椭圆加工编程

相关主题
  1. 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. 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. 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)。

椭圆是数控车加工中相对较难却又比较典型的非圆曲线,目前数控系统还没有提供完善的非圆曲线插补功能,因此在实际操作中椭圆的编程多采用变量来完成。虽然随着计算机辅助编程的进一步普及,手工编写宏程序越来越少,但作为初学者,根据不同情况,掌握各种非圆曲线,特别是椭圆曲线的编程仍然是必要的。

一、循环功能WHILE语句

椭圆宏程序编制中重要的循环功能语句是WHILE语句,其格式如下:

WHILE[条件表达式] DO m(m=1,2,3) ;

END m ;

说明:如果指定的条件表达式满足时,则执行DO到END之间的程序。否则,转道END后面的程序段。DO后面的标号和END 后面的标号是指程序执行范围的标号,标号值为1,2,3。

二、椭圆标准方程与参数方程

编制椭圆宏程序要熟悉椭圆标准方程和参数方程,它们均表达出了椭圆上点的坐标及两坐标之间的关系。例如:图1中,椭圆的标准方程为(20mm为长半轴的长,

14mm为短半轴的长,椭圆的中心即为坐标系的原点),参数方程为X=20cosФ,Y=14sinФ(Ф为角度参数)。

宏程序编制中,编程坐标系是Z 、X 轴,所以在应用椭圆标准方程或参数方程时,要从X、Y轴相应转换为编程坐标系中的Z 、X轴。如上例椭圆在X、Z坐标系中的标准方

程则为:(图2),参数方程相应转换为X=14sinФ,Z=20cosФ。

变量编程时,注意椭圆上点的坐标在椭圆坐标系和在编程坐标系中的不同表达,两者之间的联系在于椭圆原点在编程坐标系中的值。椭圆坐标系原点在椭圆圆心,编程坐标系及原点是由编程者设定,下文编程坐标系原点均选在工件右端面与中心轴线的交点处。

三、以Ф参数(角度)为初始变量

如图3,毛坯为Ф30mm×70mm的棒料,45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的交点上,椭圆原点在编程坐标系(0,-20)处。

分析:三爪卡盘夹住左端,伸出55mm,手动车右端面,选择1号30º外圆车刀加工外轮廓。切削用量的选择:粗加工主轴转速为600r/min,进给量为0.25mm/r,精加工主轴

转速为800r/min,进给量为0.1mm。在椭圆坐标系中,其标准方程为:;参数方程为:X=14sinФ,Z=20cosФ。从零件图上可以看出,椭圆轮廓的起点角度为0º,终点角度为144º(180º-36º=144º),所以适合采用以Ф参数(角度)为初始变量,应用参数方程来表达椭圆上点的坐标。编制程序如下。

O1234;

G 40 T0101 M03 S600; GOO X34 Z2.0;

G73 U14 W0 R7;

G73 P10 Q20 U1 W0.05 F0.25; N10 G00 X0.;

G42 G01 Z0. F0.1;

#1=0;(角度初始值) WHILE [#1 LE 144] DO1;

#2=14*SIN[#1];

#3=20*COS[#1];

G01 X[2*#2] Z[#3-20];

#1=#1+0.5; END 1;

G01 Z-40; X28;

W-10;

N20 G40 X33; M03 S800; G70 P10 Q20;

G00 X150 Z150; M30;

上例中,#1(角度)为初始变量,椭圆上点的X 、Z(#2 、#3)坐标是因变量,它们之间

的关系由参数方程X=14sinФ,Z=20cosФ体现,即#2=14*SIN[#1],#3=20*COS[#1],在编

程坐标系中,点的坐标就表达成X[2*#2]Z[#3-20]。

四、以Z坐标为初始变量

如图4,毛坯为Ф30mm×50mm的棒料,45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的

交点上,椭圆原点在编程坐标系(0,-15)处。

分析:工艺分析参见上例。零件上椭圆曲线只有右边一半,长半轴长15mm(Z轴),短半轴长10mm(X轴),其椭圆标准方程为:,参数方程为X=10sinФ,Z=15cos Ф,椭圆曲线的起点Z坐标为15,终点坐标为0,设Z坐标为变量#1,根据椭圆标准方程,有(设为#2)。

编制程序如下:

O1235;

G 40 T0101 M03 S600; GOO X34 Z2.0;

G73 U14 W0 R7;

G73 P10 Q20 U1 W0.05 F0.25; N10 G00 X0.;

G42 G01 Z0. F0.1;

#1=15;(Z初始值) WHILE [#1 GE 0] DO1;

#2=10*SQRT[15*15-#1*#1]/15; G01 X[2*#2] Z[#1-15] F0.1;

#1=#1-0.1; END 1;

G01 W-5; X28;

Z-30;

N20 G40 X33; M03 S800; G70 P10 Q20;

G00 X150 Z150; M30;

本例也可以用Ф(角度)为初始变量,应用椭圆参数方程进行编程,其中Ф的变化范围

是0º~90º。读者可参考上例编写。

五、椭圆原点不在零件轴线上

如图5,毛坯为Ф30mm×80mm的棒料,45号钢。编程原点设在右端面与中心轴线的

交点上,椭圆原点在编程坐标系(14.15,-22)处,椭圆轮廓位于零件中间。

分析:椭圆标准方程为:,长半轴长20mm(Z轴),短半轴长10(X轴)。与

前2例不同,本例中椭圆轮廓的起点不在零件右端面编程坐标系原点处,而位于零件中间

部位,需计算椭圆起点坐标:从图中可得Z=14,即(),X =10(由椭圆标准方程得到)。终点坐标:,Z值变化范围是(14~-14)。

所以选择Z坐标为初始变量,应用标准方程表达椭圆上点的坐标。为避免重复,下面

只给出椭圆轮廓的程序段。

椭圆起点坐标Z=14,设X值为#1,#1=10*SQRT[20*20-14*14]/20;转换到编程坐标中,起点坐标X=2*[17.5-#1],设#2=2*[17.5-#1],则椭圆的起点坐标为:(#2,-8)。

编制程序如下:

G00 X34 Z2.0;

#1=10*SQRT[20*20-14*14]/20;

#2=2*[17.5-#1]; G00 X[#2];

G01 Z-8 F0.1;

相关文档
最新文档