數(shù)控車削加工中公式曲線宏程序編程模板的應(yīng)用

1、數(shù)控車削加工中公式曲線宏程序編程模板的應(yīng)用一、公式曲線宏程序編程模板的原理和使用步驟1、如何選定自變量 1）公式曲線中的X和Z坐標(biāo)任意一個都可以被定義為自變量，2）一般選擇變化范圍大的一個作為自變量，如圖1，橢圓曲線從起點(diǎn)S到終點(diǎn)T，Z坐標(biāo)變化量為16，X坐標(biāo)變化量從圖中可以看出比Z坐標(biāo)要小得多，所以將Z坐標(biāo)選定為自變量比較適當(dāng)。實(shí)際加工中我們通常將Z坐標(biāo)選定為自變量。3）根據(jù)表達(dá)式方便情況來確定X或Z作為自變量，如圖3，公式曲線表達(dá)式為Z=0.005X3，將X坐標(biāo)定義為自變量比較適當(dāng)。如果將Z坐標(biāo)定義為自變量，則因變量X的表達(dá)式為，其中含有三次開方函數(shù)在宏程序中不方便表達(dá)。4）為了表達(dá)方便，

2、在這里將和X坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#1、#11、#12等，將和Z坐標(biāo)相關(guān)的變量設(shè)為#2、#21、#22等。實(shí)際中變量的定義完全可根據(jù)個人習(xí)慣進(jìn)行定義。2、如何確定自變量的起止點(diǎn)的坐標(biāo)值該坐標(biāo)值是相對于公式曲線自身坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。其中起點(diǎn)坐標(biāo)為自變量的初始值，終點(diǎn)坐標(biāo)為自變量的終止值。如圖1所示，選定橢圓線段的Z坐標(biāo)為自變量#2，起點(diǎn)S的Z坐標(biāo)為Z1=8，終點(diǎn)T的Z坐標(biāo)為Z2=-8。則自變量#2的初始值為8，終止值為-8。如圖2所示，選定拋物線段的Z坐標(biāo)為自變量#2，起點(diǎn)S的Z坐標(biāo)為Z1=15.626，終點(diǎn)T的Z坐標(biāo)為Z2=1.6。則#2的初始值為15.626，終止值為1.6。 圖1 含橢圓曲線的零

3、件圖 圖2 含拋物線的零件圖 如圖3所示，選定三次曲線的X坐標(biāo)為自變量#1，起點(diǎn)S的X坐標(biāo)為X1=28.171-12=16.171，終點(diǎn)T的X標(biāo)為X2=7.368。則#1的初始值為16.171，終止值為7.368。3、如何進(jìn)行函數(shù)變換，確定因變量相對于自變量的宏表達(dá)式 如圖1，Z坐標(biāo)為自變量#2，則X坐標(biāo)為因變量#1，那么X用Z表示為：分別用宏變量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因變量#1相對于自變量#2的宏表達(dá)式： 如圖2，Z坐標(biāo)為自變量#2，則X坐標(biāo)為因變量#1，那么X用Z表示為：分別用宏變量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因變量#1相對于自變量#2的宏表達(dá)式： 如圖3，X坐標(biāo)為自變量

4、#1，因Z坐標(biāo)為因變量#2，那么Z用X表示為：Z=0.005*X*X*X分別用宏變量#1、#2代替上式中的X、Z，即得因變量#2相對于自變量#1的宏表達(dá)式： #2=0.005*#1*#1*#14、如何確定公式曲線自身坐標(biāo)系原點(diǎn)對編程原點(diǎn)的偏移量（含正負(fù)號）該偏移量是相對于工件坐標(biāo)系而言的。 如圖1所示，橢圓線段自身原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的X軸偏移量X=15，Z軸偏移量Z=-30 如圖2所示，拋物線段自身原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的X軸偏移量X=20，Z軸偏移量Z=-25.626 圖3 含三次曲線的零件圖如圖3所示，三次曲線段自身原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的X軸偏移量X=28.171，Z軸偏移量Z=-39.1445

5、、如何判別在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值（#11）時，宏變量#1的正負(fù)號。1）根據(jù)編程使用的工件坐標(biāo)系,確定編程輪廓為零件的下側(cè)輪廓還是上側(cè)輪廓：當(dāng)編程使用的是X向下為正的工件坐標(biāo)系（即前置式刀架），則編程輪廓為零件的下側(cè)輪廓，當(dāng)編程使用的是X向上為正的工件坐標(biāo)系（即后置式刀架），則編程輪廓為零件的上側(cè)輪廓。2）以編程輪廓中的公式曲線自身坐標(biāo)系原點(diǎn)為原點(diǎn)，繪制對應(yīng)工件坐標(biāo)系的X和Z坐標(biāo)軸，以其Z坐標(biāo)為分界線,將輪廓分為正負(fù)兩種輪廓，編程輪廓在X正方向的稱為正輪廓，編程輪廓在X負(fù)方向的稱為負(fù)輪廓；3）如果編程中使用的公式曲線是正輪廓，則在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值（#11）時宏變量#1的前面應(yīng)冠以

6、正號，反之為負(fù)。如圖1所示，在X向下為正的前置刀架數(shù)控車床編程工件坐標(biāo)系下，編程中使用的是零件的下側(cè)輪廓，其中的公式曲線為負(fù)輪廓，所以在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11時宏變量#1的前面應(yīng)冠以負(fù)號。如圖2所示，在X向下為正的前置刀架數(shù)控車床編程工件坐標(biāo)系下，編程中使用的是零件的下側(cè)輪廓，其中的公式曲線為負(fù)輪廓，所以在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11時宏變量#1的前面應(yīng)冠以負(fù)號。如圖3所示，在X向下為正的前置刀架數(shù)控車床編程工件坐標(biāo)系下，編程中使用的是零件的上側(cè)輪廓，其中的公式曲線為負(fù)輪廓，所以在計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11時宏變量#1的前面應(yīng)冠以負(fù)號。 6、如何套用宏編程模板 1）設(shè)Z坐標(biāo)

7、為自變量#2，X坐標(biāo)為因變量#1，自變量步長為W，則公式曲線段的精加工程序宏指令編程模板如下：#2=Z1 （給自變量#2賦值Z1：Z1是公式曲線自身坐標(biāo)系下起始點(diǎn)的坐標(biāo)值）WHILE #2 GE Z2 （自變量#2的終止值Z2：Z2是公式曲線自身坐標(biāo)系下終止點(diǎn)的坐標(biāo)值）#1=f（#2） （函數(shù)變換：確定因變量#1（X）相對于自變量#2（Z）的宏表達(dá)式）#11=#1+X （計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11：編程中使用的是正輪廓，#1前冠以正，反之冠以負(fù)；X為公式曲線自身坐標(biāo)原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的X軸偏移量。）#22=#2+Z （計算工件坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值#22：Z為公式曲線自身坐標(biāo)原點(diǎn)相對于編程原

8、點(diǎn)的Z軸偏移量）G01 X2*#11 Z#22（直線插補(bǔ)，X為直徑編程）#2=#2-W （自變量以步長W變化）ENDW （循環(huán)結(jié)束）2）設(shè)X坐標(biāo)為自變量#1，Z坐標(biāo)為因變量#2，自變量步長為U，則公式曲線段的精加工程序宏指令編程模板如下：#1=X1 （給自變量#1賦值X1：X1是公式曲線自身坐標(biāo)系下起始點(diǎn)的坐標(biāo)值）WHILE #1 GE X2 （自變量#1的終止值X2：X2是公式曲線自身坐標(biāo)系下終止點(diǎn)的坐標(biāo)值）#2=f（#1） （函數(shù)變換：確定因變量#2（Z）相對于自變量#1（X）的宏表達(dá)式）#11=#1+X （計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11：編程使用的是正輪廓，#1前冠以正，反之冠以負(fù)。X

9、為公式曲線自身坐標(biāo)原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的X軸偏移量。）#22=#2+Z （計算工件坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值#22：Z為公式曲線自身坐標(biāo)原點(diǎn)相對于編程原點(diǎn)的Z軸偏移量）G01 X2*#11 Z#22 （直線插補(bǔ)，X為直徑編程）#1=#1-U （自變量以步長U變化）ENDW （循環(huán)結(jié)束）二、公式曲線宏程序編程模板的具體應(yīng)用實(shí)例運(yùn)用以上公式曲線宏程序模板，結(jié)合粗加工循環(huán)指令，就可以快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)零件公式曲線輪廓的編程和加工。具體應(yīng)用示例如下：例1：如圖1所示零件的外輪廓粗精加參考程序如下（設(shè)毛坯為直徑25毫米的棒料）：%0001（程序頭）T0101（調(diào)用01號外圓刀及01號刀具偏置補(bǔ)償）G90 M03 S70

10、0（絕對值編程；主軸以700轉(zhuǎn)/分正轉(zhuǎn)）G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循環(huán)起點(diǎn)）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外徑粗車循環(huán)）N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起始程序段） Z-10 X24 Z-22（公式曲線起點(diǎn)）#2=8（設(shè)Z為自變量#2，給自變量#2賦值8：Z1=8）WHILE #2 GE -8（自變量#2的終止值-8：Z2=-8）（因變量#1：，用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+15（工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11：編程使用的是負(fù)輪廓，#1前冠以負(fù)；X=15）#22=#2-30（工件坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值#22：Z=-30）G01 X

11、2*#11 Z#22（直線插補(bǔ)，X為直徑編程）#2=#2-0.5（自變量以步長0.5變化）ENDW（循環(huán)結(jié)束）N20 G01 Z-50(精加工終止程序段)G00 X100 Z80(快速定位到退刀點(diǎn))M30(程序結(jié)束)例2：如圖2所示零件的外輪廓粗精加參考程序如下（設(shè)毛坯為直徑33毫米的棒料）：%0002（程序頭）T0101（調(diào)用01號外圓刀及01號刀具偏置補(bǔ)償）G90 M03 S700（絕對值編程；主軸以700轉(zhuǎn)/分正轉(zhuǎn)）G00 X33 Z2（快速定位到粗加工循環(huán)起點(diǎn)）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外徑粗車循環(huán)）N10 G01 X10 F60 S1000（精加工起

12、始程序段）Z-10X15（公式曲線起點(diǎn)）#2=15.626（設(shè)Z為自變量#2，給自變量#2賦值15.626：Z1=15.626）WHILE #2 GE 1.6（自變量#2的終止值1.6：Z2=1.6）（因變量#1：，用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+20（工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11：編程使用的是負(fù)輪廓，#1前冠以負(fù)；X=20）#22=#2-25.626（工件坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值#22：Z=-25.626）G01 X2*#11 Z#22（直線插補(bǔ)，X為直徑編程）#2=#2-0.5（自變量以步長0.5變化）ENDW（循環(huán)結(jié)束）N20 G01 Z-35(精加工終止程序段)G00 X100 Z8

13、0(快速定位到退刀點(diǎn))M30(程序結(jié)束)例3：如圖3所示零件的外輪廓粗精加參考程序如下（設(shè)毛坯為直徑57毫米的棒料）：%0003（程序頭）T0101（調(diào)用01號外圓刀及01號刀具偏置補(bǔ)償）G90 M03 S700（絕對值編程；主軸以700轉(zhuǎn)/分正轉(zhuǎn)）G00 X57 Z2（快速定位到粗加工循環(huán)起點(diǎn)）G71 U1 R0.5 P10 Q20 X0.6 F100（外徑粗車循環(huán)）N10 G01 X20 F60 S1000（精加工起始程序段）Z-13X24Z-18（公式曲線起點(diǎn)）#1=16.171（設(shè)X為自變量#1，給自變量#1賦值16.171：X1=16.171）WHILE #1 GE 7.368（自變量#1的終止值7.368：X2=7.368）#2=0.005*#1*#1*#1（因變量#2：，用#1、#2代替X、Z）#11=-#1+28.171（工件坐標(biāo)