數(shù)控銑床加工課程課件-項目七圓曲線加工中的宏程序編程

項目七

非圓曲線加工中的宏程序編程1．了解非圓曲線和規(guī)則曲面的擬合方法。2．掌握非圓曲線加工過程中的宏程序編程方法。3．掌握規(guī)則曲面加工過程中的宏程序編程方法。非圓曲線及規(guī)則曲面宏程序編程實例任務分析:非圓曲線輪廓和規(guī)則曲面可用短直線對這些輪廓進行擬合采用宏程序進行編程一、曲面及固定斜角平面的加工方法1．加工方法的選擇規(guī)則曲面（如球面、橢球面等）或斜角平面不規(guī)則曲面“行切法”進行兩軸半或三軸聯(lián)動加工“行切法”或“環(huán)切法”等多種切削方法進行三軸（四軸或五軸）聯(lián)動加工手工宏程序編程或自動編程自動編程固定斜角平面加工

曲面行切法加工2．非圓曲線輪廓的擬合計算方法目前大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)還不具備非圓曲線的插補功能。因此，加工這些非圓曲線時，通常采用直線段或圓弧線段擬合的方法進行。（1）等間距法在一個坐標軸方向，將擬合輪廓的總增量（如果在極坐標系中，則指轉角或徑向坐標的總增量）進行等分后，對其設定節(jié)點，并計算各節(jié)點坐標值，稱為等間距法。（2）等插補段法當設定的相鄰兩節(jié)點間的弦長相等時，對該輪廓曲線所進行的節(jié)點坐標值計算方法稱為等插補段法。非圓曲線節(jié)點的等間距擬合（3）三點定圓法這是一種用圓弧擬合非圓曲線時常用的計算方法，其實質是過已知曲線上的三點作一圓。3．三維型面母線的擬合方法宏程序編程行切法加工三維型面（如球面、變斜角平面等）時，型面截面上的母線通常無法直接加工，而采用短直線來擬合。4．擬合誤差分析非圓曲線與三維型面母線的擬合過程中，不可避免會產生擬合誤差，但其誤差值不能超出規(guī)定值。通常情況下，擬合誤差δ應小于或等于編程允許誤差δ允，即δ≤δ允?？紤]到工藝系統(tǒng)及計算誤差的影響，δ允一般取零件公差的1/10～1/5。在實際加工過程中，通常采用合適的擬合方法及減小擬合線段的長度的方法減小擬合誤差。三維型面母線的擬合

擬合誤差

二、非圓曲線的宏程序編程非圓曲線輪廓銑削實例在X向60mm的長度上分布有一個周期的正弦曲線，其振幅為10mm。用X方向上的等間距直線段來擬合正弦曲線。X為自變量，每次增量為0.3mm，相對應的角度為6X。Y坐標為應變量，Y=10sin（6X）。分析：正弦曲線編程思路由于正弦曲線的原點與工件坐標系的原點不重合，因此編程時應注意相互之間的換算關系。＃101：曲線公式中的X坐標，其初始值為0；＃102：曲線公式中的Y坐標，其值為10sin（6X）；＃103：工件坐標系中的X坐標，＃103=＃101－30.0；＃104：工件坐標系中的Y坐標，＃104=＃102+15.0；O0010； G90G94G40G21G17G54； G91G28Z0； G90G00X－50.0Y－40.0； M03S600； G00Z20.0M08； G01Z-8.0F100； G41X－30.0D01； （在輪廓切線方向建立刀補）#101=0； （給正弦曲線公式中的X坐標賦初值）N100#102=10*

SIN[6*

#101]；（正弦曲線公式中的Y坐標）#103=#101－30.0； （工件坐標系中的X坐標）#104=#102+15.0； （工件坐標系中的Y坐標）G01X#103Y#104； （直線段擬合正弦曲線）#101=#101+0.3； （X坐標每次增量為0.3mm）IF[＃101LE60.0]GOTO100；（如果#101≤60.0，則跳轉至N100）G01X30.0Y－25.0； X22.5； G03X－22.5R30.0； G01X－50.0； G40Y－40.0； G91G28Z0； M05M09； M30； 三、規(guī)則曲面中的宏程序編程技巧規(guī)則曲面加工實例加工本例的斜角平面時，由于其切削深度較大（最大時為20mm）。因此，切削寬度應取較小值，所以在精加工前應進行去除余量的加工，去余量采用Z軸方向的分層切削，每次Z向背吃刀量為5mm，加工出30mm×30mm的四方凸臺。精加工采用宏程序加工，加工時從輪廓的切線方向切入切出，加工過程下圖所示，加工出四方軌跡后刀具抬高0.1mm，通過變量運算計算出相應的a值，再次加工四方軌跡，如此循環(huán)，直到刀具抬高到四棱臺頂點處退出循環(huán)。變量運算時，以高度“h”為自變量，每次增加0.1mm，四方寬度“a”為因變量，a=30－h(huán)tan15°，從而求出四方體各點的坐標。分析:＃101：寬度“a”的變量，a=30－h(huán)×tan15°；＃102：Z坐標變量，初值為－20.0；＃103：高度“h”變量，初值為0。斜角平面編程思路O0311； G90G94G40G21G17G54； （程序開始部分）G91G28Z0； G90G00X－50.0Y－50.0；

M03S600； G00Z20.0M08； G01Z0.0F100； （刀具下降至Z向起刀點）M98P21L4 （調用子程序粗加工四方體）#102=-20.0； （凸臺Z坐標賦初值）#103=0；（加工高度賦初值）#101=30.0－#103*TAN[15.0]；（計算四方體X、Y坐標值）G01Z#102； （刀具Z向移動至加工位置）G41G01X－#101D01； （輪廓延長線上建立刀補）

Y#101； （加工四方體）X#101；

Y－#101；

X－#101；

G40G01X－40.0Y－40.0； （取消刀補）#102=#102+0.1； （Z坐標每次增量為0.1mm）#103=#103+0.1； （Z向高度值每次增量為0.1mm）IF[＃102LE0.0]GOTO100； （條件判斷）G91G28Z0； （程序結束部分）M05M09；

M30；

O0021；（輪廓粗加工子程序）G91G01Z－5.0F100； （Z向增量移動－5mm）G90G41X－30.0D01； （切線方向建立刀補）Y30.0； （加工四方體）X30.0； Y－30.0； X－40.0； G40G01X－50.0Y－50.0； （取消刀補）M99； （返回主程序）一、編程思路分析#100：角度變量#101：X坐標變量，#101=50*COS[#100]*COS[#100]*COS[#100]以角度作為自變量，其變化范圍為0°～360°，輪廓上各點的X、Y坐標作為因變量。#102：Y坐標變量，#102=40*SIN[#100]*SIN[#100]*SIN[#100]加工本例工件內凹球時：1．先采用鉆頭鉆出工藝孔。2．再用R8mm的球形銑刀進行球面輪廓精加工。加工過程中的球心軌跡為圖中的圓弧MN，編程時以角度α作為自變量，其變化范圍為0°～60°。球心軌跡上的P點坐標為：XP=12.0cosα，ZP=12.0sinα。#111：角度自變量，其值為0°～60°。#113：球形銑刀刀位點的Z坐標，#113=2－12.0×COS[#111]。#112：球形銑刀刀位點的X坐標，#112=12.0×SIN[#111]。粗加工后的輪廓

內凹球面加工思路

二、編制加工程序刀具刀具：φ16mm立銑刀和R8mm球頭銑刀程序號加工程序程序說明O0010；輪廓加工程序N10G90G94G40G21G17G54；程序初始化N20G91G28Z0；程序開始部分N30G90G00X50.0Y－10.0；N40M03S600；N50G00Z20.0M08；N60G01Z－5.0F200；刀具定位N70G41G01X50.0Y0D01；建立刀補（轉下頁）N80#100=360.0；設定變量初始值N90#101=50*COS[#100]*COS[#100]*COS[#100]；N100#102=40*SIN[#100]*SIN[#100]*SIN[#100]；N110G01X#101Y#102；加工輪廓曲線N120#100=#100－1.0；N130IF[＃100GE0]GOTO90；N140G40X50.0Y20.0；N150G00Z100.0；程序結束部分N160M05M09；N170M30；（轉下頁）O0011；內球面精加工程序N10G90G94G40G21G17G54；程序開始部分N20G91G28Z0；N30G90G00X0Y0；N40M03S600；N50G00Z20.0M08；N60#111=3；角度賦初值N70#112=12.0*SIN[#111]；刀位點的X坐標N80#113=2－12