數(shù)控車床宏程序案例

1、由淺入深宏程序數(shù)控車床旋轉(zhuǎn)正弦函數(shù)宏程序正弦函數(shù)曲線旋轉(zhuǎn)宏程序坐標(biāo)點旋轉(zhuǎn)1 s = x cos(b) y sin(b)    t = x sin(b) + y cos(b)    根據(jù)下圖，原來的點（#1，#2），旋轉(zhuǎn)后的點（#4，#5），則公式：#4=#1*COSb- #2*SINb#5=#1*SINb+ #2*COSb公式中角度b，逆時針為正，順時針為負(fù)。下圖中正弦曲線如果以其左邊的端點為參考原點，則此條正弦曲線順時針旋轉(zhuǎn)了16度，即b=-16正弦函數(shù)旋轉(zhuǎn)圖紙1  此正弦曲線周期為24，對應(yīng)直角坐標(biāo)系的360對

2、應(yīng)關(guān)系 【0,360】  y=sin（x）         【0,24】   y=sin(360*x/24)   可理解為：360/24是單位數(shù)值對應(yīng)的角度360*x/24是當(dāng)變量在【0,24】范圍取值為x時對應(yīng)的角度sin(360*x/24)是當(dāng)角度為360*x/24時的正弦函數(shù)值旋轉(zhuǎn)正弦函數(shù)曲線粗精加工程序如下：T0101M3S800G0X52Z5#6=26   工件毛坯假設(shè)為50mm，#6為每層切削時向+X的偏移量。N5 G0X#6+18.

3、539  G1Z0F0.1#1=48N10 #2=sin【360*#1/24】#4=#1*COS-16- #2*SIN-16    旋轉(zhuǎn)30度之后對應(yīng)的坐標(biāo)值#5=#1*SIN-16+ #2*COS-16#7=#4-【50-3.875】  坐標(biāo)平移后的坐標(biāo)。#8=45+2*#5+#6G1X#8Z#7F0.1   沿小段直線插補(bǔ)加工#1=#1-0.5          遞減0.5，此值越小，工件表面越光滑。IF #1 GE 0 GOTO

4、10 條件判斷是否到達(dá)終點。Z-50G1X52             直線插補(bǔ)切到工件外圓之外G0Z5#6=#6-2IF #6 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30 鏤空立方體宏程序范例鏤空立方體圖紙及宏程序范例此零件六個面加工內(nèi)容相同，在加工時，調(diào)面裝夾時要注意考慮夾緊力。對于每個面的加工，可以用一個宏程序進(jìn)行編制。宏程序編程時，即有深度方向的變化，也有半徑的變化，是一種典型的宏程序?？梢韵扔米约旱乃悸肪幹埔幌?，圖后附有參考程序。 圖片

5、1 圖片2  G64G40G90G54G0X0Y0Z100G0Z5#1=-2.75 (分四層切削，共11mm深)#2=25   （第一層，最大一個沉孔直徑為25mm，其次為20、15、10）N10 G1Z#1F30G1G41X#2D01F200G3 I-#2R#2G1G40X0#1=#1-2.75#2=#2-5IF #1 GE -11 GOTO 10G0Z100M5M30 點評：程序中有兩個變量，但只用一個循環(huán)就可以了。因為兩個方向的變化都分別是等值遞減的，所以把其中一個直接放到另一個循環(huán)里做好遞減就可以了。車削“斜橢圓”的宏程序 ·

6、 本文分析了斜橢圓的數(shù)控車床加工問題，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換方程確定了斜橢圓的參數(shù)方程，編制出(包含宏程序的)實際加工程序。 隨著數(shù)控技術(shù)不斷進(jìn)步，數(shù)控車床加工中各種復(fù)雜型面也日漸增多，如橢圓、拋物線、正弦曲線、余弦曲線和雙曲線等各種非圓曲面。對于上述各種復(fù)雜成形面，利用CAM軟件進(jìn)行自動編程相對簡單，但由于種種原因，在絕大數(shù)情況下數(shù)控車床主要還是依靠手工編程。目前在數(shù)控車床上加工正橢圓已不是難事，一些學(xué)者進(jìn)行過這方面的研究并發(fā)表了相關(guān)論文。但對斜橢圓零件的加工方面研究較少，主要原因為：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)本身既不存在加工橢圓等非圓曲線的G指令，更沒有類似數(shù)控銑床用G68這樣的 旋轉(zhuǎn)指令，使編程難度大大增加;加

7、工中變量的參數(shù)直接影響著加工的效率以及質(zhì)量，很容易產(chǎn)生過切報警，即使程序正確無誤，實際加工時參數(shù)調(diào)整也非常困難，直接影響加工能否順利進(jìn)行，以及加工精度能否保證。對于如圖1所示的斜橢圓零件，筆者在配置華中世紀(jì)星車床數(shù)控系統(tǒng)(HNC-21/22T)的數(shù)控車床上加工成形，加工出的零件如圖2所示。1.相關(guān)數(shù)學(xué)計算已知：橢圓方程：a2b2(見圖1)，橢圓上任一點A 點坐標(biāo)(Z,X):(acos ,bsin )，則：。若橢圓繞圓心旋轉(zhuǎn) (見圖3)，則根據(jù)旋轉(zhuǎn)公式，求出A 點在工件坐標(biāo)系(Z0X 坐標(biāo)系)中的坐標(biāo)為：A點：Z：acoscos-bsinsin;X ：acos sin +bsin cos。注意：

8、橢圓順時針旋轉(zhuǎn)時，公式中的 角取負(fù)值;逆時針旋轉(zhuǎn)時， 角取正值。2.程序格式(1)如圖3和圖4所示，編程原點為右端面與軸線的交點。(2)程序為HNC21T系統(tǒng)格式。%1234 (程序名) M3S600T0101G42G00X Z (快速點定位)#12=起始角()(橢圓輪廓起始 點的參數(shù)角)WHILE#12LE終點角 (若為凹橢圓 輪廓，則應(yīng)為WHILE#12GE負(fù)終點角)#13=a*COS#12*PI/180*COS- b*SIN#12*PI/180*SIN (橢圓上任一點 Z坐標(biāo)值)#14=a*COS#12*PI/180*SIN+b* SIN#12*PI/180*COS (橢圓上任一點 X坐

9、標(biāo)值)G01 X2*#14+UZ#13+WF60 (直線 插補(bǔ)橢圓，U、W為橢圓圓心在編程坐標(biāo) 系下的坐標(biāo)，即橢圓平移后需要進(jìn)行坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換，請注意平移方向，以便確定U、W 的正負(fù))。#12=#12+0.5 (若為凹橢圓輪廓， 則應(yīng)為#12=#12-0.5)G40G00X100Z100M05M303.編程實例實例如圖1所示。(1)計算起始參數(shù)角根據(jù)公式：可以得到：起始參數(shù)角=21.4º。(2)計算終點參數(shù)角根據(jù)公式：，得到：終點參數(shù)角=97º。(3)參考程序如下(HNC-21T數(shù)控系統(tǒng))。使用數(shù)控車床切削零件圖如圖1所示，毛坯材料為45鋼，直徑50mm，長度為65mm，橢圓的

10、長半軸和短軸分別為25mm和15mm，旋轉(zhuǎn)角度20º(1號刀為粗車35º尖刀，2號刀為精車35º尖刀，3號刀為切斷刀)。%2M3S600T0101G42G00X55Z2G71 U2 R0.5 P1 Q2 X0.5 Z0.01F120G0X100Z100M3S1500T0202G0X55Z2N1 G0 X26.209G01Z0 F60#12=21.4WHILE#12LE97#13=25*COS#12*PI/180*COS20-15*SIN#12*PI/180*SIN20#14=25*COS#12*PI/180*SIN20+15*SIN#12*PI/180*COS20

11、 G01 X2*#14Z#13-20F60#12=#12+0.5ENDWG02X35.022Z-35R5G1X48C1Z-44X44Z-46Z-50N2X50G00X100Z100M5M0M3S700T0303G00X50Z-45G01X1F40G00X50X100Z100M304.程序中變量的確定與注意事項旋轉(zhuǎn)橢圓程序變量的賦值是一個重要環(huán)節(jié)，因為宏程序是利用許多段微小的直線來逼近輪廓的，取值大，輪廓表面的逼近誤差也大。在加工中，變量的賦值可以按粗車和精車來取值。粗加工程序變量的取值應(yīng)根據(jù)預(yù)留加工余量的大小來確定，在保證加工不過切的前提下，我們可以選擇較大的程序變量，但是也不能過大，變量過大

12、會使精加工余量不均勻或形成過切;精加工時我們主要是保證工件的質(zhì)量，為使工件的幾何形狀達(dá)到要求，需要減少擬合的誤差，因此我們應(yīng)該選擇一個較小的程序變量。5.結(jié)語通過實際加工生產(chǎn)，上述措施能很好地解決加工中程序編制，保證工件的形狀幾何精度，解決加工出現(xiàn)的各種問題，減少加工時間，提高加工效率。利用宏程序編制數(shù)控車床斜橢圓程序編程計算題：請利用宏程序或子程序編制粗、精加工程序 答案： 提示：如果采用三角函數(shù)計算橢圓起點和終點，會造成一定的計算誤差。所以應(yīng)該采用坐標(biāo)系的平移和角度變換進(jìn)行計算。 已知AB=20AOB=30 求出AOB=AB/AO AO=40 所以橢圓長軸為40短軸為30 在xoy坐標(biāo)系編

13、程計算題：請利用宏程序或子程序編制粗、精加工程序  答案：提示：如果采用三角函數(shù)計算橢圓起點和終點，會造成一定的計算誤差。所以應(yīng)該采用坐標(biāo)系的平移和角度變換進(jìn)行計算。  已知AB=20  AOB=30求出    AOB=AB/AO            AO=40所以橢圓長軸為40短軸為30在xoy坐標(biāo)系中求出起點與終點起點x=37.7  y=10 

14、;在XOY坐標(biāo)系求橢圓起點：X=xCOS30+ySIN30                     X=37.7*COS30+10*SIN30                    

15、0;X=37.649將x=-10  y=28.55代入公式求出橢圓終點：X=xCOS30+ySIN30X=5.6125將計算出的起點和終點值帶入公式X=A*COS求出起點和終點的角度值：起點：37.649=40COS       COS=0.941225       =-19.741終點：5.6125=40*COS        COS=0.1403125&

16、#160;       =81.93參考加工程序為：（西門子802D）G40G64T1D1M3S1200G0X100Z2R1=10N1  G1X=R1+60 Z0Z-12.3R2=-19.741N2 R3=40*COSR2R4=30*SINR2R5=R3*COS30-R4*SIN30R6=R3*SIN30-R4*COS30G1X=R1+40+2*R6  Z=R5-50R2=R2+1IF R2=81.93 GOTOB N2G1X=R1+9

17、7.1  Z=-60Z-110G0X150Z2R1=R1-2IF R1=0 GOTOB N1G0X100Z150M5M2車床橢圓宏程序 粗精加工宏程序橢圓宏程序，最經(jīng)典，最需要掌握的，也是比較基本的一種車床宏程序 圖片1  G99G40G21M03S700G0X42Z5(開始粗加工，從外分層向里切)#2=18    設(shè)置分層初始值N10 #1=30*SQRT1-#2*#2/20*20   計算橢圓上對應(yīng)#2=18的#1值#3=2*#2  計算X軸坐標(biāo)值#4=#1-3

18、0+0.1   計算Z軸坐標(biāo)值，0.1為給精加工留的余量G0X#3        刀具快速移動至切削直徑G1Z#4F0.2    第一層走刀G1U2           利用增量坐標(biāo)從切削直徑向外退離工件1mm G0Z5           快速退刀至Z5，為下次進(jìn)刀做準(zhǔn)備#2=

19、#2-2        變量遞減2mm，作為下次切削直徑IF #2GE0 GOTO 10  終點判斷，是否到達(dá)0，等于0時也會切削，之后-2時會跳出循環(huán)，執(zhí)行下一段（精加工，從工件坐標(biāo)系遠(yuǎn)點開始切削橢圓，用小直線段模擬橢圓進(jìn)行加工）M03S1500G0X0G1Z0F0.1#2=0          初始值與粗加工不同N20 #1=30*SQRT1-#2*#2/20*20#3=2*#2#4=#1G01X#3Z#4F0.1#2=#

20、2+0.5      這里0.5決定了劃分的小段直線大小，值越小加工出來的橢圓面越光滑IF #2LE20 GOTO 20G0X100Z100M5M30車床任意位置橢圓宏程序的編制不在軸線上的橢圓宏程序編制也沒有什么特殊的，只是改下偏置的數(shù)值罷了。 橢圓的參數(shù)方程為： X=a*COS Y=b*SIN 可改寫為： #1=30*cos#3 #3 為參數(shù)方程對應(yīng)的中角度 #2=20*sin#3 圖中橢圓長半軸 30mm ，短半軸 20mm ，橢圓中心位置如圖所示，不在軸線上，橢圓的參數(shù)方程為：X=a*COS    

21、;            Y=b*SIN可改寫為：      #1=30*cos#3  #3為參數(shù)方程對應(yīng)的中角度                #2=20*sin#3  圖中橢圓長半軸30mm，短半軸20mm，橢圓中心位置如圖所示，不在軸線上，因此在計算編程

22、所用的坐標(biāo)值時，X方向要再加上40，Z方向要減去30+10=30相應(yīng)程序如下：T0101M3S800G0X82Z5#6=36N5 G0X#6+40G1Z-10F0.1#3=0 N10 #1=30*COS#3     #2=20*SIN#3     #4=2*#2+#6+40       計算出的為半徑值，需轉(zhuǎn)化為直徑值才能與直徑編程對應(yīng)。#5=#1-30-10G1X#4Z#5F0.1   沿小段直線插補(bǔ)加工#1=#1+3

23、60;         遞減3度，此值越小，工件表面越光滑。IF #1 LE 90 GOTO 10 條件判斷是否到達(dá)終點。 G1X82             直線插補(bǔ)切到工件外圓之外G0Z5#6=#6-4IF #6 GE 0 GOTO 5G0X150Z150M5M30宏程序編制-左右交替切削梯形螺紋數(shù)控車加工梯形螺紋,用宏程序左右車削編程加工用成型刀加工，刀寬1mm，螺紋槽槽底寬度1.

24、6mm，螺距為6mm，尺寸如圖所示：  圖片1 圖片2每次切深0.2mm，左右交替切削，編程如下：T1D1M3S800G0X62Z10R1=0.6   左右交替切削的距離R2=0.2   每次切深0.2mmR4=10    Z軸初始值KK: R3=60-2*R2  每次走刀的加工直徑        R4=R4+R1     每次走刀的起點Z坐標(biāo)        G0X=R3 Z=R4  定位的起刀點