利用CAXA軟件在數(shù)控車床上自動(dòng)加工拋物線曲面

第第頁(yè)利用CAXA軟件在數(shù)控車床上自動(dòng)加工拋物線曲面在數(shù)控車床上加工拋物線曲面

煙臺(tái)機(jī)電工業(yè)學(xué)校：機(jī)電科

二、加工圖樣分析

零件外輪廓簡(jiǎn)約明白，內(nèi)輪廓中為一拋物線曲面，在該零件中起聚光作用，也是零件難加工部位。困難所在是由于數(shù)控車床一般只能作直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，遇到回轉(zhuǎn)輪廓是拋物線等非圓曲線的零件時(shí)，數(shù)學(xué)處理的任務(wù)是用直線段或圓弧段去迫近非圓輪廓。解決的方法主要有宏指令編程及自動(dòng)編程，而GSK980T系統(tǒng)的宏指令功能非常有限，難以完成。假設(shè)用徑直的數(shù)學(xué)代入取點(diǎn)方法圓弧迫近雖說(shuō)可以，但工作量非常大，面對(duì)都是拋物線曲面類的不同產(chǎn)品時(shí)，工作效率低下。自動(dòng)編程那么很方便解決上述的困難，假設(shè)試件在聚光試驗(yàn)中效果不佳需修改時(shí)方便，刀具軌跡的生成及仿真過(guò)程中便于檢驗(yàn)刀具及參數(shù)選擇的合理性等。由于是試件的加工，在生產(chǎn)工藝上并沒(méi)有較多的考慮，目前主要的任務(wù)是考慮如何實(shí)現(xiàn)拋物線曲面的加工。加工采納一次裝夾。先鉆11的底孔，然后加工內(nèi)拋物線曲面，最末加工外輪廓并切斷。

三、CA*A數(shù)控車軟件操作1．零件圖形計(jì)算機(jī)化

進(jìn)入CA*A數(shù)控車2000的操作界面，繪制試件的零件圖。點(diǎn)擊菜單欄[曲線生成〔C〕]選擇[公式曲線。。。]，繪圖窗口將彈出設(shè)置對(duì)話框。在“公式曲線”對(duì)話框中進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置，設(shè)置如圖3所示。繪圖公式中的*軸與機(jī)床中Z軸對(duì)應(yīng)，Y軸那么對(duì)應(yīng)于機(jī)床中的*軸。曲線的描述那么需要肯定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，一些曲型曲線可通過(guò)查表得到，如拋物線、橢圓、雙曲線，且還應(yīng)化成參數(shù)方程的表達(dá)形式。精度就是用B樣條擬合公式曲線所要達(dá)到的精確程度，對(duì)于公式類曲線，精度掌握選項(xiàng)非常重要。其它輪廓曲線參照相關(guān)菜單指令完成，完成如圖

圖2電筒電杯零件圖

4所示。

圖3公式曲線對(duì)話框

圖4零件輪廓的繪制

2．機(jī)床設(shè)置

在生成刀具走刀軌跡前應(yīng)有針對(duì)性地依據(jù)加工時(shí)所選用的機(jī)床進(jìn)行機(jī)床設(shè)置。詳細(xì)操作為：點(diǎn)擊菜單欄[數(shù)控車〔P〕]，選擇[機(jī)床設(shè)置〔M〕。。。]，繪圖窗口將彈出設(shè)置對(duì)話框。在“機(jī)床設(shè)置”對(duì)話框中進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置，設(shè)置如圖5所示。

圖5機(jī)床類型設(shè)置對(duì)話框

CA*A

軟件的程序格式，以字符串、宏指令@字符串和宏指令的方式進(jìn)行設(shè)置，其中宏指令為$+宏指令串，下面是系統(tǒng)提供的常用宏指令串：

當(dāng)前后置文件名：POST_NAME

冷卻液開(kāi)：COOL_ON冷卻液關(guān)：COOL_OFF程序暫停：SPN_OFF程序結(jié)束：PRO_STOP左補(bǔ)償：DCMP_LFT右補(bǔ)償：DCMP_RGH補(bǔ)償關(guān)閉：DCMP_OFF主軸正轉(zhuǎn)：SPN_CW主軸設(shè)定：SPN_F主軸轉(zhuǎn)速：SPN_SPEED刀具調(diào)用：CHANGE_TOOL刀具號(hào)：TOOL_NO刀補(bǔ)號(hào)：COMP_NO3．后置處理設(shè)置

后置處理就是針對(duì)特定的機(jī)床，對(duì)后置輸出的數(shù)控序的格式進(jìn)行設(shè)置。詳細(xì)操作為：點(diǎn)擊菜單欄[數(shù)控車〔P〕]，選擇[后置處理設(shè)置〔P〕。。。]，繪圖窗口將彈出設(shè)置對(duì)話框。在“后置處理設(shè)置”對(duì)話框中進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置，設(shè)置如圖6所示。

圖5機(jī)床類型設(shè)置對(duì)話框

4．拋物線曲面粗車刀具軌跡生成

點(diǎn)擊菜單欄[數(shù)控車〔]，選擇[輪廓粗車〔。。。]，繪圖窗口將彈出設(shè)置對(duì)話框。

全部參數(shù)的設(shè)定主要用于對(duì)粗車加工中的各種工藝條件和加工方式進(jìn)行限定，設(shè)置過(guò)程需要有肯定的加工操作閱歷，并參照機(jī)床功率、刀具切削加工性、材料的切削性能等，并在加工削切中不斷調(diào)整形成自我的知識(shí)體系。如圖6~9所示，針對(duì)加工實(shí)際狀況完成對(duì)話框各列表的設(shè)置，如圖6~9所示。

圖6加工參數(shù)列表

圖8切削用量列表

圖7進(jìn)退刀方式列表

圖9輪廓車刀列表

完成上述設(shè)定后按“確定”鍵完成設(shè)置，系統(tǒng)在狀態(tài)欄中將提示：[拾取加工工件表面輪廓]，按提示完成工件待加工表面輪廓的選擇并按右鍵結(jié)束選擇，屏幕又提示：[拾取定義的毛坯輪廓]，按提示完成毛坯輪廓的選擇并按右鍵結(jié)束選擇，屏幕將進(jìn)一步提示：[輸入退刀點(diǎn)]，按提示拾取或徑直座標(biāo)輸入退刀點(diǎn)完成最末的操作。此時(shí)屏幕將以非常顏色顯示生成的刀具軌跡，如圖10所示。

圖10粗加工刀具軌跡

圖11粗加工軌跡仿真

5．軌跡仿真

點(diǎn)擊菜單欄[數(shù)控車〔P〕]

，選擇

[軌跡仿真〔S〕。。。]，然后按屏幕提示完成各項(xiàng)操作，最末涌現(xiàn)如圖11所示仿真加工過(guò)程界面。6．程序代碼生成

點(diǎn)擊菜單欄[數(shù)控車〔P〕]，選擇[代碼生成〔G〕。。。]，繪圖窗口將彈出設(shè)置對(duì)話框。在對(duì)話框中輸入將生成的程序名按“打開(kāi)”鍵打開(kāi)，接著按屏幕提示拾取刀具軌跡并按右鍵結(jié)束選擇，此時(shí)屏幕將彈出已打開(kāi)的程序文件。7．拋物線曲面精加工

精加工操作與粗加工相類，只是設(shè)置的內(nèi)容針對(duì)精加工而定，在此不再作詳盡說(shuō)明。

四、數(shù)據(jù)通訊

1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)與PC機(jī)的連接

GSK980T數(shù)控系統(tǒng)可通過(guò)RS232-C串行接口與通用PC機(jī)進(jìn)行通訊。數(shù)控系統(tǒng)通訊接口與PC機(jī)的連接如圖(n)所示。如體操作應(yīng)選用八芯的雙屏蔽網(wǎng)線，焊接接頭時(shí)選用其中5

條，留意不同端口的焊接有不同，完成后可通過(guò)萬(wàn)用表電阻檔檢驗(yàn)焊接的正確性及屏蔽層是否與金屬外殼相接。

通訊軟件的安裝步驟：

〔1〕PC機(jī)及本系統(tǒng)斷電狀態(tài)下，連接通訊電纜：DB9針插頭插入GSK980系統(tǒng)的*S36通訊接口，DB9孔插頭插入PC機(jī)9針串行口COM1。

〔2〕本系統(tǒng)上電后進(jìn)入?yún)?shù)頁(yè)面檢查參數(shù)002是否已設(shè)為11101000，如參數(shù)值不同，需修改參數(shù)；

〔3〕在win98操作系統(tǒng)下，將通訊軟件安裝至硬盤(pán)中一專用目次，如此處以C:\GSK980為例?！沧ⅲ翰煌膫鬏斳浖?duì)操作系統(tǒng)要求不同，如下面用到的軟件必需是在Win98及以下版本的操作系下，廣州超軟為廣數(shù)開(kāi)發(fā)的Win*P下的軟件那么可在*P操作系統(tǒng)下工作?！?．通訊軟件的操作

在MS_DOS方式下進(jìn)入C:\GSK980目次，鍵入“GSK980”后，PC機(jī)屏幕顯示如下操作界面。

屏幕顯示說(shuō)明：

Ⅰ．屏幕左上方顯示通訊軟件版本號(hào)；

Ⅱ．屏幕右上方顯示當(dāng)前有效串行口及串行通訊波特率；

Ⅲ．屏幕下方為通訊操作菜單，從左至右對(duì)應(yīng)PC鍵盤(pán)F1~F5鍵，按鍵執(zhí)行相應(yīng)操作。F1：StCom進(jìn)行串行口設(shè)置F2：TransPC機(jī)傳送數(shù)據(jù)至980CNCF3：Recit980CNC傳送數(shù)據(jù)至PC機(jī)F4：K-DNCDNC通訊〔目前此功能無(wú)效〕F5：K-editPC機(jī)數(shù)據(jù)文件編輯

Esc：Esc-E*it退出通訊程序，返回DOS提示符〔1〕串行口的設(shè)置

①GSK980系統(tǒng)串行口設(shè)置

GSK980系統(tǒng)串行通訊波特率由參數(shù)No.044設(shè)置，設(shè)置范圍如下：50、100、110、150、200、300、600、1200、2400、4800。選用出廠時(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置：2400

②PC機(jī)串行口設(shè)置

進(jìn)入通訊操作界面后，按“F1”鍵，屏幕提示：SelectSerialPort(0/1)：

依據(jù)通訊線插入位置輸入1選擇COM1口為當(dāng)前通訊口，并按屏幕提示選擇與GSK980系統(tǒng)相同的波特率〔如：2400〕?！?〕數(shù)據(jù)的傳送〔PC→CNC〕

執(zhí)行傳送功能可將PC機(jī)內(nèi)指定的數(shù)據(jù)文件輸入到GSK980系統(tǒng)RAM區(qū)，可傳送的數(shù)據(jù)包括加工程序、參數(shù)、刀補(bǔ)。

①單個(gè)程序的輸入

Ⅰ．先打開(kāi)GSK980系統(tǒng)的程序開(kāi)關(guān)，選擇編輯操作方式并進(jìn)入程序頁(yè)面顯示；Ⅱ．在PC機(jī)通訊操作界面下，按“F2”鍵，屏幕底行提示：S/C：Filenametotransmit：

鍵入PC機(jī)內(nèi)待傳送的程序名后按“”鍵。在GSK980系統(tǒng)鍵盤(pán)上鍵入地址鍵鍵入存儲(chǔ)器中未用程序名；按

；

鍵，傳送開(kāi)始，GSK980系統(tǒng)的LCD右下角顯示“輸入”

字樣并閃耀，PC機(jī)屏幕顯示傳送的程序；傳送結(jié)束后，按PC機(jī)任一鍵屏幕返回操作界面。

②參數(shù)、刀補(bǔ)的輸入操作與單個(gè)程序的輸入相同，只是在PC機(jī)中輸入的文件名不同，參數(shù)輸入前需打開(kāi)GSK980系統(tǒng)的參數(shù)開(kāi)關(guān)并進(jìn)入相應(yīng)頁(yè)面。

4．通訊說(shuō)明

當(dāng)通訊功能有效時(shí)，可以將參數(shù)作為文件在PC與CNC間雙向傳送，在PC機(jī)中的文件需要遵守以下格式：

〔1〕文件開(kāi)頭為“%”；〔2〕參數(shù)號(hào)和參數(shù)值的格式為：

N__P__。其中N：參數(shù)號(hào)；P：參數(shù)值，參數(shù)值的前導(dǎo)零可以省略。〔3〕文件以“%”為結(jié)束符，讀到此代碼后，數(shù)據(jù)輸入結(jié)束；〔4〕在文件上沒(méi)有的參數(shù)、刀補(bǔ)號(hào)，當(dāng)讀入后，其值不改變。五、加工機(jī)床操作1．機(jī)床上程序的再校驗(yàn)

為防止在傳輸過(guò)程中，在PC機(jī)中輸入的文件出錯(cuò)或傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的丟失，因而在機(jī)床上同樣需要再一次校驗(yàn)，在鎖定的狀況下空動(dòng)行并觀測(cè)作圖軌跡是否與目標(biāo)輪廓全都。2．裝刀對(duì)刀操作

加工時(shí)所選用的車刀應(yīng)與自動(dòng)編程生成走刀軌跡時(shí)所選用的刀具參數(shù)相全都。所用的刀柄直徑為10mm的機(jī)夾內(nèi)孔車刀，加工時(shí)刀具的主偏角為95，需外置刀架，刀頭伸出長(zhǎng)度為26mm。刀桿與工件軸心成水平，刀尖高度應(yīng)與工件軸心等高。對(duì)刀時(shí)應(yīng)切記編程原點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn)，當(dāng)試切端面定Z軸座標(biāo)時(shí)，此時(shí)輸入的Z軸座標(biāo)值應(yīng)為z24.0mm。其它那么按平常完成對(duì)刀。3．切削加工

先鉆中心孔，接著鉆11mm底孔，然后粗、精加工曲面輪廓。該試件為鋁件，加工時(shí)應(yīng)加切削液，詳細(xì)操作步驟省略。六、過(guò)程體會(huì)：

1．宏程序的學(xué)習(xí)對(duì)于一線的生產(chǎn)工人學(xué)習(xí)有肯定的困難，況且不同的系統(tǒng)的宏程序功能有較大的差異，象廣州數(shù)控GSK98