数控车床加工非圆曲线宏程序编程技巧

梁锦龙

数控车床加工非圆曲线宏程序编程技巧
来源：机械专家网     发布时间：2010-11-16 佳工机电网
机械加工中常有由复杂曲线所构成的非圆曲线（如椭圆曲线、抛物线、双曲线和渐开线等）零件，随着工业产品性能要求的不断提高，非圆曲线零件的作用就日益重要，其加工质量往往成为生产制造的关键。数控机床的数控系统一般只具有直线插补和圆弧插补功能，非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别，一般运用拟合法来进行加工。而此类方法的特点是根据零件图纸的形状误差要求，把曲线用许多小段的直线来代替，根据零件图纸的形状误差，如果要求高，直线的段数就多，虽然可以凭借CAD软件来计算节点的坐标，但是节点太多也导致了加工中的不方便，如果能灵活运用宏程序，则可以方便简捷地进行编程，从而提高加工效率。
' I8 B( b7 m. q1 @& Q7 y一、非圆曲线宏程序的使用步骤
# D! g% U, w( V- c% r! X0 u" d（1）选定自变量。非圆曲线中的X和Z坐标均可以被定义成为自变量，一般情况下会选择变化范围大的一个作为自变量，并且要考虑函数表达式在宏程序中书写的简便，为方便起见，我们事先把与Z坐标相关的变量设为＃100、＃101，将X坐标相关的变量设为＃200、＃201等。
. U8 n# q8 ^- r! L0 A; [; U  W（2）确定自变量起止点的坐标值。必须要明确该坐标值的坐标系是相对于非圆曲线自身的坐标系，其起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。
（3）进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式。
（4）确定公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的代数偏移量（△X和△Z）。
/ W# F6 n' {: H6 j* [（5）计算工件坐标系下的非圆曲线上各点的X坐标值（＃201）时，判别宏变量＃200的正负号。以编程轮廓中的公式曲线自身坐标原点为原点，绘制对应的曲线坐标系的X′和Z′坐标轴，以其Z′坐标为分界线，将轮廓分为正负两种轮廓，编程轮廓在X′正方向称为正轮廓，编程轮廓在X′负方向为负轮廓。
/ H2 L, N5 R& I+ I如果编程中使用的公式曲线是正轮廓，则在计算工件坐标系下的X坐标值（＃201）时，宏变量＃200的前面应冠以正号；如公式曲线是负轮廓，则宏变量＃200的前面应冠以负号，即＃201＝±＃200＋△X。
（6）设计非圆曲线宏程序的模板。设Z坐标为自变量＃100，X坐标为因变量＃200，自变量步长为△W，△X为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下X方向偏移量，△Z为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下Z方向偏移量，则公式曲线段的加工程序宏指令编程模板如下。
  ]( B( ?, e5 x7 p＃100＝Z1（定义自变量的起点Z坐标）
3 }* W8 }. q0 r% MWHILE【＃100GEZ2】DO1
' S% E* V" m5 @; I3 s# W  i（加工控制）
＃200＝F（＃100）（建立自变量与因变量函数关系式）
＃201＝±＃200＋△X
（计算曲线上点在加工坐标系的X坐标）
* x6 l) I. {: s  W! G+ h＃101＝＃100＋△Z（计算曲线上点在加工坐标系的Z坐标）
0 o& ~# T) e* }+ U/ [) p( Y: X5 hG01X【2×＃201】Z【＃101】F
（曲线加工）
＃100＝＃100－△W（自变量减小一个步距）
5 G8 Y+ R* g1 G% `* A9 @END1（加工结束）
, {: T- B+ B& e% J/ |- g, \二、非圆曲线宏程序的具体应用实例
' m* N( v2 b/ ?; T6 @/ u运用以上非圆曲线宏程序模板，就可以快速准确实现零件公式曲线轮廓的编程和加工。下面介绍一个具体应用示例。加工图1所示椭圆轮廓，棒料Φ45，编程零点放在工件右端面。
: {+ O0 Q, J# e. P2 ]  B（1）分析零件尺寸，确定正负轮廓及代数偏移量（△X和△Z）。
在计算工件坐标系下的X坐标值（＃3、＃201）时，宏变量＃200的前面应冠以正号，公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的偏移量为（X0，Z－60）。
（2）零件的外轮廓粗精加工参考程序如下（粗加工用直角方程，精加工用极坐标方程）。
4 d8 p/ ]9 X; v  I' V% iO9988
: j7 [) L! H8 x6 @6 Z* d( AG98S700M3；T0101；
' }* r" q$ t, M" f/ JG0X41Z2；
7 v/ J  Q9 r" Z9 l  UG1Z－100F150；（粗加工开始）G0X42；
Z2；
8 L1 {$ C5 X, |1 [＃1＝20×20×4；（4A2）
＃2＝60；（B）
＃3＝35；（X初值（直径值））WHILE【＃3GE0】DO1；（粗加工控制）
＃100＝＃2×SQRT【1－＃3×＃3／＃1】；（Z）
＃101＝＃100－60＋0.2
5 a1 m2 L6 Z! CG0X【＃3＋1】；（进刀）
2 f3 h, s- {7 D$ l% }8 A. M8 fG1Z【＃101】F150；（切削）
* A, d! H5 D* k- S# D7 Y% ZG0U1；（退刀）Z2；（返回）
＃3＝＃3－4；（下一刀切削直径）END1；
6 c8 z% N7 F% w) a5 x% ?＃10＝0.8；（X向精加工余量）
- V+ e& u0 Z9 ^! z& P3 D5 D＃11＝0.1；（Z向精加工余量）WHILE【＃10GE0】DO1；（半精、精加工控制）
, ?  l) z7 ~3 G9 p1 e5 L. S' UG0X0S800；（进刀，准备精加工）
＃20＝0；（角度初值）WHILE【＃20LE90】DO2；（曲线加工范围）
＃200＝2×20×SIN【＃20】；（X）
9 f7 i5 c  D1 y- }. m6 W4 h＃201＝＃200＋＃10
＃100＝60×COS【＃20】；（Z）
& i  u  ?  _) @: \. \3 n6 D: ~2 y8 C＃101＝＃100＋＃11－60
G1X【＃201】Z【＃101】F100；（曲线精加工）
文章关键词： 编程、数控加工
- d$ _3 W' b" |. ~' h3 h: [　 。
" N6 i( L" x" Y市场业务：
客户服务：
专家咨询：
) M5 c6 h- z, l网络服务：