数控车高级技师论文-数控车椭圆宏程序编程探讨.doc

PAGE PAGE 1 数控车高级技师论文 数控车椭圆宏程序编程探讨 专 业 数 控 技 术 单 位 姓 名 指导教师 院 系 机电工程系 提交日期：2011年10月 数控车椭圆宏程序编程探讨 【摘要】数控机床在我们机械产品加工中应用已经越来越普及，从而提高了产品质量、缩短了加工时间，获得了较复杂的零件，创造了较高的效益。在数控车床上，常会遇到加工椭圆、抛物线等非圆曲线的零件，本文以在FANUC-0i系统数控车床上车削椭圆弧编程进行较全面的归纳和探讨。 【关键词】FANUC；数控车床；椭圆；宏程序 引言 在数控车床上用宏程序来编写椭圆弧程序进行车削加工，它是用无数微小直线段进行拟合而成（G1指令）。椭圆的方程有两种形式：一种是椭圆标准方程，即=1(ab0);另外一种是椭圆参数方程，即X=acosθ、Y=bsinθ。在编写宏程序过程中，具体使用哪种椭圆方程要根据图纸给定条件决定，有时两种方程都可以使用，如图1所示。 （a）椭圆标准方程 （b）椭圆参数方程 图1：数学坐标系椭圆方程 在数控车床上的坐标轴与数学中的坐标轴不一致，如图2所示，故得出在机床坐标系上椭圆的标准方程为=1(ab0)；参数方程为Z=acosθ、X=2bsinθ（直径量）。 （a）椭圆标准方程 （b）椭圆参数方程 图2：车床坐标系椭圆方程 本文主要阐述椭圆圆心在-Z方向上的椭圆弧编程。 数控车床坐标系原点一般设定在工件的右端面和工件中心轴线交点处，零件的椭圆弧在Z轴负方向上，所以必须对车床坐标系椭圆方程进行-Z方向偏移才能编程加工，如图3所示，X方向也有可能产生偏移，从而得出偏移后的椭圆标准方程为=1（凸椭圆）或=1（凹椭圆）（L为偏移后的圆心与工件坐标系圆心的Z向距离，K为偏移后的圆心与工件坐标系圆心的X向距离,半径量），椭圆的参数方程为Z=acosθ-L、X=2*bsinθ+2K（凸椭圆）或Z=acosθ-L、X=2K-2*bsinθ（凹椭圆）。 （a）椭圆标准方程 （b）椭圆参数方程 图3：车床坐标系椭圆偏移 在数控车床上，常见的椭圆相对与工件坐标系偏移形式主要有三种：第一种椭圆仅仅只在Z轴上进行偏移；第二种椭圆同时在X和Z轴上偏移；第三种是基于前面两种的倾斜椭圆。下面我们来系统分析这三种偏移形式椭圆的编程方法。 1 椭圆只在Z轴上偏移 1.1椭圆弧经过工件坐标系原点 图4：车床坐标系椭圆偏移 椭圆弧经过工件坐标系原点如图4所示，编程方法最为简单，椭圆弧可能是半个椭圆，也有可能是小与或大与半个椭圆的圆弧，编程时可以用标准方程=1（Z方向偏移量和椭圆长半轴相同）进行宏程序编程，也可以使用Z=16cosθ-16（长半轴和Z方向偏移相同）、X=24sinθ（直径量）参数宏程序编程，具体要看椭圆弧终点给出的是坐标数值还是角度值来决定用哪种编程方法。如图4所示椭圆弧为半个椭圆，椭圆终点的坐标数值可以很容易的计算出来（X24，Z-16)，椭圆的起点和终点坐标角度值分别为0°为90°，其程序如表1和表2所示。 表1：标准方程宏程序编程 程序段号 程 序 注 释 N10 T0101 M3 S600; 1号外圆偏刀粗加工零件外形 N20 G0 X32 Z2 M8; 刀具到起刀点 N30 G73 U15 W0 R10; G73轮廓粗加工循环车削 N40 G73 P50 Q160 U0.3 W0 F0.3; N50 G0 X0 N60 G1 Z0 F0.1; N70 #100=0; #100为X N80 #101=0; #101为Z N90 G1 X[#100] Z[#101] F0.1; 直线拟合椭圆弧 N100 #101=#101-0.5; Z为自变量，每次移动0.5步长 N110 #103=#101+16; #103为#101+16 N120 #100=12*SQRT[1-#103*#103/256]; 根据标准方程公式计算出X（应变量）值 N130 #100=2*#100 X为直径量编程 N140 IF [#101GE-16] GOTO 90; 条件判断，当Z≥-16，程序跳转到第90行 N150 G1 Z-43; 车直线 N160 GO X32; 抬刀 N170 GO X200 Z200 M5; 退刀，主轴停