知方程的曲线节点数目主要取决于所逼近线段的形状（直线段还是圆弧段），曲线方程的特性和各线段的长度，并按节点划分程序段。
数控加工中把除直线与圆弧之外可以用数学方程式表达的平面轮廓曲线，称为非圆曲线。
其数学表达式的形式可以是以y=f（x）的直角坐标的形式给出，也可以是以 p=p（a ）的极坐标形式给出，还可以是以参数方程的形式给出。
通过坐标变换，后面两种形式的数学表达式，可以转换为直角坐标表达式。
非圆曲线类零件包括平面凸轮类、样板曲线、圆柱凸轮以及数控机床上加工的各种以非圆曲线为母线的回转体零件等。
其数值计算过程，一般可按以下步骤进行。
2.1 选择插补方式。
即应首先决定是采用直线段副近非圆曲线，还是采用圆弧段或抛物线等二次曲线逼近非圆曲线。
2.2 确定编程允许误差，即应使δ=δ允。
2.3 选择数学模型，确定计算方法。
非圆曲线节点计算过程一般比较复杂。
目前生产中采用的算法也较多。
在决定采取什么算法时，主要应考虑的因素有两条：其一是尽可能按等误差的条件，确定节点坐标位置，以便最大程度地减少程序段的数目；其二是尽可能寻找一种简便的算法，简化计算机编程，省时快捷。
2.4 根据算法，画出计算机处理流程图。
2.5 用高级语言编写程序，上机调试程序，并获得节点坐标数据。
处理用数学方程描述的平面非圆曲线轮廓图形，常采用相互连接的弦线逼近和圆弧逼近方法，下面将分别进行介绍。
（1）弦线逼近法? 一般来说，由于弦线法的插补节点均在曲线轮廓上，容易计算，程编也简便一些，所以常用弦线法来逼近非圆曲线，其缺点是插补误差较大，但只要处理得当还是可以满足加工需要的，关键在于插补段长度及插补误差控制。
由于各种曲线上各点的曲率不同，如果要使各插补段长度均相等，则各段插补的误差大小不同。
反之，如要使各段插补误差相同，则各插补段长度不等。
下面是常用的两种处理方法。
1）等插补段法等插补段法是使每个插补段长度相等，因而插补误差补等。
编程时必须使产生的最大插补误差小于允差的1/2～1/3，以满足加工精度要求。
一般都假设最大误差产生在曲线的曲率半径最小处，并沿曲线的法线方向计算，见图所示。
这一假设虽然不够严格，但数控加工实践表明，对大多数情况是适用的。
2）等插补误差法等插补误差法是使各插补断的误差相等，并小于或等于允许的插补误差，这种确定插补段长度的方法称为“等插补误差法”。
显然，按此法确定的各插补段长度是不等的，因此又叫“变步长法”。
这种方法的优点是插补段数目比上述的“等插补段法”少。
这对于一些大型和形状复杂的非圆曲线零件有较大意义。
对于曲率变化较大的曲线，用此法求得的节点数最少，但计算稍繁。
（2）圆弧逼近法曲线的圆弧逼近有曲率圆法、三点圆法和相切圆法等方法。
三点圆法是通过已知的三个节点求圆，并作为一个圆程序段。
相切圆法是通过已知的四个节点分别作两个相切的圆，编出两个圆弧程序段。
这两种方法都必须先用直线逼近方法求出各节点，再求出各圆，计算较繁琐。
上面讲述的几种逼近计算中，只是计算了曲线轮廓的逼近线段或逼近圆弧段，还需应用等距线或等距圆的数学方法计算刀具中心的各节点坐标，作为编程数据。
3.非圆曲线轮廓的程序编制非圆曲线的轮廓零件种类很多，但不管是哪一种非圆曲线轮廓零件，编程时所做的数学处理基本相同的，以每个节点的坐标值按常规的数控编程指令，不但计算量大，编程速度慢，程序冗长，且极容易出错，同时受客观条件的限制，若能灵活运掌握数控系统中的用户宏程序编程技术，利用它能够允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移等有利条件，则会使非圆曲线之类的编程变得简单、清晰，程序编制时间也短。
故考虑通过数控机床进行手工编程方法加工。
宏编程一般步骤：3.1 首先要有标准方程（或参数方程）一般图中会给出。
3.2 对标准方程进行转化，将数学坐标转化成工件坐标标准方程中的坐标是数学坐标，要应用到数控机床上，必须要转化到工件坐标系中。
3.3 求值公式推导利用转化后的公式推导出坐标计算公式。
3.4 求值公式选择根据实际选择计算公式。
3.5 编程公式选择好后就可以开始编程了。
4.下面以椭圆形加工宏程序的编程实例4.1 图纸分析从图纸上可以看出，这张图纸就是一个椭圆半球，x轴方向半轴长20mm，y轴方向半轴长30mm，z轴方向半轴长20mm。
椭圆半球面零件图4.2 确定宏程序目标能用一个宏程序加工出图纸所要求的椭圆半球零件，是这个宏程序的设计目标。
只要通过g65语句中的变量，就可以实现生产的快速转换。
4.3 制定计划首先从图纸开始，椭圆半球的空间三维半轴的长度确定椭圆球面的形状，在数学上用方程式表达式：x2/a2+ y2/b2+ z2/c2=1这里a、b、c分别对应加工图中的#1、#2、#3；椭圆曲线参数方程为：x=a*cosθ； y= b *cosθ；从构成椭圆半球面的uv流线来分析，综合加工工艺，最合理、最精良的走刀方式是采用以角度为自变量的等角度水平环绕加工，从数学表达式来看，这也是最简明的语句。
为便于描叙和对比，每层加工时刀具的开始和结束位置都指定在zx平面+x方向上。
为了减轻接刀痕的影响，最大限度地提高表面加工质量，在每层加工时刀具的开始和结束位置采用1/4圆弧切入和切出的进、退刀方式，圆弧半径设为刀具的半径。
4.4 加工图通过以上的规划，可以描绘出加工图4.5 确定变量为了让一个宏程序能加工一批相似类零件，必须将零件图尺寸进行变量化改写。
根据零件图确定变量。
变量的确定于加工图所示。
4.6 编制参考宏程序如下：（自上而下等角度水平环绕曲面精加工）%00010 主程序g54g17g90g40 程序初始化，选择椭圆曲面中心为g54原点m03 s1000g0x0y0z100g65p8010a20b30c20i5q1r1 调用宏程序o8010，自变量赋值：a椭圆球x方向半轴长；b椭圆球y方向半轴长；c椭圆球z方向半轴长；i刀具半径；q xy平面走椭圆角度增量；r zx平面爬升椭圆角度增量g0z100m30%08010 宏程序g0x0y0z[#3+10] 下刀到安全高度#11=#1+#4 x方向刀心椭圆轨迹半轴长#12=#2+#4 y方向刀心椭圆轨迹半轴长#13=#3+#4 z方向刀心椭圆轨迹半轴长#6=0 x平面角度初始赋值0 while[ #6le90]do1 如果#6≤90继续循环1#7=#11*cos[#6] zx平面刀心椭圆运动轨迹x坐标值#8=#13*sin[#6] zx平面刀心椭圆运动轨迹z坐标值#10=1-[#8*#8]/[#13*#13]#9=sqrt [#10*#12*#12] yz平面刀心椭圆运动轨迹y坐标值，由 y2/b2+ z2/c2=1公式推出x[#7+#4]y#4 进刀点z[#8-#4] 下刀g03x#7y0r#4 圆弧进刀#5=0 xy平面走椭圆角度初始赋值0while[ #5le360]do2 如果#5≤360继续循环2#15=#7*cos[#5] 任高度xy平面刀心椭圆运动轨迹x坐标值#16=#9*sin[#5] 任高度xy平面刀心椭圆运动轨迹y坐标值g01x#15y#16f1000 以直线拟合的方法逼近椭圆#5=#5+#17 角度递增end2 循环2结束g03x[#7+#4]y-#4r#4 圆弧退刀g00z[#8-#4]+1 提刀1y#4 移至进刀点#6=#6+#18 zx平面角度递增end1 循环1结束g0 z[#3+10] 提刀至安全高度mn99 宏程序结束注意：由于加工椭圆外形时用直线来逼近会发生理论上的过切，因此在给#17赋值时不能给得太大，建议一般情况下小于或等于1。
直线在逼近曲线期间，控制系统必须对每一角度所对应的xy坐标值进行大量的函数运算，因此在机床实际运行中，走椭圆轨迹时的实际进给速度要远小于程序中所给的理论值，角度增量值越小、或程序中f值给得越大就越为明显，为了尽量保持进给运动的连贯和流畅，可以把圆弧进刀时的理论进给速度适当降低，使之与走椭圆时实际进给速度相匹配。
5.结束语非圆曲线轮廓零件的宏程序编程方法，程序、指令简单、实用、灵活性强，实现了手工编程，为数控机床加工非圆特殊曲线提供了简单、方便、快捷的途径和更广泛的空间，并且该方法还有几个优点①当工件需分粗精加工时，只需对刀补值t或d进行适当修改，无需改动程序，就可按要求加工；②按图纸加工精度要求不同，旋转角度增量，曲线方程的计算公式做相应的修改，灵活运用一些特殊指令，能简单快捷地编写程序；③大部分不同类型、不同精度要求的非圆曲线轮廓，相应对计算公式做相应的修改基本都可编写出对应的加工程序。
参考文献：[1]fanuc数控系统用户宏程序与编程技巧彼得.斯密德（美）著化学工业出版社 2007年8月.[2]控铣削加工宏程序及应用实例陈海舟著机械工业出版社 2007年4月.[3]数控宏程序编程方法、技巧与实例冯志刚著机械工业出版社 2007年5月.。