数控车床上椭圆的编程加工
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, 使平面上任意一对对应点P 和P′与一个定点O 连接的线段都相等, 即OP = OP′, 且角∠POP′等于角θ, 点O称为旋转中心, 角θ称为旋转角。
旋转公式: 如图1 所示, 取直角坐标系, 以原点O为旋转中心, 旋转角为θ, 平面上任意一点P ( x, z) 旋转到P′( x′, z′) , 令∠XOP= α, 则∠XOP′= α+ θ, 且OP = OP ′。
在数控车床上实现椭圆的粗、精加工

数控车床加工对象为各种类型的回转面,其中对于圆柱面、锥面、圆弧面、球面等的加工,可以利用直线插补和圆弧插补指令完成,而对于椭圆等一些非圆曲线构成的回转体,加工起来具有一定的难度。
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,更高档的数控系统提供双曲线、正弦曲线和样条曲线插补功能,但是一般都没有椭圆插补功能。
因此,在数控机床上对椭圆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椭圆加工程序。
在这里结合工作实践对车削椭圆轮廓的宏程序的编制方法进行探讨。
一、椭圆宏程序的编制原理数控系统的控制软件,一般由初始化模块、输入数据处理模块、插补运算处理模块、速度控制模块、系统管理模块和诊断模块组成。
其中插补运算处理模块的作用是依据程序中给定的轮廓的起点、终点等数值对起点终点之间的坐标点进行数据密化,然后由控制软件,依据数据密化得到的坐标点值驱动刀具依次逼近理想轨迹线的方式来移动,从而完成整个零件的加工。
依据数据密化的原理,我们可以根据曲线方程,利用数控系统具备的宏程序功能,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有椭圆、抛物线等非圆曲线轮廓的工件。
二、椭圆宏程序的编制步骤宏编程一般步骤:1.首先要有标准方程(或参数方程)一般图中会给出。
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,要应用到数控车床上,必须要转化到工件坐标系中。
3.求值公式推导利用转化后的公式推导出坐标计算公式4.求值公式选择根据实际选择计算公式5.编程公式选择好后就可以开始编程了三、加工实例下面分别就工件坐标原点与椭圆中心重合,偏离等2种情况进行编程说明。
(1)工件坐标原点与椭圆中心重合椭圆标准方程为①转化到工件坐标系中为②根据以上公式我们可以推导出以下计算公式③④在这里我们取公式③。
凸椭圆取+号,凹椭圆取-号。
即X值根据Z值的变化而变化,公式④不能加工过象限椭圆,所以舍弃。
椭圆的数学模型建立及数控车削手工编程

CAD/CAM与制造业信息化60椭圆的数学模型建立及数控车削手工编程撰文/江苏省盐城市教育科学研究院 解太林椭圆属于非圆曲线,在数控车床加工中,非圆曲线工件的手工编程是比较复杂的,对编程者的数学基础要求较高。
文中主要以椭圆为例来介绍非圆曲线数学模型的建立与编程加工。
一、前言在数控车床加工中,非圆曲线工件的手工编程,要求编程者对数控原理非常熟悉,且要有一定的数学功底。
二、编程方法非圆曲线工件的手工编程,有两种方法,一是用圆弧逼近法或直线逼近法编程;二是用用户宏程序编程。
三、用圆弧逼近法或直线逼近法编程1.工件装夹如图1所示,在数控车床上直接用三爪卡盘装夹,为了方便对刀和编制程序,将程序原点设定在工件的右侧中心线上。
图1 椭圆2.数学模型工件右边部分为标准椭圆,长轴半径为20,短轴半径为14,所以标准方程为:Z 2/202+X 2/162=1在Z 轴上负向取点,通过椭圆方程计算出各点坐标如表所示。
3.参考程序(椭圆的精车程序)用车锥法粗车椭圆(程序略),用直线逼近法精车椭圆,程序如下。
O0001;N5 G90G97T0101;设定刀具号及刀具补偿号N10 M03 S1200; 设定转速及转向N15 G00X30Z5; 设定加工起点N20 X0;N25 G01X0Z0F0.1;精加工椭圆N30 X0.88Z-0.01;N35 X1.25Z-0.02;N40 X1.979Z-0.05;N45 X2.796Z-0.1;N50 X3.423Z-0.15;N55 X3.950Z-0.2;N60 X4.832Z-0.3;N65 X5.572Z-0.4;N70 X6.222Z-0.5;N75 X6.807Z-0.6;N80 X7.343Z-0.7;表 各点坐标N85 X7.84Z-0.8;N90 X8.305Z-0.9;N95 X8.743Z-1;N100 X9.55Z-1.2;N105 X10.29Z-1.4;N110 X10.974Z-1.6;N115 X11.610Z-1.8;N120 X12.205Z-2;N125 X13.805Z-2.6;N130 X14.750Z-3;N135 X15.617Z-3.4;N140 X16.225Z-3.7;N145 X16.8Z-4;N150 X17.695Z-4.5;N155 X18.520Z-5;N160 X19.285Z-5.5;N165 X19.996Z-6;N170 X20.659Z-6.5;N175 X21.278Z-7;N180 X21.857Z-7.5;N185 X22.4Z-8;N190 X22.908Z-8.5;N195 X23.385Z-9;N200 X23.831Z-9.5;N205 X24.249Z-10;N210 X24.640Z-10.5;N215 X25.005Z-11;N220 X25.662Z-12;N225 X26.229Z-13;N230 X26.710Z-14;N235 X27.111Z-15;N240 X27.434Z-16;N245 X27.683Z-17;N250 X27.860Z-18;N255 X27.965Z-19N260 X28Z-20;N265 X27.860Z-22;N270 X27.683Z-23;N275 X27.434Z-24;N280 X27.111Z-25;N285 X26.710Z-26;N290 X26.229Z-27;N295 X25.662Z-28;N300 X25.005Z29;N305 X24.640Z-29.5;N310 X24.249Z-30;N315 Z-31;N320 G00X30;N325 X100Z100; 快速回到换刀点N330 M05; 转速停止N335 M30; 程序结束返回程序号四、用用户宏程序编程1.以Z坐标作为变量(1)工件装夹。
数控车椭圆加工

以是一个常数; #k—被操作的第二变量,也可以
是一个常数。
B类宏程序格式为:
• (1) 非模态调用(或单一调用G65)
• G65 P(程序号)L(自变量赋值);
• 式中:P——指定宏程序号;
•
L——重复调用次数(1~9999,调用1次时L可
#2=13;椭圆的短半轴’#2=b
#3=15;椭圆的起点距椭圆中心的Z向距离---#3=z
N10#4= #2*SQRT[#1*#1 -#3*#3]/#1
;椭圆X半径变量#4=x
坐标系变换
x2 a2
y2 b2
1
z2 a2
x2 b2
1
x2
1
z2 a2
*b2
xb* 1a z2 2 b* a2z2/a
代入变量:#1=a,#2=b,#3=z,#4=x,
#3=#3-0.5
;z向变量递减(逐段)
IF [#3GE-10.34]GOTO10 ;Z向变量的判断, 椭圆轨迹的 终点 与椭圆的坐标系的距离
G02X26Z-36R12 G01Z-50
椭圆中心距编 程原点z向距离
…..
椭圆终点距离椭圆
坐标系z向距离,
左+右—
方程的推导:
#1=20 ;椭圆的长半轴;#1=a
Z-12.144 #1=20 #2=15 #3=12.86 N15#4=#2*SQRT[#1*#1-#3*#3]/#1 G01X[2*#4]Z[#3-25] #3=#3-0.5 IF[#3GE=0]GOTO15 N20G01G40X42
#1=40 #2=21 #3=31.41 N15#4=#2*SQRT[# 1*#1-#3*#3]/#1 G01X[2*#4]Z[#3-54] #3=#3-0.5 IF[#3GE4.68]GOTO 15
数控车椭圆宏程序讲解

1.相关知识: 椭圆的数学标准公式为:
0,0
x
y + a b
x
2
2
2
2
=1
当椭圆中心偏离坐标原点后椭圆公式记为:
( x − x1 )
2
a
长半40短半25 φ63.3 10
2
( y − y1 ) +
2
b
2
=1
0,0
60
把数学公式结合数控车床坐标系,根据数控车床坐标系 记为:
x + a b
2
z
2
2
φ45
长半40短半25
………. G00 X50 Z2; G73 U23 W0 R12; G73 P2 Q20 U0.5 W0 F0.2; N2 G00 X0; G01 Z0; #1=0; ; 60 N10 #2=[# +60]*[# [#1+ ] [# [#1+60]/[40 * 40]; [# ][ ]; -#2] [ #3=[1-# ]*[25 * 25]; [ -# ]; [#3]; #4=SQRT[# ]; [# #5=#4+10; # + ; 标准方程的编制方法 G01X[2 * #5]Z#1 F0.1; [ ] # ; #1=#1-0.1 # #1=40; ; IF[# [#1GE-60]GOTO10; [# ] N10 #2=[# ]*[# ]/[40 * 40]; [#1] [# [#1] [ [# ]; GO1 Z-50; -#2] [ #3=[1-# ]*[25 * 25]; [ -# ]; N20 G01 X50; [#3]; #4=SQRT[# ]; [# ……… #5=#4; # ; G01X[2 * #5+20]Z[#1-40] F0.1; [ ] # ; #1=#1-0.1 # IF[# [#1GE-20]GOTO10; [# ]
数控车床上椭圆的编程加工

国家职业资格全省统一鉴定数控车工技师论文(国家职业资格二级)论文题目:数控车床上椭圆的编程加工姓名:身份证号:所在省市:数控车床上椭圆的编程加工摘 要:要掌握椭圆的编程方法必须先理解椭圆的数学模型即方程式,在此基础上理解数控车床加工曲线的实质,然后利用宏程序来找到椭圆上各点的坐标值,依次加工出连续的各点,若椭圆的中心发生了平移则只需视具体情况对各点的坐标值进行统一的调整,就解决了椭圆的编程问题。
关键词:数控加工 椭圆 方程 宏程序椭圆曲线是一种复杂的二次曲线,一般只适合在数控机床上加工,而且椭圆曲线的编程也是比较复杂的。
然而,无论是何种曲线,都是坐标点按照曲线方程连续移动形成的,也就是点动成线。
而构成曲线的点有无数,不可能将每个点都找到,只能根据精度要求选择适合的间隔找出一些点,把它们连接起来,近似地表达曲线了。
这也是数控加工中编程计算复杂曲线坐标点的一个基本思路。
对于椭圆这类二次曲线的编程现在主要使用手工编程和自动编程。
在手工编程时椭圆上各点坐标值计算非常麻烦,编程也复杂。
我们就会用到宏程序来简化编程。
一、椭圆的基本方程图1所示椭圆长半轴a 、短半轴b 。
则椭圆方程为:12222=+by a x在数控车床上根据工件坐标系的建立方法,我们将X 轴转变为Z 轴,将Y 轴转变为X 轴,就将数学模型和编程的工件坐标系建立了联系。
如图2所示椭圆方程改变为:12222=+bx a z 。
若在上述方程中已知椭圆上某点P 的X 坐标值为1X ,则通过上述方程可计算出该点的Z 坐标值,即2211bXa a Z -⨯=。
因此对椭圆上的任意点只要知道X 或Z 坐标中的一个值就可以通过方程计算出另一个值,所以椭圆上各点的坐标都可以要求出来。
二、数控车床加工曲线轮廓的机理在数控车床加工时,刀具的运动轨迹是折线,而不是光滑的曲线,只能沿折线轨迹逼近所要加工的曲线运动。
实际上是以脉冲当量为最小位移单位通过X 、Z 轴交替插补进行的,由于脉冲当量很小,所以加工表面仍有较好的质量及表面光洁度,所以我们将椭圆分为足够多的小段直线来加工,关键只要找出椭圆上各点的坐标值,问题就解决了。
数控车床加工椭圆的方法

数控车床加工椭圆的方法摘要本文讲述在数控车床上利用椭圆直角坐标和极坐标方程,通过对宏程序进行编程来加工椭圆,同时总结了针对不同尺寸规格椭圆的编程方法。
关键词数控车床;加工椭圆;方法1概述二维轮廓的椭圆形零件在日常生活中使用得非常多,尤其是在机械制造业中更是应用广泛,但是,该零件加工起来的难度是非常大的。
椭圆形零件的加工方法有很多种,比较常见的有以下几种:在普通车床上进行近似加工[1];根据椭圆的形成原理,设计专用的加工装置进行加工[2];在数控车床上利用“虚拟轴”原理实现椭圆曲线的数控加工[3];利用圆弧逼近法[4]、直线逼近法加工等。
本文仅讨论利用直线逼近法(宏程序)加工椭圆。
2直线逼近法现今,计算机和自动化技术发展迅速,数控车床相关技术也随之不断进步,给椭圆形截面零件的加工创造了很好的条件。
从目前的技术来说,各种数控车床进行椭圆加工的插补原理基本相同,不同的是实现插补运算的方法。
圆弧插补与直线插补是两种常用的实现插补运算的方法,但是目前还没有椭圆插补。
因为受到各方面的限制,尤其在设备和条件方面,通常我们无法手工来编制程序,必须借助于电脑来实现。
一般来说,通过拟合运算及直线逼近法编写宏程序来加工椭圆。
宏程序指令适用于抛物线、双曲线、椭圆等没有插补指令的非圆曲线编程;还适用于图形相同,只是尺寸不同的一系列零件编程,同样还适用于工艺路线一样,只是位置数据不同的系列零件的编程。
相比于其他编程方法,宏程序实现椭圆形截面零件的加工的优点在于,其能有效的简化程序,提高程序的运行速度,并且能扩展数控机床的使用范围。
3用户宏程序法数控车床通过程序来实现某项功能,将编写的程序存储在数控车床中,并将这些实现某项功能的程序用某个简单命令代表,利用数控车床进行加工时,只需要写入代表命令就可以执行相应的功能,极大的减少了操作流程,提高了工作效率。
其中,把存入数控机床的一组程序称作用户宏程序主体,简称为宏程序;把代表命令称作用户宏程序命令,简称为宏命令。
数控车椭圆宏程序编程解析

数控车椭圆宏程序编程解析相关知识:●椭圆关于中心、坐标轴都是对称的,坐标轴是对称轴,原点是对称中心。
对称中心叫做椭圆中心。
椭圆和X轴有2两个交点,和Y轴有两个交点,这四个交点叫做椭圆顶点。
●椭圆标准方程:x2 / a2 + y2 / b2 = 1 ( a为长半轴,b为短半轴,a > b > 0 )●椭圆参数方程:x=a*cosM y=b*sinM ( a为长半轴,b为短半轴,a >b > 0 ,M是离心角,是椭圆上任意一点到椭圆中心连线与X正半轴所成的夹角,顺时针为负,逆时针为正。
)编程思路:如N090 #101=20N100 WHILE[#101GE0]DO1N110 #102=26*SQRT[1-[#101*#101]/[20*20]]N120 G01 X[#102] Z[#101-20]N130 #101=#101-0.1N140 END1将椭圆曲线分成200条线段,用直线进行拟合非圆曲线,每段直线在Z轴方向的直线与直线的间距为0.1,如#101=#101-0.1,根据曲线公式,以Z轴坐标作为自变量,X轴坐标作为应变量,Z轴坐标每次递减0.1MM,计算出对应的X坐标值。
宏程序变量如下:#101为非圆曲线公式中的Z坐标值,初始值为20#102为非圆曲线公式中的X坐标值(直径值),初始值为0G01 X[#102] Z[#101-20]建立非圆曲线在工件坐标系中的X Z坐标,系就是椭圆的中心坐标。
各种椭圆类型宏程序编制:图纸一:图纸一分析:加工本例工件时,试采用B类宏程序编写,先用封闭轮廓复合循环指令进行去除余量加工。
精加工时,同样用直线进行拟合,这里以Z坐标作为自变量,X坐标作为应变量,其加工程序如下:O0001G99 G97 G21G50 S1800G96 S120S800 M03 T0101G00 X43 Z2 M08G73 U21 W0 R19G73 P1 Q2 U0.5 W0.1 F0.2N1 G00 X0 S1000G42 G01 Z0 F0.08#101=25N10 #102=30*SQRT[1-[#101*#101]/[25*25]]G01 X[#102] Z[#101-25]#101=#101-0.1IF[#101GE0]GOTO10Z-37.5G02 X35 Z-40 R2.5G01 X36X40 Z-42N2 X43G70 P1 Q2G40 G00 X100 Z100 M09T0100 M05G97M30图纸二:图纸二分析:加工本例工件时,试采用B类宏程序编写,先用封闭轮廓复合循环指令进行去除余量加工。
椭圆零件在数控车床上的加工方法

椭圆零件在数控车床上的加工方法【摘要】轴类零件上一些高精度的曲面如椭圆、正弦曲线等,用普车难以加工,必须采用数控车床才可以加工。
本文根据平时加工中总结出的一些经验,简单谈下在广州数控系统数控车床上车削椭圆的一些看法,就编制步骤、宏程序组成、编程实例等几方面进行了探讨。
【关键字】数控加工椭圆宏程序编程椭圆加工,普通机床很难完成,而数控机床确实能够轻松的加工出来,主要是因为椭圆加工的时候X、Z两坐标是同时变化的,数控机床是通过程序控制的方式来驱动两轴,实现两轴的共同运动。
但数控车床只具有直线插补和圆弧插补两种基本插补功能,不具备椭圆插补功能,所以加工椭圆时可以采用直线逼近法的方式进行加工,即把曲线用许多小段的直线来代替,无限接近椭圆轮廓的加工方法。
下面选用广州数控980TB数控车削系统,结合教学工作实践谈谈如何巧用宏程序解决椭圆编程问题。
一、椭圆宏程序的编制步骤1.标准方程。
2.对标准方程进行转化成车床椭圆方程。
3.求值公式推导有些零件的椭圆中心不在工件原点处,就要根据实际椭圆写出正确的方程。
为编程方便,一般用Z作为变量。
二、宏程序组成1.变量的类型变量号#0,空变量;变量号#1~#33,局部变量;变量号#100~#109、#500~#999,公共变量;变量号#1000以上,系统变量。
2.变量的运算定义#1=#2;加法#1=#2+#3、减法#1=#2-#3、乘法#1=#2*#3、除法#1=#2/#3;正弦#1=SIN[#2]、余弦#1=COS[#2]、正切#1=TAN[#2];平方根#1=SQRT[#2]、绝对值#1=ABS[#2]。
3.运算符EQ(=)、GE(≥)、NE(≠)、LT()、LE(≤)。
按照优先的先后顺序依次是函数→乘和除运算→加和减运算。
4.条件转移(IF)功能语句IF[表达式]GOTO n。
指定的条件不满足时,转移到标有顺序号n的程序段。
三、980TB系统宏指令加工椭圆曲线编程实例1.凸椭圆中心不在零件轴线上例:毛坯直径为Ф40,总长为40,用变量进行编程,经计算椭圆起点的X 轴坐标值为10.141。
数控椭圆编程举例加工左半部分

数控椭圆编程举例加工左半部分一、数控椭圆编程简介在数控机床加工过程中,椭圆是常见的图形之一。
数控椭圆编程可以使机床根据预先设置的参数自动加工椭圆形状的工件。
本文将以加工左半部分的数控椭圆编程为例,介绍该过程的具体步骤和注意事项。
二、数控椭圆编程步骤2.1 绘制椭圆图形在进行数控编程之前,需要先绘制椭圆的图形。
可以使用CAD软件或者手工绘制。
绘制时需要确定椭圆的长轴和短轴长度、椭圆的中心坐标等参数。
2.2 确定数控椭圆加工起点和终点加工左半部分的椭圆,需要确定起点和终点坐标。
起点通常为椭圆的左顶点,终点为椭圆的右顶点。
起点和终点坐标既可以手动测量,也可以通过CAD软件计算得到。
2.3 计算椭圆的参数数控椭圆编程需要计算椭圆的参数,主要包括长轴和短轴半径、旋转角度。
通过起点和终点坐标,可以利用数学公式计算出这些参数。
2.4 编写数控椭圆编程代码根据数控机床的编程语言,编写数控椭圆编程代码。
代码中需要包括椭圆加工的起点、终点坐标等参数,以及椭圆的参数。
根据编程语言的不同,代码的格式和语法会有所不同。
2.5 调试和优化编程代码编写完数控椭圆编程代码后,需要进行调试和优化。
通过数控模拟软件可以模拟加工过程,检查代码是否正确,并根据实际情况进行代码的优化和调整。
三、数控椭圆编程注意事项3.1 坐标系选择和坐标转换在进行数控椭圆编程时,需要选择合适的坐标系,并进行坐标转换。
通常选择的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。
在编写编程代码时,需要正确地进行坐标转换。
3.2 边界判断和避免误差积累在进行数控椭圆编程时,需要考虑边界情况和误差积累的问题。
特别是当椭圆的长短轴相差较大时,误差的积累会导致加工结果的偏差。
因此,需要在编程过程中进行边界判断,并采取合适的补偿措施。
3.3 加工刀具选择数控椭圆加工需要选择合适的刀具。
刀具的直径应该满足椭圆的要求,并考虑到刀具与工件的碰撞等问题。
刀具的选择要兼顾加工效率和加工质量。
3.4 程序调试和优化编写完数控椭圆编程代码后,需要进行程序调试和优化。
数控车削中加工椭圆的宏程序编制

廑旦
数控 车削 中加工椭圆的宏程序编制
◆ 闵玉 婷
摘 要 :数控 车床提供 椭 圆类非 圆曲线的插补 功能 ,采用手 工编程很 难 完成 。 目前 ,非 圆 曲线 的程 序 编 写 多采 用 宏程 序 编 写 。 关键词 :数控 车床 ;手工编程 ;椭圆;宏程序 ;等步长直线逼近法
【 [] 2 6王伟 纲. 务器虚拟化U. ] 服 j 金融科技时代,0 15:8 21( 1. ) [ 梁永鸿, 3 】 苏宁. 务器虚拟化 整合在数 字图书馆的应 用卟 电脑 服
知 识 与 技 术 ,0 12) 4 0 5 7 . 2 1 (2: 7 — 4 1 5
[ V a - 础架构套件 开创 云计算的新 里程碑【 . 4 Mw r ̄基 ] e } 中国金 融 ]
四、小 结
除了采用等步长直线逼近法 ,利用等离心角变化增
量 为循环变量编程 以外 ,也可以采用等间距直线逼近法
N10 0 Z 8 ( 0G 1 X0 2 0 精车起始行 ) F
G 1 0 ( 刀到 椭 圆起 点 ) 0 Z 进
≠l = }2 0.2 } 2 ≠1 + 0
计算 椭圆上 的节 点坐标 ,即以z 坐标 的z 值间距作 为循
Z
在 标 准 直 角坐 标 系 中 ( 图一 ),椭 圆 的标 准 方 程 为 : + , 参 数 方 程 为 : X =a o ̄, cs
图三 零件 图
Y= s  ̄, 为 椭 圆上 动点 的离心 角 。而 数控 车床 中 bi n 有 两个 坐标轴 , z 轴和x ( 轴 图二 ),必须将标准方程
拍=4 ( .0 直线终点的z 坐标 )
# 2 0 ( 圆初始 角 ) 1= 椭 #35I ( 1= P/ 4 椭圆终止角 )
浅析数控车削中椭圆编程技巧

浅析数控车削中椭圆编程技巧作者:孙德胜来源:《职业·下旬刊》 2012年第5期文/孙德胜一、编程原理因为数控系统无直接编程指令,所以在编程时往往采用短直线或圆弧去近似替代非圆曲线,这种处理方法称为拟合处理。
非圆曲线拟合的方法很多,主要包括等步距法、等误差法等。
其中等步距法短直线拟合由于数学算法和程序编制都比较简单,因此应用比较广泛。
在拟合时X向坐标随着Z向坐标变化比较简单,即X=b×SQRT(a2-Z2)/a(SQRT为开平方)。
二、编程方法非圆曲线加工分成粗加工和精加工。
粗加工主要在磨耗里输入数值运行精加工程序或使用指令G73加工,加工椭圆轮廓。
精加工程序采用宏程序编程,主要采用以下两种形式:1.条件转移语句IF[条件表达式]GOTOn如果条件成立,则转移到n程序段执行,如果条件不成立,则执行下一个程序段。
2.循环指令WHILE [条件表达式]DOm(m=1、2、3……)……ENDm当条件满足时,就循环执行WHILE与END之间的程序段m次;当条件不满足时,就执行ENDm的下一个程序段。
条件表达式的种类见下表。
三、精加工程序为了更好的编写椭圆精加工程序,可以将程序模块化,当使用时可以直接套用(以FANUC系统、条件转移语句为例)。
四、练习1.简单椭圆(1)零件图如图1所示。
(2)编程说明。
零件图中椭圆精加工程序采用宏程序。
在程序中X坐标随Z坐标变化,计算表达式为X=20*SQRT(302-Z2)/30;在数学坐标系中:起点Z坐标A=30,终点Z坐标D=0;数学坐标系原点和工件坐标系原点距离:X向距离B=0,Z向距离C=30。
(3)精加工程序:(2)编程说明。
这个椭圆比上一个椭圆复杂,数学坐标系Z轴和工件坐标系Z轴不重合,但它也可以用上面的精加工程序模块。
在程序中X坐标随Z坐标变化,计算表达式为X=30*SQRT(402-Z2)/40;在数学坐标系中:起点Z坐标A=25,终点Z坐标D=-25;数学坐标系原点和工件坐标系原点距离:X向距离B=40,Z向距离C=25;椭圆外凸,所以用“+”。
数控车床加工椭圆的方法探讨

CA M 软 件 能 自动 计 算 节 点 坐 标
并 自动 生 成 数 控 加 工 程
而 且 用 C A D /C A M 软 件 自
,
序
,
但节 点太多导 致程 序冗 长
,
动生 成 的数控 加工 程 序不 能 直 接 用 于 数 控机 床 加工
必须
由编 程 人 员 按 照 不 同数控 系统 的 编程 指 令 和 格 式 进 行 修 改
。
由此 可 以 推 广 到 其 它 诸 如 抛 物 线
;
双 曲线 等 非 圆 方 程 曲线 的加 工
宏 程 序 ; 粗 车 复合循 环
文献标识码
:
椭圆
文 章编 号
:
A
l 009
—
9492
(2 0 0 8 ) 0 9 0 0 2 0 0 2
—
—
数 控 车 床 在 加 工 非 圆 方 程 曲线 时
,
大多采用小段直线
加工 实例
:
车削如 图
l
所示轴类零件
m
。
,
椭 圆方程为
或 小 段 圆弧 逼 近 轮 廓 曲线 的 拟 合 处 理 方 法 来 完 成 数 控 编
程
,
即在满足允许 编程 误 差 的前 提条件下 用 若 干 光 滑连 接
,
云 善 } }
+
=
1
,
棒料直径 60 m
的 直 线 段 或 圆 弧 段 分 割 逼 近 给 定 的 曲线
0
,
因此
,
必 须 将 椭 圆 自身 坐 标 系 原 点
,
车复 合 循 环 指 令 G 7
与宏 程 序相结 合 的方 法
在数控车床上加工斜椭圆的方法

在数控车床上加工斜椭圆的方法数控车床是一种高精度和高效率的机器,在工业生产中具有广泛的应用。
在使用数控车床进行加工的过程中,我们需要根据加工需求来选择不同的工艺方法。
这篇文章主要介绍在数控车床上加工斜椭圆的方法。
什么是斜椭圆?斜椭圆是一种不同于正圆、正方形等常见几何图形的图形形状。
它由两个半径不同的圆曲线连接而成,类似于一个椭圆被旋转后倾斜的形状。
因此,斜椭圆的加工对于数控车床而言并不是一项简单的任务。
数控车床加工斜椭圆的步骤:步骤一:确定加工工件的材质和尺寸在加工斜椭圆之前,首先需要确定加工的工件材质和尺寸。
这对于制定合理的加工方案和选择合适的切削参数非常重要。
步骤二:设计斜椭圆的CAD图纸在数控车床上加工斜椭圆之前,需要进行CAD图纸的设计,确定模型的大小和形状。
建议使用高精度的CAD软件,在切割模型的质量上可以更好的保证。
步骤三:选择合适的刀具切割效果的好坏和切割速度的快慢与所使用的刀具直接相关。
选择合适的刀具可以使加工更加高效和节约成本。
对于加工斜椭圆,由于斜度角度较大,建议使用小刀径和长吉林的切削工具,如直柄球头刀。
步骤四:调整数控车床的工艺参数数控车床加工需要设置一定的切割速度、切削深度以及转速等工艺参数。
调整合适的参数能够保证加工质量和提高生产效率。
建议通过实际加工试验来选择最合适的参数。
步骤五:编写数控程序编写数控程序是数控加工的必要工作,通过编写程序来控制数控车床的动作。
在编写程序时,需要按照加工流程和机床相关参数输入相应的指令。
在此过程中还需要尤其注意每一步工作程序的排布和切入切出点的确定。
步骤六:数控加工经过前面的准备步骤后,实际开始数控车床上的斜椭圆加工。
此时需要对整个加工过程进行严密的监控,确保程序执行顺序以及加工过程中的安全。
结论通过正确的加工流程和精确的刀具选择,使用数控车床加工斜椭圆可以实现质量和效率的提升。
同时,根据加工的需求来选择适当的参数,也是保证加工效果的一个重要环节。
数控车床椭圆加工宏程序编制方法探究

t un n rc sig Fial , a u t h a rc t g o c rga heNC t ri gp e sn . n ly wes m p wi tefb ai Ma r po rm. o h i n f o
【 e od] Ct i ;vl ar po a K yw rsN r n Oa; c r m u g n M o g r
联性和逻辑性非常强 坐标上 的点 . # 用 3代表 x坐标上的点 解析方程程序如下 : 22 ( = 0 首先令 z 坐标上的点初始值 为 2 ) O N1 # = Q T 0 0 3 S R [10一舵 24】根据椭 圆解析方程 , 出 x坐标 #, ( 列 上的点 # 3与 z坐标上的点 = } } 2之间的关 系1 G *# Z# F .( 01 X2 3 2 05 利用直 线插补去逼近椭圆轮廓 ) # =# — ( 2 2 1 Z坐标上的点每次循环递减 1 ) I # E0]G o1 假如 z坐标 大于等 于零 , F[ 2G 0T 0( 程序返 回到第 1 0条语句循环运行 . 假如 z坐标小于零 , 结束插补) 至此 . 椭圆解析方程宏程序编制完毕 ! 由此可见 , 只要 掌握椭 圆的 方程和宏程序基本原理 . 宏程序不难编制
【 btatWi e ee p etf Ct ho g, ar p g m hs i plao Cp g m i . hs rc xaa ok d A s c] t t vl m n o N cnl y M c r r a a d ap c i i N r r mn T iaiee ttt i s r hh d o e o oo a w e itnn oa g tl p ie w n
【 关键词 】 数控车 削; 圆; 椭 宏程序
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#km: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#;#k:进行运算的变量名2;也可以是常数。
指令意义:#i=#j?誕#k(注:?誕为运算符号,由Hm决定)。
二、掌握椭圆的参数方程的含义在实际的图形中,一般给出椭圆的长半轴a和短半轴b。
当椭圆的长轴在X轴上,短轴在Y轴上,这时椭圆的参数方程如下:x=a cos?兹y=b sin?兹(1)当椭圆的长轴在Y轴上,短轴在X轴上,这时椭圆的参数方程如下:x=b cos?兹y=a sin?兹(2)椭圆参数方程中的离心角在第一象限(0°~90°),第二象限(90°~180°),第三象限(180°~270°)及第四象限(270°~360°)。
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发生变化的尺寸加上几个变量再加上必要的计算公式就可以了,当尺寸发生变化时只要改变这几个变量的赋值参数就可以了。
因此,宏程序具有很强的灵活性和适应性。
1.宏程序与自动编程的比较自动编程有自动编程的好处,但是自动编程也有其不利于加工方面的问题,在加工不规律的曲面时利用自动编程确实是很好,但是在加工有规律的曲面时就不见得了,加工有规律的工件的时候用宏程序加工要比用自动编程软件要强的多,而且宏程序比较精练,有的时候自动编程的程序长度可能是宏程序长度几十倍,甚至几百倍,加工时间也会有所增加,因为自动编程每一个“微分”的移动距离就是一个程序段,而宏程序编程是将每一个“微分”的移动距离用逻辑控制来执行的,只需给出一个逻辑表达式就可以了,程序量大大缩小了。
数控车床椭圆加工功能扩展

C 案例ASESOCCUPATION912013 06摘 要:本文以数控车床上加工椭圆曲线为例,重点介绍了加工非圆曲线的宏程序的编制原理,并对通过编写通用宏程序以扩展数控系统功能的方法进行了深入的研究。
关键词:宏程序 椭圆加工 功能扩展数控车床椭圆加工功能扩展文/岳少剑 石晓红逻辑代数法是以逻辑代数为工具的一种编程方法,编程元件的输出(通电、断电)状态被当成是以控制元件触点的闭合、断开(或控制条件的满足和不满足)为逻辑变量的逻辑函数。
通过化简求解逻辑函数,可以编制出较为简捷的梯形图程序。
这是一种较为可靠实用的编程方法,其编程步骤为:根据设计任务书确定的程序流程图画出相应部分程序输出元件和控制元件的状态波形图;分析波形图,列出对应输出元件的逻辑函数表达式;对表达式进行逻辑化简;用PLC的编程语言写出对应的程序。
三、PLC控制系统的调试PLC系统的调试可分为基本调试、程序调试和系统整体调试三部分。
基本调试主要是对硬件进行的,是为了检查设计安装的效果。
其主要内容有:检验基本环境的条件,调试各个单元的电源,系统的外部接线等。
程序调试通常分为单元调试、总体实验室联合调试和现场调试三部分。
现场调试应结合系统整体调试进行。
单元调试是对组成系统的各个单元进行单独的调试,当各个单元调试通过后,再在实验室的条件下(不与实际设备相连接)进行总体实验室联调。
对于简单的系统,实验室联调也可在生产现场进行。
联调所需的输入信号可通过模拟方法解决,但一定注意不能与实际设备连接。
系统整体调试包括准备阶段、空载调试阶段和负载调试阶段。
准备阶段需做好调试的各项准备工作。
空载调试开始时,首先是主回路不通电的调试,然后进行主回路单机空载调试,最后是空载联合调试。
负载调试阶段还可分为半载调试和满载调试等。
调试是一项重要的工作,其基本原则是:先简单后复杂,先软件后硬件,先单机后整体,先空载后负载。
调试期间注意随时拷贝程序、随时修改图样、随时完善系统。
- 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)。
国家职业资格全省统一鉴定
数控车工技师论文
(国家职业资格二级)
论文题目:数控车床上椭圆的编程加工
姓名:
身份证号:
所在省市:
数控车床上椭圆的编程加工
摘 要:要掌握椭圆的编程方法必须先理解椭圆的数学模型即方程式,在此基础上理解数控车床加工曲线的实质,然后利用宏程序来找到椭圆上各点的坐标值,依次加工出连续的各点,若椭圆的中心发生了平移则只需视具体情况对各点的坐标值进行统一的调整,就解决了椭圆的编程问题。
关键词:数控加工 椭圆 方程 宏程序
椭圆曲线是一种复杂的二次曲线,一般只适合在数控机床上加工,而且椭圆曲线的编程也是比较复杂的。
然而,无论是何种曲线,都是坐标点按照曲线方程连续移动形成的,也就是点动成线。
而构成曲线的点有无数,不可能将每个点都找到,只能根据精度要求选择适合的间隔找出一些点,把它们连接起来,近似地表达曲线了。
这也是数控加工中编程计算复杂曲线坐标点的一个基本思路。
对于椭圆这类二次曲线的编程现在主要使用手工编程和自动编程。
在手工编程时椭圆上各点坐标值计算非常麻烦,编程也复杂。
我们就会用到宏程序来简化编程。
一、椭圆的基本方程
图1所示椭圆长半轴a 、短半轴b 。
则椭圆方程为:122
22=+b
y a x 在数控车床上根据工件坐标系的建立方法,我们将X 轴转变为Z 轴,将Y 轴转变为X 轴,就将数学模型和编程的工件坐标系建立了
联系。
如图2所示椭圆方程改变为:12222=+b
x a z 。
若在上述方程中已知椭圆上某点P 的X 坐标值为1X ,则通过上
述方程可计算出该点的Z 坐标值,即2211b
Xa a Z -⨯=。
因此对椭圆上的任意点只要知道X 或Z 坐标中的一个值就可以通过方程计算出另一个值,所以椭圆上各点的坐标都可以要求出来。
二、数控车床加工曲线轮廓的机理
在数控车床加工时,刀具的运动轨迹是折线,而不是光滑的曲线,只能沿折线轨迹逼近所要加工的曲线运动。
实际上是以脉冲当量为最小位移单位通过X 、Z 轴交替插补进行的,由于脉冲当量很小,所以加工表面仍有较好的质量及表面光洁度,所以我们将椭圆分为足够多的小段直线来加工,关键只要找出椭圆上各点的坐标值,问题就解决了。
因此结合上述两点内容,我们可以将椭圆上各点的x 坐标值或Z 坐标值中的一个设为可变化的参数,从加工起点开始,只要使其按一定规律改变参数值(递增或递减),那么通过公式即可计算出另一坐标值,则加工点不断继续,当参数达到最终值时,加工即达到终点,椭圆曲线也就加工完成了。
三、利用宏程序编制椭圆曲线
1、基本的椭圆曲线
在上述椭圆中若以AB 段为例进行编程,若以x 坐标值为自变量,将其设为#l 参数,则从A 点到B 点的X 坐标由0逐渐增大每走一步增加0.1 ilam ,一直变化到b 即到达终点。
编程时采用直径编程则程序中的x 值应为2×#1设为#3,#4为该点的z 坐标值,程序编
图1 椭圆坐标系 图2 椭圆编程的工件坐标系
制如下(基本程序):
N10 #1=0
N20 #2=b
N30 #3=2×#l
N40 #4=a×SQRT[1-#1×#1/b×b]
N50 G0lX#3Z#4
N60 #1=#1+O.1
N70 IF[#1LT#2]GOTO 30
2、椭圆平移后的编程方法
(1)、上下平移
如图3所示,若将坐标原点沿x轴进行上下平移,则只需对基本程序中#3即x坐标值作偏移修改。
设椭圆中心向上移动距离为e,即椭圆上各点的x值都增大2e,那么#3=2×#1+2e;若椭圆中心向下移动距离为e,即椭圆上各点的x值都减小2e,那么#3=2×#1—2e;程序中其余部分不必修改。
图3 坐标原点沿X偏移图4 坐标原点沿Z轴偏移
(2)、左右平移
如图4所示,若将坐标原点沿z轴进行左右平移,则只需对基本程序中#4即z坐标值作偏移修改。
设椭圆中心向左移动距离为e,即椭圆上各点的z值都减小e,那么#4=a×SQRT[1一#1×#1/b×b]- e;若椭圆中心向右移动距离为e,即椭圆上各点的z值都增大e,那么#4=a×SQRT[1一#l×#1/13×h1+e;程序中其余部分不必修改。
若椭圆中心上下及左右均有平移则应对x、z2个坐标值同时
作修改。
3、凹椭圆曲线的编程
如果掌握了凸椭圆的编程方法之后,凹椭圆的编程也就迎刃而解了,基本原理是相同的就是对x坐标值进行修改。
图3所示椭圆上半部分各点的x坐标为2e+#3,而下半部分各点的x坐标为2e-#3,其余都相同。
4、不同起点或终点的部分椭圆曲线
利用宏程序编程最主要的是选定合适的参数作为自变量,要明确该参数变化的起始值和最终值。
一般要选择所给图样中容易得到坐标值的参数,所以要视具体条件来定义和终点判别,可以是x值也可以是z值,若椭圆采用极坐标方程还可以取圆心角作为自变量参数例如图5所示零件加工其中椭圆部分(设毛坯余量已大部分切除)可按以下方法编制程序:
图5 加工零件的椭圆部分
此图采用公式法编制程序,以椭圆圆心为(0,0)编制椭圆T0101(
30尖刀)
M3S600F0.2(粗加工)
G0X40Z2
G73U6R7
G73P1OQ30UO.3 WO FO.2
N10 G1X45
Z0
X48Z- 1.5
Z-35.54
#1=26.46
#2=-26.46
N20 #3=24×SQRT[1-#1×#1/1600] #4=2×#3
G1 X[84一#4] Z[#l一62]
#1=#l-0.1
IF[#1GT#2]GOTO 20
N30 G1X50
G0X1O0
Z100
M3 S1500 T0101 F0.08(精加工)
G0 X40 Z2
G70 PIO Q20
G0X100
Z100
M5
MO2
图中椭圆的X坐标经历由大变小再由小变大的两次变化规律,若要以X坐标为自变参数则要编两段循环才能完成.所以在上述程序中我们将z坐标值作为自变量参数,其起点、终点坐标值容易获得且变化趋势单一稳定从26.46到-26.46,是否到达终点,判断也较清晰。
四、自动编程
自动编程又称计算机辅助编程,是利用计算机和相应的前置、后置处理程序对零件源程序进行处理,以得到加工程序的一种编程方式。
零件源程序是计算机进行各种处理工作的依据,其内容包括零件的形状、尺寸、刀具及其动作、切削条件等方面的参数,并包括了数控机床各种辅助功能的调用。
而前置处理是对源程序进行编译,进行几何学的计算机处理,将刀具路径计算出来,并输出刀位文件;后置处理则是计算机与数控机床之间的翻译,它将前置处理完成的刀位文件通过处理,转变为符合数控装置格式要求的指令与数值,直接用于数控机床。
如今自动编程主要使用自动编程软件,即CAD/CAM软件,根据用户对零件的要求,自动生成刀具轨迹和加工程序。
自动编程操作具体包括以下几个步骤:
(1)几何造型,(2)加工工艺分析,(3)刀具轨迹生成,(4)刀位验证
及刀具轨迹编辑,(5)后置处理,(6)数控程序生成。
五、刀具选择
由于椭圆加工时余量较大,且不均匀,轮廓有凹有凸,为减少切削热和较大的车削阻力,避免出现扎刀和切削干涉现象,应采用硬质合金刀具,并要根据具体情况选择合适的刀具几何角度。
一般来说,车削轮廓为外凸的椭圆时,可选择主偏角为 93
90 ,为避免发生切削干涉应选择较大的副偏角。
为了减少刀尖磨损,提高椭圆加工精度,应选择有刀尖圆角的刀片,编程时,可使用刀具半径补偿指令。
车削内凹的椭圆时,为了避免发生切削干涉,提高加工精度,
可选择圆形刀片,编程时,可使用刀具半径补偿指令
六、结论
只要掌握基本椭圆的编程方法,搞清楚平移椭圆的移动特征,将移动量在椭圆上各点的x、z坐标值中体现出来,那么不管它如何变化,我们都能很顺利的编制出椭圆的加工程序了。