在数控车床上实现椭圆的粗、精加工.docVIP

数控车床加工对象为各种类型的回转面，其中对于圆柱面、锥面、圆弧面、球面等的加工，可以利用直线插补和圆弧插补指令完成，而对于椭圆等一些非圆曲线构成的回转体，加工起来具有一定的难度。这是因为大多数的数控系统只提供直线插补和圆弧插补两种插补功能，更高档的数控系统提供双曲线、正弦曲线和样条曲线插补功能，但是一般都没有椭圆插补功能。因此，在数控机床上对椭圆的加工大多采用小段直线或者小段圆弧逼近的方法来编制椭圆加工程序。 在这里结合工作实践对车削椭圆轮廓的宏程序的编制方法进行探讨。 一、椭圆宏程序的编制原理 ??? 数控系统的控制软件，一般由初始化模块、输入数据处理模块、插补运算处理模块、速度控制模块、系统管理模块和诊断模块组成。其中插补运算处理模块的作用是依据程序中给定的轮廓的起点、终点 等数值对起点终点之间的坐标点进行数据密化，然后由控制软件，依据数据密化得到的坐标点值驱动刀具依次逼近理想轨迹线的方式来移动，从而完成整个零件的加工。 ??? 依据数据密化的原理，我们可以根据曲线方程，利用数控系统具备的宏程序功能，密集的算出曲线上的坐标点值，然后驱动刀具沿着这些坐标点一步步移动就能加工出具有椭圆、抛物线等非圆曲线轮廓的工件。 二、椭圆宏程序的编制步骤 宏编程一般步骤：??? 1.首先要有标准方程（或参数方程）?? 一般图中会给出。??? 2.对标准方程进行转化，将数学坐标转化成工件坐标???? 标准方程中的坐标是数学坐标，要应用到数控车床上，必须要转化到工件坐标系中。 ???? 3.求值公式推导?? 利用转化后的公式推导出坐标计算公式???? 4.求值公式选择?? 根据实际选择计算公式???? 5.编程? 公式选择好后就可以开始编程了 三、加工实例 下面分别就工件坐标原点与椭圆中心重合，偏离等2种情况进行编程说明。 ??? （1）工件坐标原点与椭圆中心重合 ???? 椭圆标准方程为 ? ①?? ???? 转化到工件坐标系中为 ② ? ???根据以上公式我们可以推导出以下计算公式 ?????? ???③ ?????? ?④ ??? 在这里我们取公式③。凸椭圆取+号，凹椭圆取-号。即X值根据Z值的变化而变化，公式④不能加工过象限椭圆，所以舍弃。? ?? ?下面就是FANUC系统0i椭圆精加工程序： O0001;??? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 程序名#1=100;? ?? ???????? ?? ??用＃1指定Z向起点值#2=100;? ?? ? ?? ?? ?? ? 用＃2指定长半轴#3=50;? ?? ?? ?? ?? ? ??用＃3指定短半轴G99 T0101 S500 M03;? ?? ?? ?? 机床准备相关指令G00 X150. Z150. M08;? ?? ??? 程序起点定位，切削液开? X0?Z101.；? ???? 快速定位到靠近椭圆加工起点的位置WHILE[#1GE-80]DO1;??? 当Z值大于等于-80时执行DO1到END1???????????????????????? ???????????????????????? 之间的程序 #4=#3*SQRT[1-#1*#1/[#2*#2]];? ?? ?计算X值，就是把公式 ???????????????????? ? 里面的各值用变量代替G01 X[#4*2] Z#1 F0.15;?? ?直线插补，这里＃4×2是因为公 式里面的X值是半径值#1=#1-0.1;? ??? 步距0.1，即Z值递减量为0.1，此值过大 ????????????????? 影响形状精度，过小加 重系统运算负担， ????????????????? 应在满足形状精度的前提下尽可能取大值。END1;? ?? ?? 语句结束，这里的END1与上面的DO1对应G01 Z-110 ;? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?加工圆柱面X102.;? ?? ?? ?? ??? ? ?? ?? ?退刀G00 X150. Z150.；?????????????????????????? 回程序起点M09;? ?? ?? ????????????????????? ???切削液关 M05;? ???? ?? ?? ?? ?? ?? ?主轴停止M30;? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ??程序结束（2） 工件坐标原点与椭圆中心偏离 ??? 数控车床编程原点与椭圆中心不重合，这时需要将椭圆Z(X)轴负向移动长半轴的距离，使起点为0，原公式 转变为： ??????????? ??⑤ ???? Z1----编程原点与椭圆中心的Z向偏距；此例中为-100 ???? X1----编程原点与椭圆中心的X向偏距；此例中