數(shù)控編程非圓曲線數(shù)學(xué)的處理過(guò)程(doc 149頁(yè)).doc

1、數(shù)控編程 非圓曲線數(shù)學(xué)處理的基本過(guò)程 數(shù)控系統(tǒng)一般只能作直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的切削運(yùn)動(dòng)。如果工件輪廓是非圓曲線，數(shù)控系統(tǒng)就無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)，而需要通過(guò)一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的方法是，用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線，逼近線段與被加工曲線交點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。 字串4 例如，對(duì)圖1.42所示的曲線用直線逼近時(shí)，其交點(diǎn)A、B、C、D、E、F等即為節(jié)點(diǎn)。 字串2 字串4圖1.42零件輪廓的節(jié)點(diǎn) 字串1 在編程時(shí)，首先要計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)的計(jì)算一般都比較復(fù)雜，靠手工計(jì)算已很難勝任，必須借助計(jì)算機(jī)輔助處理。求得各節(jié)點(diǎn)后，就可按相鄰兩節(jié)點(diǎn)間的直線來(lái)編寫(xiě)加工程序。 字串7這種通過(guò)求得節(jié)點(diǎn)，再編寫(xiě)程序的方法，使得節(jié)

2、點(diǎn)數(shù)目決定了程序段的數(shù)目。如圖1.42中有6個(gè)節(jié)點(diǎn)，即用五段直線逼近了曲線，因而就有五個(gè)直線插補(bǔ)程序段。節(jié)點(diǎn)數(shù)目越多，由直線逼近曲線產(chǎn)生的誤差越小，程序的長(zhǎng)度則越長(zhǎng)。可見(jiàn)，節(jié)點(diǎn)數(shù)目的多少，決定了加工的精度和程序的長(zhǎng)度。因此，正確確定節(jié)點(diǎn)數(shù)目是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，也請(qǐng)參考本教程CAD/CAM部分?jǐn)?shù)控加工誤差的組成 字串1 字串3 字串2 字串4 字串4 字串2圖1. 43逼近誤差 字串7數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差編、機(jī)床誤差機(jī)、定位誤差定、對(duì)刀誤差刀等誤差綜合形成。 字串6 即：數(shù)加=f(編+機(jī)+定+刀) 字串4其中： 字串7 （1）編程誤差編由逼近誤差、圓整誤差組成。逼近誤差是在用直線段或圓弧段去逼

3、近非圓曲線的過(guò)程中產(chǎn)生，如圖1.43所示。圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值而產(chǎn)生的誤差。脈沖當(dāng)量是指每個(gè)單位脈沖對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量。普通精度級(jí)的數(shù)控機(jī)床，一般脈沖當(dāng)量值為0.01mm；較精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量值為0.005mm或0.001mm等。 字串9（2）機(jī)床誤差機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等原因產(chǎn)生。 字串4 （3）定位誤差定是當(dāng)工件在夾具上定位、夾具在機(jī)床上定位時(shí)產(chǎn)生的。 字串9 （4）對(duì)刀誤差刀是在確定刀具與工件的相對(duì)位置時(shí)產(chǎn)生。數(shù)控程序編制中的數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計(jì)算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱(chēng)為數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)

4、算。手工編程時(shí)，在完成工藝分析和確定加工路線以后，數(shù)值計(jì)算就成為程序編制中一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。除了點(diǎn)位加工這種簡(jiǎn)單的情況外，般需經(jīng)繁瑣、復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。為了提高工效，降低出錯(cuò)率，有效的途徑是計(jì)算機(jī)輔助完成坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計(jì)算，或直接采用自動(dòng)編程。 字串3 一個(gè)零件的輪廓往往是由許多不同的幾何元素所組成，如直線、圓弧、二次曲線以及阿基米德螺線等。各幾何元素間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為基點(diǎn)。如兩直線間的交點(diǎn)，直線與圓弧或圓弧與圓弧間的交點(diǎn)或切點(diǎn)，圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。顯然，相鄰基點(diǎn)間只能是一個(gè)幾何元素。對(duì)于由直線與直線或直線與圓弧構(gòu)成的平面輪廓零件，由于目前一般機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)都具有直線、圓弧插補(bǔ)功能，故數(shù)值計(jì)算比

5、較簡(jiǎn)單。此時(shí)，主要應(yīng)計(jì)算出基點(diǎn)坐標(biāo)與圓弧的圓心點(diǎn)坐標(biāo)。將組成零件輪廓的曲線，按數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的要求，在滿足允許的編程誤差的條件下進(jìn)行分割，即用若干直線段或圓弧段來(lái)逼近給定的曲線，逼近線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。 字串3對(duì)刀時(shí)是通過(guò)一定的測(cè)量手段使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合，數(shù)控系統(tǒng)從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始控制刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并由刀具的切削刃部分加工出要求的零件輪廓。用直線逼近零件輪廓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,用直線逼近零件輪廓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 字串3常用的計(jì)算方法有：等間距法、等弦長(zhǎng)法、等誤差法和比較迭代法等。 字串3 等間距法就是將某一坐標(biāo)軸劃分成相等的間距。如圖2-12（a）所示

6、，沿X軸方向取X為等間距長(zhǎng)，根據(jù)已知曲線的方程y=f（x），可由xi 求得yi，xi+1=xi+ x，yi+1=f（xi+）。如此求得的一系列點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)。將相鄰節(jié)點(diǎn)聯(lián)成直線，用這些直線段組成的折線代替原來(lái)的輪廓曲線。坐標(biāo)增量X取得愈小則插愈小，這使得節(jié)點(diǎn)增多，程序段也增多，編程費(fèi)用高，但等間距法計(jì)算較簡(jiǎn)單。 字串5 字串5 a) b） 字串8 圖2-12 等間距法和等弦長(zhǎng)法 字串7 a）等間距法 b）等弦長(zhǎng)法 字串5等弦長(zhǎng)法就是使所有逼近直線段長(zhǎng)度相等，如圖-12（b）所示。由于零件輪廓曲線y=f（x）的曲率各處不等，因此首先應(yīng)求出該曲線的最小曲率半徑Rmin，由Rmin及允確定允許的步長(zhǎng)l，

7、然后從曲線起點(diǎn)a開(kāi)始，按等步長(zhǎng)l依次截取曲線，得b、c、d、點(diǎn)，則ab=bc= =l即為所求各直線段。 字串1總的看來(lái)，此種方法比等間距法的程序段數(shù)少一些。但當(dāng)曲線曲率半徑變化較大時(shí)，所求節(jié)點(diǎn)數(shù)將增多，所以，此法適用于曲率變化不大的情況。 字串5 等誤差法是使逼近線段的誤差相等，且等于允，所以此法較上兩種方法合理，特別適合曲率變化較大的復(fù)雜曲線輪廓。如圖2-13所示。下面介紹用等誤差法計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的方法。設(shè)零件輪廓曲線的數(shù)學(xué)方程為Y=f（X）。 字串6 字串4 圖2-13 等誤差法 字串1 （1）以起點(diǎn)a（Xa，Ya）為圓心，以 為半徑作圓。其圓方程為 字串4 （2-1） 字串4式中Xa、Ya

8、為已知的a點(diǎn)坐標(biāo)值。 字串1（2）作允圓與曲線Y=f（X）的公切線MN，則可求公切線MN的斜率K 字串9 字串7 字串6 為求YN，YM，XN，XM，需解下面的方程組： 字串1 字串8 字串7 字串1 字串9 式中的允差圓即允圓，Y=F（X）表示允圓的方程，見(jiàn)（2-1）式。 字串7 （3）過(guò)a點(diǎn)作斜率為K的直線，則得到直線插補(bǔ)段ab，其方程式為 字串7 YYa =K（XXa） 字串3（4）求直線插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)b的坐標(biāo)。 字串6聯(lián)立方程組： 字串8 字串1 字串3 求的交點(diǎn)b（Xb， Yb）的坐標(biāo)值，便是第一個(gè)直線插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)。 字串5 （5）按以上步驟順次求得c，d、 各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。 字串6 用等誤差法，

9、雖然計(jì)算較復(fù)雜，但可在保證允的條件下，得到最少的程序段數(shù)目。此種方法的不足之處是直線插補(bǔ)段的聯(lián)結(jié)處不光滑，使用圓弧插補(bǔ)段逼近，可以避免這一缺點(diǎn)。用圓弧逼近零件輪廓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算用圓弧逼近零件輪廓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 字串6 用圓弧逼近非圓曲線，目前常用的算法有曲率圓法、三點(diǎn)圓法和相切圓法等。 字串2 （1）曲率圓法圓弧逼近的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 字串11）基本原理 曲率圓法是用彼此相交的圓弧逼近非圓曲線。 字串4已知輪廓曲線Y=f（X）如圖2-14所示，從曲線的起點(diǎn)開(kāi)始，作與曲線內(nèi)切的曲率圓，求出曲率圓的中心。以曲率圓中心為圓心，以曲率圓半徑加（減）允為半徑，所作的圓 （偏差圓）與曲線Y

10、=f（X）的交點(diǎn)為下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并重新計(jì)算曲率圓中心，使曲率圓通過(guò)相鄰的兩節(jié)點(diǎn)。 字串3字串6圖2-14 曲率圓法圓弧段逼近 字串8重復(fù)以上計(jì)算即可求出所有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及圓弧的圓心坐標(biāo)。 字串2 2）計(jì)算步驟 字串3 以曲線起點(diǎn)（xn，yn）開(kāi)始作曲率圓： 字串6 字串6 圓心 字串5 字串2半徑 字串3 字串8 偏差圓方程與曲線方程聯(lián)立求解： 字串3 字串5 字串5 字串4得交點(diǎn)（xn+1，yn+1） 字串2 求過(guò)（xn，yn）和（xn+1，yn+1）兩點(diǎn)，半徑為Rn的圓的圓心： 字串5 字串9 字串6 字串1 得交點(diǎn)（m，m），該圓即為逼近圓。 字串6（2）三點(diǎn)圓法圓弧逼近的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 字串2字串

11、9圖2-15 三點(diǎn)圓弧段逼近 字串3三點(diǎn)圓法是在等誤差直線段逼近求出各節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)連續(xù)三點(diǎn)作圓弧，并求出圓心點(diǎn)的坐標(biāo)或圓的半徑。如圖2-15所示，首先從曲線起點(diǎn)開(kāi)始，通過(guò)P1、P2、P3三點(diǎn)作圓。圓方程的一般表達(dá)形式為 字串8 x2y2DxEyF=0 字串5 字串7其圓心坐標(biāo) 字串4 字串7 字串6 半徑 字串2 字串8 字串7通過(guò)已知點(diǎn)P1（x1，y1）、P2（x2，y2），P3（x3，y3）的圓，其 字串2 字串1 字串3 字串8 字串9 為了減少圓弧段的數(shù)目，應(yīng)使圓弧段逼近誤差=允，為此應(yīng)作進(jìn)一步的計(jì)算。設(shè)已求出連續(xù)三個(gè)節(jié)點(diǎn)P1、P2、P3處曲線的曲率半徑分別為RP1、RP2、RP

12、3，通過(guò)P1、P2、P3三點(diǎn)的圓的半徑為R，取 字串4 字串4 ，按 算出值， 字串9 字串2按值進(jìn)行一次等誤差直線段逼近，重新求得P1、P2、P3三點(diǎn)，用此三點(diǎn)作一圓弧，該圓弧即為滿足=允條件的圓弧。 字串8（3）相切圓法圓弧逼近的節(jié)點(diǎn)計(jì)算 字串11）基本原理 如圖2-16 所示粗線表示工件廓形曲線，在曲線的一個(gè)計(jì)算單元上任選四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D，其中A點(diǎn)為給定的起點(diǎn)。AD段（一個(gè)計(jì)算單元）曲線用兩相切圓弧M和N逼近。具體來(lái)說(shuō)，點(diǎn)A和B的法線交于M，點(diǎn)C和D的法線交于N，以點(diǎn)M和N為圓心，以MA和ND為半徑作兩圓弧，則M和N圓弧相切于MN的延長(zhǎng)線上G點(diǎn)。 字串1曲線與M、N圓的最大誤差分別發(fā)

13、生在B、C兩點(diǎn)，應(yīng)滿足的條件是： 字串8字串7圖2-16 用相切圓弧逼近輪廓線 字串5 兩圓相切G點(diǎn) （2-2） 字串9 滿足允要求 （2-3） 字串42）計(jì)算方法： 字串2 求圓心坐標(biāo)的公式。點(diǎn)A和B處曲線的法線方程式為 字串2（xxA）kA（yyA）=0 字串8（xxB）kB（yyB）=0 字串1 式中kA和kB為曲線在點(diǎn)A和B處的斜率，k=dy/dx。 字串5 解上兩式得兩法線交點(diǎn)M（圓心）的坐標(biāo)為： 字串5 字串8 （2-4） 字串9 字串7 字串9同理可通過(guò)C、D兩點(diǎn)的法線方程求出N（圓心）點(diǎn)坐標(biāo)為： 字串4 （2-5） 字串6 字串9 字串5 求B、C、D三點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)（2-2）和

14、（2-3）式，得 字串1 （2-6） 字串5 字串2 字串4（2-7） 字串7 字串1 字串7 式中的A、B、C、D的y坐標(biāo)值分別由以下公式求出 字串9 yA=f（xA），yB=f(xB) 字串3 yC=f（xA），yD=f(xD) 字串8再代入（2-6）和（2-7）式，用迭代法可求出B、C、D坐標(biāo)值。 字串6求圓心M、N坐標(biāo)值和RM、RN值。 將B、C、D坐標(biāo)值代入（2-4）和（2-5）式即求出圓心M和N的坐標(biāo)值，并由此求出RM和RN值。 字串2 應(yīng)該指出的是，在曲線有拐點(diǎn)和凸點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將拐點(diǎn)和凸點(diǎn)作為一個(gè)計(jì)算單元（每一計(jì)算單元為四個(gè)點(diǎn)）的分割點(diǎn)FUNAC用戶宏程序簡(jiǎn)介 用 戶 宏 程 序 字

15、串8能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存入存儲(chǔ)器，用一個(gè)總指令來(lái)它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)總指令就能執(zhí)行其功能。 字串6l 所存入的這一系列指令用戶宏程序 字串7 l 調(diào)用宏程序的指令宏指令 字串8l 特點(diǎn)：使用變量 字串6 一 變量的表示和使用 字串8 （一） 變量表示 字串1 I(I=1,2,3,)或式子 字串4 例：5，109，501，1212 字串1（二） 變量的使用 字串3 1 地址字后面指定變量號(hào)或公式 字串1 格式：地址字I 字串1地址字I 字串5地址字式子 字串1 例：F103，設(shè)10315則為F15 字串3Z110，設(shè)110250則為Z250 字串5X2418COS1 字串

16、5 2 變量號(hào)可用變量代替 字串2例：30，設(shè)303則為3 字串23 變量不能使用地址O，N，I 字串7 例：下述方法下允許 字串5 O1； 字串5 I26.00100.0; 字串3N3Z200.0； 字串94 變量號(hào)所對(duì)應(yīng)的變量，對(duì)每個(gè)地址來(lái)說(shuō)，都有具體數(shù)值范圍 字串5 例：301100時(shí)，則M30是不允許的 字串75 0為空變量，沒(méi)有定義變量值的變量也是空變量 字串86 變量值定義： 字串3 程序定義時(shí)可省略小數(shù)點(diǎn)，例：123149 字串4 MDI鍵盤(pán)輸一 變量的種類(lèi) 字串71. 局部變量133 字串7 一個(gè)在宏程序中局部使用的變量 字串1例：A宏程序B宏程序 字串1 字串6 1020X1

17、0不表示X20 字串9 字串7 斷電后清空，調(diào)用宏程序時(shí)代入變量值 字串52. 公共變量100149，500531 字串7各用戶宏程序內(nèi)公用的變量 字串5例：上例中10改用100時(shí)，B宏程序中的 字串5 X100表示X20 字串4100149斷電后清空 字串5500531保持型變量（斷電后不丟失） 字串7 3. 系統(tǒng)變量 字串6固定用途的變量，其值取決于系統(tǒng)的狀態(tài) 字串1例：2001值為1號(hào)刀補(bǔ)X軸補(bǔ)償值 字串75221值為X軸G54工件原點(diǎn)偏置值 字串6 入時(shí)必須輸入小數(shù)點(diǎn)，小數(shù)點(diǎn)省略時(shí)單位為m 字串6 字串1 一 運(yùn)算指令 字串9運(yùn)算式的右邊可以是常數(shù)、變量、函數(shù)、式子 字串9 式中j，k

18、也可為常量 字串8 式子右邊為變量號(hào)、運(yùn)算式 字串51 定義 字串6Ij 字串8 2 算術(shù)運(yùn)算 字串9 I=j+k 字串7 I=jk 字串5 I=jk 字串8 I=jk 字串63 邏輯運(yùn)算 字串1IJOKk 字串1IJXOKk 字串1 IJANDk 字串7 4 函數(shù) 字串9 ISINj 正弦 字串3ICOSj 余弦 字串5 ITANj 正切 字串7IATANj 反正切 字串8 ISQRTj平方根 字串5IABSj絕對(duì)值 字串3 IROUNDj四舍五入化整 字串7IFIXj下取整 字串1IFUPj上取整 字串1 IBINjBCDBIN（二進(jìn)制） 字串3IBCNjBINBCD 字串71 說(shuō)明 字串

19、11) 角度單位為度 字串1 例：90度30分為905度 字串4 2) ATAN函數(shù)后的兩個(gè)邊長(zhǎng)要用“1”隔開(kāi) 字串1例：1ATAN11時(shí)，1為了350 字串23) ROUND用于語(yǔ)句中的地址，按各地址的最小設(shè)定單位進(jìn)行四舍五入 字串4 例：設(shè)112345，223456，設(shè)定單位1m 字串5 G91X1；X1235 字串1 X2F300；X2346 字串4 X12；X3580 字串3未返回原處，應(yīng)改為 字串1 XROUND1ROUND2； 字串9 4) 取整后的絕對(duì)值比原值大為上取整，反之為下取整 字串7例：設(shè)112，212時(shí) 字串1 若3FUP#1時(shí)，則320 字串1 若3FIX#1時(shí)，則3

20、10 字串9 若3FUP#2時(shí)，則320 字串2若3FIX#2時(shí)，則310 字串45) 指令函數(shù)時(shí)，可只寫(xiě)開(kāi)頭2個(gè)字母 字串4 例：ROUNDRO 字串5FIXFI 字串5 6) 優(yōu)先級(jí) 字串6 函數(shù)乘除（，1，AND）加減（，OR，XOR） 字串1例：123SIN4； 字串7 7) 括號(hào)為中括號(hào)，最多5重，園括號(hào)用于注釋語(yǔ)句 字串5例：1SIN#2+#3*#4+#5*#6；（3重） 字串4 一 轉(zhuǎn)移與循環(huán)指令 字串5 1無(wú)條件的轉(zhuǎn)移 字串2 格式：GOTO1； 字串5 GOTO10； 字串42條件轉(zhuǎn)移 字串8 格式：IF條件式GOTOn 字串1 條件式： 字串8jEQk 表示 字串8jNEk

21、 表示 字串3 jGTk 表示 字串5 jLTk 表示 字串2jGEk 表示 字串9 jLEk 表示 字串6例：IF1GT10GOTO100； 字串5 字串5 N100G00691X10； 字串9例：求1到10之和 字串6O9500； 字串810 字串1 21 字串9N1IF2GT10GOTO2 字串5 112； 字串1221； 字串3GOTO1 字串6N2M301循環(huán) 字串8 格式：WHILE條件式DOm；（m1，2，3） 字串8 字串6 字串5 字串8 ENDm 字串7說(shuō)明：1條件滿足時(shí)，執(zhí)行DOm到ENDm，則從DOm的程序段 字串7 不滿足時(shí)，執(zhí)行DOm到ENDm的程序段 字串2 2省

22、略WHILE語(yǔ)句只有DOmENDm,則從DOm到ENDm之間形成死循環(huán) 字串4 3嵌套 字串64EQNE時(shí)，空和“0”不同 字串2其他條件下，空和“0”相同 字串9例：求1到10之和 字串6 O0001； 字串8 10； 字串1 21； 字串9WHILE2LE10DO1； 字串1 112； 字串6 221； 字串9 END1； 字串8M30；使用FANUC宏程序編制單軸磨削循環(huán)及補(bǔ)償功能 單軸外圓數(shù)控磨床，徑向采用數(shù)控軸(X軸)控制，軸向仍用液壓油缸驅(qū)動(dòng)，因此無(wú)法使用兩軸磨床數(shù)控系統(tǒng)提供的磨削循環(huán)功能。在實(shí)踐中，可以使用FANUC系統(tǒng)提供的用戶宏程序，編制單軸的磨削循環(huán)功能。根據(jù)機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)

23、，又編制了砂輪手動(dòng)修整、自動(dòng)補(bǔ)償及手動(dòng)測(cè)量工件、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)目刂乒δ?。在青海重型機(jī)床廠生產(chǎn) 字串1的CA8311B軸頸車(chē)磨床上，經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)使用，證明是實(shí)用的。下面分別介紹軟件的內(nèi)容。 字串81功能介紹 字串9 1.1外圓磨削循環(huán) 字串7由于只有徑向控制軸(X軸)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給磨削，只能實(shí)現(xiàn)兩端進(jìn)給的軸向磨削循環(huán)。因此在左右兩端各設(shè)1個(gè)軸向行程識(shí)別開(kāi)關(guān)(如圖1所示)。 字串3當(dāng)砂輪移到工件的左端時(shí)，左端行程開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)出到位信號(hào)，程序中用接口輸入變量#1005=1表示。控制系統(tǒng)接到該信號(hào)后，發(fā)出X軸進(jìn)給移動(dòng)指令，砂LL輪前進(jìn)一個(gè)A值；同理，當(dāng)系統(tǒng)接到右端行程開(kāi)關(guān)發(fā)出的到位信號(hào)，程序中用接

24、口輸入變量#1006=1表示，砂輪前進(jìn)一個(gè)B值。依次循環(huán)，直到到達(dá)指令的位置。 字串5 實(shí)現(xiàn)給定磨削量的磨削加工，可以按A、B兩值相加為一個(gè)循環(huán)，將被磨除量均分。砂輪快速移至R點(diǎn)，經(jīng)n次(A+B)磨削之后，其剩余量為h。若砂輪在工件左端，且hA時(shí)，按h進(jìn)給，否則按A值進(jìn)給。若在工件右端，且hB值時(shí)，按h進(jìn)給，否則按B值進(jìn)給。軟件必須保證只在工件兩端進(jìn)給，中間不得進(jìn)給。當(dāng)磨除量變?yōu)榱銜r(shí)，必須磨到另一端才能退砂輪。整個(gè)磨削過(guò)程分粗磨、精磨和光磨。在實(shí)際使用中，在R點(diǎn)設(shè)置一個(gè)暫停，操作者可以插入手動(dòng)磨削，以利于修活使用，也可以再轉(zhuǎn)為自動(dòng)磨削。磨削初值用現(xiàn)在位置變量#5041取值。 字串4 字串51.

25、2測(cè)量值的自動(dòng)補(bǔ)償 字串4 在粗磨結(jié)束后，精磨開(kāi)始前插入手動(dòng)測(cè)量，操作者將測(cè)量結(jié)果輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)根據(jù)指令值與實(shí)測(cè)值之差，對(duì)磨削量進(jìn)行補(bǔ)償。 字串7 是否需要測(cè)量，由面板上的開(kāi)關(guān)設(shè)置，此開(kāi)關(guān)狀態(tài)用接口輸入信號(hào)#1007輸入系統(tǒng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)接通，即信號(hào)為“1”時(shí)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即信號(hào)為“0”時(shí)，則不進(jìn)行測(cè)量，直接進(jìn)行精磨加工。當(dāng)實(shí)測(cè)值與指令值相同時(shí)，可以不輸入實(shí)測(cè)值，此時(shí)，系統(tǒng)不修正磨削量，仍按原磨削量進(jìn)行磨削。如需測(cè)量，在測(cè)量之前安排光磨加工，以求與完成零件磨削的狀態(tài)相同。 字串71.3砂輪修整量的自動(dòng)補(bǔ)償 字串7根據(jù)機(jī)床采用普通金剛筆修整砂輪、手動(dòng)進(jìn)給、手動(dòng)換向修整這樣的操作，軟件自動(dòng)計(jì)

26、算修整量，并修正工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值。砂輪修整之后，不需對(duì)刀，即可進(jìn)行磨削加工。 字串9在面板上設(shè)置砂輪修整開(kāi)關(guān)，此開(kāi)關(guān)狀態(tài)用接口輸入信號(hào)#1004輸入系統(tǒng)。當(dāng)修整開(kāi)關(guān)合上，即信號(hào)為“1”時(shí)，執(zhí)行砂輪修整服務(wù)程序。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即信號(hào)為“0”時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行磨削加工。 字串92軟件框圖 字串5 按主程序、子程序結(jié)構(gòu)編制軟件。 字串6(1)主程序(O0001)見(jiàn)圖2。 字串3 (2)砂輪修整子程序(O0020)見(jiàn)圖3。 字串3 (3)磨削子程序(O0010)見(jiàn)圖4。 字串2 (4)測(cè)量子程序(O0030)見(jiàn)圖5。 字串1 字串5 3菜單編程 字串7將磨削所需數(shù)據(jù)用系統(tǒng)斷電不清除的宏變量表示。編程時(shí)，操作

27、者只需把所需數(shù)據(jù)輸入，不需要修改程序。零件變化時(shí)，只需改變相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)。 字串3 具體設(shè)置如下： 字串8#500粗磨開(kāi)始點(diǎn) 字串1#501粗磨結(jié)束點(diǎn)，即精磨開(kāi)始點(diǎn) 字串1 #502精磨結(jié)束點(diǎn)，即光磨開(kāi)始點(diǎn)，亦即零件尺寸 字串3 #503粗磨左進(jìn)刀量，即第一次切深 字串2 #504粗磨右進(jìn)刀量，即第二次切深 字串9#505粗磨進(jìn)刀進(jìn)給速度 字串1#506精磨左進(jìn)刀量 字串1 #507精磨右進(jìn)刀量 字串8#508精磨進(jìn)刀進(jìn)給速度 字串1#509光磨次數(shù) 字串8#510工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值 字串6 #511金剛筆尺寸 字串4 #514測(cè)量點(diǎn)設(shè)定值(系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置) 字串2#515測(cè)量點(diǎn)實(shí)測(cè)值(先由系統(tǒng)自

28、動(dòng)設(shè)置為設(shè)定值，再由操作者修改) 字串1 4程序 字串8(1)主程序 字串2O0001； 字串6 G98； 字串8 IF#1004EQ 0G0T0 10;(修砂輪開(kāi)關(guān)，1：修砂輪，0：磨工件) 字串1 M98P0020；(修砂輪) 字串9 N10 M98P0010；(磨工件) 字串5N20 M30； 字串5(2)磨削子程序 字串9O0010； 字串1 G50 X#510；(設(shè)置工件坐標(biāo)原點(diǎn)) 字串8G00 X#500+1.0；(分段趨近工件) 字串9 G01 X#500+0.6F500； 字串6X#500 F #505； 字串9N30 M00；(手動(dòng)磨削，手動(dòng)_自動(dòng)磨削，自動(dòng)磨削) 字串1#9

29、=#509； 字串7#20=#5041；(砂輪現(xiàn)在位置) 字串8 N50 IF#20 EQ #501G0T0 110；(粗磨結(jié)束) 字串3 N60 IF#1006 EQ 0G0T0 60； 字串9 N70 IF#1005 EQ 0G0T0 70；(粗磨加工，左端進(jìn)給) 字串8 IF#20 EQ #501G0T0 110；(粗磨左端結(jié)束) 字串3 #20=#20-#503； 字串4IF#20 GE #501G0T0 80； 字串1 #20=#501； 字串3N80 G01 X#20 F#505； 字串3N90 IF#1006 EQ 0G0T0 90；(右端進(jìn)給) 字串3IF#20 EQ #501

30、G0T0 110； 字串1 #20=#20-#504； 字串9IF#20 GE #501G0T0 100； 字串2 #20=#501； 字串7 N100 G01 X#20 F#505； 字串8 G0T0 70； 字串4N110 IF#1007 EQ 0G0T0 120;(測(cè)量開(kāi)關(guān)，1：測(cè)量，0：磨工件) 字串9M98 P0030；(測(cè)量子程序) 字串3 N120 IF#1006 EQ 0G0T0 170；(精磨加工) 字串4N130 IF#1005 EQ 0G0T0 130；(左端進(jìn)給) 字串4 IF#20 EQ #502G0T0 180；(精磨結(jié)束) 字串4#20=#20-#506； 字串5

31、IF#20 GE #502G0T0 140； 字串4#20=#502 字串4N140 G01 X#20 F#508； 字串7 N160 IF#1006 EQ 0G0T0 160；(右端進(jìn)給) 字串9IF#20 EQ #502G0T0 190；(精磨結(jié)束) 字串6 #20=#20-#507； 字串2 IF#20 GE #502G0T0 170； 字串9 #20=#502;ZK) 字串5 N170 G01 X#20 F#508； 字串1G0T0 130； 字串8 N180 IF#1005 EQ 0G0T0 180；(光磨) 字串5 IF#9 EQ 0G0T0 200； 字串8 #9=#9-1； 字

32、串7 N190 IF#1006 EQ 0G0T0 190； 字串5 IF#9 EQ 0G0T0 200； 字串7 #9=#9-1； 字串9G0T0 180； 字串4N200 G28 U1.0； 字串5 N300 M99； 字串2(3)砂輪修整子程序 字串3 O0020； 字串8G50 X#510； 字串1G00 X#511 +1.0；(砂輪分段趨近金剛筆) 字串7 G01 X#511 +0.6F500； 字串2 X#511 F#508； 字串8 N400 M00；(手動(dòng)修整砂輪) 字串8#21=#5041 字串4N450 IF#1004 EQ 1G0T0 450； 字串8 #22=#511-#

33、21；(計(jì)算修整量) 字串8 #510=#510+#22；(修正工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值) 字串3 G28 U1.0； 字串3M99 P20；(返回主程序，結(jié)束) 字串6(4)測(cè)量子程序 字串6 O0030； 字串3#19=#509；(設(shè)置光磨走刀次數(shù)) 字串3 IF#1006 EQ 1G0T0 510； 字串8 N500 IF#1005 EQ 0G0T0 500；(測(cè)量前光磨) 字串2IF#19 EQ 0G0T0 520； 字串7 #19=#19-1； 字串7N510 IF#1006 EQ 0G0T0 510； 字串3 IF#19 EQ 0G0T0 520； 字串1#19=#19-1；G0T0 5

34、00； 字串6 N520 #514=#501；(測(cè)點(diǎn)設(shè)定值) 字串5#515=#514；(預(yù)先賦值) 字串3G28 U1.0； 字串3 N530 M00；(手動(dòng)測(cè)量，實(shí)測(cè)值輸入#515) 字串6 N540 IF#1007 EQ 1G0T0 540； 字串9 G00 X#514 +1.0； 字串1G01 X#514 +0.6F500； 字串1X#514 F#508； 字串2 IF#515 EQ #514G0T0 580；(不修正精磨量) 字串8 #23=#515-#514； 字串9#510=#510+#23；(修正工件坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定值) 字串4G50 X#515；(修正工件坐標(biāo)原點(diǎn)) 字串3 #2

35、0=#515；(修改砂輪現(xiàn)在位置) 字串1N580 M99；新日期:2007-1-7 13:02:59 | 評(píng)論 0 條 | 我要投稿 | 報(bào)告錯(cuò)誤 用宏程序車(chē)削外圓 宏程序編程指令格式G65P8090X(U) Z(W) D E F其中X(U) Z(W) 外圓終點(diǎn)坐標(biāo)，X軸為直徑值編程D-每次切深，半徑值指令;E-退刀量F-切削速度宏程序主程序 字串3 08090#31=#5041 保存X值初值#32=#5042 保存Z值初值IF#8NE#0GOTO1#8=0.2 退刀量N1IF#24EQ#0GOTO2#1=#24 X值絕對(duì)值指令GOTO3N2IF#21EQ#0GOTO9 X軸未賦值則報(bào)警#1

36、=#31+#21 X軸絕對(duì)值坐標(biāo)N3IF#26EQ#0GOTO4#2=#26 GOTO5N4IF#23EQ#0GOTO9 Z軸未賦值則報(bào)警#2=#32+#23 Z軸絕對(duì)值坐標(biāo)N5IF#7EQ#0GOTO9 每次切深不賦值則報(bào)警IF#9NE#0GOTO6 #9=#4109 F未賦值則用前面的值 字串6 N6#30=#31 X軸初值WHILE#30GT#1DO1#30=#30-2*#7IF#30GT#1GOTO7#30=#1N7GOOX#30 切削循環(huán)GOIZ#2F#9U-2*#8G00Z#32 切削循環(huán)結(jié)束END1X#31 退回起始點(diǎn)GOTO10N9#3000=1 賦值錯(cuò)誤報(bào)警N10M99研究宏

37、程序 用好循環(huán)指令 內(nèi)容提要：本文敘述了通過(guò)對(duì)車(chē)削循環(huán)的宏程序?qū)崿F(xiàn)源代碼的研究后，對(duì)車(chē)削循環(huán)指令的執(zhí)行細(xì)節(jié)有更深的了解，對(duì)指令參數(shù)的理解加深了，對(duì)編程時(shí)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)的確定方法更加清楚了，澄清了一些問(wèn)題。糾正了一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，使我們能更好地運(yùn)用好車(chē)削循環(huán)指令。 關(guān)鍵詞：宏程序、指令、正負(fù)號(hào)、切深、坐標(biāo) 在數(shù)控編程的教學(xué)中，我們一般較少涉及宏程序，見(jiàn)到一大堆的井號(hào)，我們不免生畏，但一些車(chē)削循環(huán)指令在具體應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)一些問(wèn)題，很多教材交待不清，交待不夠。比如：華中數(shù)控G71指令中A、B點(diǎn)X坐標(biāo)的確定問(wèn)題。一些參數(shù)的確定的方法運(yùn)用的效果不好。比如：華中數(shù)控G80、G81指令中的I、K的正負(fù)號(hào)的確定，學(xué)生

38、運(yùn)用起來(lái)，總是容易糊涂。 字串1 近日來(lái)，既是網(wǎng)上下載，又是到數(shù)控車(chē)間聯(lián)接機(jī)床電腦上拷貝文件、打印，忙得不亦樂(lè)乎，研究了一些車(chē)削循環(huán)的宏程序?qū)崿F(xiàn)源代碼。雖然頗費(fèi)了一番力氣，但也頗有收獲。宏程序源代碼將循環(huán)指令執(zhí)行過(guò)程中的許多秘密，一覽無(wú)佘展現(xiàn)在你的眼前，解開(kāi)了以往的許多疑慮?，F(xiàn)細(xì)說(shuō)一、二，與大家分享。 車(chē)削循環(huán)的宏程序?qū)崿F(xiàn)源代碼來(lái)源于網(wǎng)上華中世紀(jì)星車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)HNC-21/22T編程說(shuō)明書(shū)，或數(shù)控車(chē)間聯(lián)接機(jī)床電腦上的STATICCY文件，提供了G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76指令的宏程序?qū)崿F(xiàn)源代碼。這些指令分別與FANUC系統(tǒng)的G90、G94、G92、G71、G72、G7

39、3、G76指令相對(duì)應(yīng)。 字串3 下面僅以華中G80、G81、G71、G72指令為例進(jìn)行說(shuō)明，并不直接描述宏程序，只是講一講宏程序給我們的一些啟發(fā)。 字串5 字串4圖1 G80、G81路線圖 字串51、 華中G80指令（見(jiàn)圖1上半部） 程序?yàn)?；G00 XA ZA G80 XC ZC I F I的正負(fù)號(hào)按教材上的判定方法不好用，省略。G80執(zhí)行路線為： 字串7A(XA,ZA)B(XB,ZA)C(XC,ZC)D(XA,ZC)A(XA,ZA)。其中XB=XC+I,指令中的I用以確定B點(diǎn)位置，XB是用B相對(duì)C的X向的位置I來(lái)確定的，沿著這一思路，XB=XC+I，B相對(duì)C而言，往主軸中心線里面走，XB相對(duì)

40、XC減小了，則I為負(fù)號(hào)，反之為正。這樣確定I的符號(hào)非常直觀。不容易忘記和混淆。 字串9 G82中的I 值同G80中的I值的分析。 2、 華中G81指令（見(jiàn)圖1的下半部） 字串5 程序?yàn)?；G00 XA ZA G81 XC ZC K F 同理，ZB=ZC+K，ZB是用B相對(duì)C的Z向位置K來(lái)確定的，B在C的左邊，ZB相對(duì)ZC減小了，K為負(fù)，反之為正。 字串93、 華中G71指令(見(jiàn)圖2上半部) 字串3圖2 G71、G72路線中A、B、C的位置關(guān)系圖 字串8 程序?yàn)?；G00 XA ZA G71 U（d）R（r）P(ns) Q(nf) X(x) Z(z) F 討論XA、XB的確定問(wèn)題： 字串9 原先存在

41、的兩個(gè)錯(cuò)誤是： （1）、第一刀粗切線位置與XB無(wú)關(guān)，只與XA有關(guān)。 （2）、XC=XA+X，若XC-2(d+r)-2（N-1）d XB=X毛坯，則開(kāi)頭N次粗切為空切，即A點(diǎn) 字串4到毛坯的X向距離很大時(shí)，開(kāi)始會(huì)有較多的空走的粗切刀。 但實(shí)際情況是XB=X毛坯，若XB多段線B1B向右偏z，向中心線外偏X/2，得多段線B1B， 同理，A偏到C，若XC-2(d+r)XB則第一刀切到直線X=XB 字串9 若XC-2(d+r)XB則第一刀切到直線X= XC-2(d+r)位置。 第一刀線X1MIN=X毛坯-2d， 則XCMIN=X毛坯+2r， 字串8XAMIN=X毛坯+2r-X,計(jì)算見(jiàn)圖3的上半部。 若2

42、r-X很小，主要是r值取得小，XAMINX毛坯=XB，此式在r稍大時(shí)不合適，如果這樣的話， 字串8 第一刀切深(d+r)- X/2會(huì)比d大。 4、華中G72指令（見(jiàn)圖2的下半部） 程序?yàn)?；G00 XA ZA 字串7 G72 W（d）R（r）P(ns) Q(nf) X(x) Z(z) F 同理，ZB=Z毛坯右，ZC-2(d+r)ZB則第一刀切到直線Z=ZB 字串6若ZC-2(d+r)ZB則第一刀切到直線 Z= ZC-2(d+r)位置。 第一刀線Z1MIN=Z毛坯右-d， 則ZCMIN=Z毛坯+r， 字串8 ZAMIN=Z毛坯右+r-Z,計(jì)算見(jiàn)圖3的下半部。 若r-Z很小，主要是r值取得小，ZAM

43、INZ毛坯右=XB，此式在r稍大時(shí)不合適，如果這樣的話，第一刀切深(d+r)- Z會(huì)比d大。 字串3 圖3 XA、ZA的計(jì)算圖 字串3以上所分析的思路，對(duì)其他相關(guān)指令仍然適用，讀者可自行總結(jié)。眾所周知，由于宏程序中使用了各種變量、運(yùn)算指令和控制指令，從而大大的簡(jiǎn)化了程序，而且可以通過(guò)設(shè)置不同的變量，實(shí)現(xiàn)粗、精加工和達(dá)到所要求的加工精度，所以宏程序在數(shù)控加工中有著廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn): 1、 華中世紀(jì)星車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)HNC-21/22T編程說(shuō)明書(shū)，華中數(shù)控公司，2002年。 2、 華中數(shù)控車(chē)削系統(tǒng)提供的STATICCY文件。數(shù)控編程 基點(diǎn) 字串6 字串9 字串9 字串2 字串2圖1.41零件圖樣

44、零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點(diǎn)稱(chēng)為基點(diǎn)?；c(diǎn)坐標(biāo)是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。 字串7 例：圖1.41所示零件中，A、B、C、D、E為基點(diǎn)。A、B、D、E的坐標(biāo)值從圖中很容易找出,C點(diǎn)是直線與圓弧切點(diǎn)，要聯(lián)立方程求解。以B點(diǎn)為計(jì)算坐標(biāo)系原點(diǎn)，聯(lián)立下列方程： 字串8直線方程： Y=tg(+)X 字串6圓弧方程：（X-80）2 +（Y-14）2 =30 字串3可求得（64.2786，39.5507），換算到以A點(diǎn)為原點(diǎn)的編程坐標(biāo)系中，C點(diǎn)坐標(biāo)為（64.2786，51.5507）。 字串3可以看出，對(duì)于如此簡(jiǎn)單的零件，基點(diǎn)的計(jì)算都很麻煩。對(duì)于復(fù)雜的

45、零件，其計(jì)算工作量可想而知，為提高編程效率，可應(yīng)用CAD/CAM軟件輔助編程，數(shù)控編程 選擇編程原點(diǎn) 從理論上講編程原點(diǎn)選在零件上的任何一點(diǎn)都可以，但實(shí)際上，為了換算尺寸盡可能簡(jiǎn)便，減少計(jì)算誤差，應(yīng)選擇一個(gè)合理的編程原點(diǎn)。 字串1車(chē)削零件編程原點(diǎn)的X向零點(diǎn)應(yīng)選在零件的回轉(zhuǎn)中心。Z向零點(diǎn)一般應(yīng)選在零件的右端面、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或?qū)ΨQ(chēng)平面內(nèi)。車(chē)削零件的編程原點(diǎn)選擇見(jiàn)圖1.39。 字串3 字串6 圖1.39車(chē)削加工的編程原點(diǎn) 字串6 銑削零件的編程原點(diǎn)，X、Y向零點(diǎn)一般可選在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)的端面或孔的中心線上，對(duì)于有對(duì)稱(chēng)部分的工件，可以選在對(duì)稱(chēng)面上，以便用鏡像等指令來(lái)簡(jiǎn)化編程。Z向的編程原點(diǎn)，習(xí)慣選在工

46、件上表面，這樣當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ骦向尺寸字均為負(fù)值，以便于檢查程序。銑削零件的編程原點(diǎn)見(jiàn)圖1.40。 字串4 圖1.40銑削加工的編程原點(diǎn) 字串9 編程原點(diǎn)選定后，就應(yīng)把各點(diǎn)的尺寸換算成以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的坐標(biāo)值。為了在加工過(guò)程中有效的控制尺寸公差，按尺寸公差的中值來(lái)計(jì)算坐標(biāo)值數(shù)控程序調(diào)用指令M98和子程序結(jié)束指令M99 若一組程序段在一個(gè)程序中多次出現(xiàn)，或在幾個(gè)程序中都要使用它，為了簡(jiǎn)化程序，可以把這組程序段抽出來(lái)，按規(guī)定的格式寫(xiě)成一個(gè)新的程序單獨(dú)存儲(chǔ)，以供另外的程序調(diào)用，這種程序就叫做子程序。主程序執(zhí)行過(guò)程中如果需要某一個(gè)子程序，可以通過(guò)一定的格式的子程序調(diào)用指令來(lái)調(diào)用該子程序，執(zhí)行完后返回到

47、主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。 字串6 1）子程序的編程格式 字串5 O 字串7 字串1 M99； 字串9 在子程序的開(kāi)頭編制子程序號(hào)，在子程序的結(jié)尾用M99指令。 字串82）子程序的調(diào)用格式 字串6M98P 字串5P后面的前3位為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，省略時(shí)為調(diào)用一次；后4位為子程序號(hào)。 字串83）子程序嵌套 字串2 子程序執(zhí)行過(guò)程中也可以調(diào)用其他子程序，這就是子程序嵌套。子程序嵌套的次數(shù)由具體控系統(tǒng)規(guī)定。編程中使用較多的是二重嵌套，其程序執(zhí)行過(guò)程如圖2-37所示。 字串5字串1圖2-37 子程序的嵌套 字串5 數(shù)控編程中常用輔助功能M功能 （1）程序停止功能M00 字串9在完成程序段的其他指令后用以停止主軸、冷卻液，使程序停止。如編程者想要在加工中使機(jī)床暫停（檢驗(yàn)工件、調(diào)整、排屑等），使用M00指令，重新啟動(dòng)程序后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。 字串1 （2）選擇停止