CN104483903A - 一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法 - Google Patents

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM

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Abstract

本发明公开了一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法。先是椭圆标准方程转换为车床方程，在进行宏程序编制，A为椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值，B为椭圆中心相对于椭圆终点的坐标值代入方程#2＝2*b*SQRT[b*b-#1*#1]/b，G01 X[C]z[D]，#1＝#1-/+a即可完成步骤。本发明的有益效果是针对各种椭圆轮廓曲线的典型零件案例总结出的一种工艺编程制定的有关步骤，对课程教学过程中具有一定的指导意义。

Description

一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法
技术领域
本发明属于数控车床技术领域，涉及一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法。
背景技术
现代职业教育具有其自身的发展规律和特点，无论是高等职业教育体系还是中等职业教育体系，职业教育的重要特征是工学结合，这点已经逐步被职业教育、企业及社会认同。从职业教育在数控加工技术类技能型、应用性人才的培养，近几年来国家、省级和地方等级别的数控类职业技能竞赛的开展以及现代制造企业实际生产情况等方面来看，职业教育课程改革势在必行，探索一条符合职业教育规律和企业实践工作过程相结合的途径，改革与开发基于工作过程为导向的课程不仅体现“工学结合”的特色且切合实际。文中在《基于工作过程的<典型零件数控加工工艺制定与实施>课程开发》项目的基础上，在回转体类零件加工工艺制定与实施方面对非圆曲线轮廓零件在数控车床上的加工部分内容进行探讨。
数控车床职业技能操作工种是当前最为流行和广泛的职业技能工种，目前五个级别的工种在一些省市都基本具备。数控车床操作也是从事其他数控设备操作的基础，而数控车床加工的主要对象是回转体类零件，从近几年的各类数控车床操作技能大赛赛题来看，尤其是国家举办的三届全国数控技能大赛的赛题，其试题从2004年第一届的椭圆轮廓配合件加工到2008年第三届的正余弦曲线轮廓配合件加工，可见非圆曲线轮廓的加工是数控车床操作的重点内容；从企业方面来看，运用数控车床对零件加工，在手工编程方面主要侧重于宏程序的编制，一方面，宏程序短小精干，比CAD/CAM软件自动编程程序简单且易于修改，所占数控系统内存空间小；另一方面，对于工艺编程人员来说，编制宏程序能清楚并正确地剖析工艺的轨迹路线，把握刀具运行的正确性，是衡量一位数控车工艺编程人员的重要指标。
在数控车削中常常遇到加工椭圆、抛物线、双曲线、正余弦等非圆轮廓曲线零件。数控车床宏程序(又称用户宏程序)的引入为我们提供了更丰富的编程功能。用户是使用宏程序变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，以及宏程序所提供的循环语句、分支语句和子程序调用语句来进行工艺分析编程的。为此，从分析不同非圆轮廓曲线零件来说，这类零件的加工工艺(主要是刀具运动轨迹)原理是相同的，在课程建设中，构建以椭圆轮廓为主的回转体典型零件，具有工艺特征代表性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法。
首先是椭圆标准方程转换： 宏程序编制步骤：
第一步：#1＝A #1为Z方向赋值，A为椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值(在编程坐标系中起点在椭圆中心之前的为正值，反之为负值)。
第二步：WHILE#1GE/LE B B为椭圆中心相对于椭圆终点的坐标值(正负值同上)。
第三步：代入方程#2＝2*b*SQRT[b*b-#1*#1]/b #2为X方向赋值。
第四步：G01X[C]z[D]。
C：(1)当为凸的椭圆时(椭圆中心点与零件中心线不重合)C＝#2+E，E为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值。
(2)当为凹的椭圆时c＝E-#2，E为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值。
(3)当椭圆的中心点与工件中心线在同一直线上的时候C＝#2。
D：为椭圆的中心点相对于工件坐标系Z零点之间长度方向的数值+#1。
第五步：#1＝#1-/+a(a根据零件表明光洁度要求确定)
第六步：ENDW。
本发明的有益效果是针对各种椭圆轮廓曲线的典型零件案例总结出的一种工艺编程制定的有关步骤，对课程教学过程中具有一定的指导意义。
附图说明
图1是本发明典型零件1的示意图；
图2是本发明典型零件2的示意图；
图3是本发明典型零件3的示意图；
图4是本发明典型零件4的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明是基于工作过程的课程开发是现代职业教育改革与发展的趋势；结合数控加工技术类课程项目的改革，在非圆曲线轮廓的回转体类零件加工中，以典型椭圆轮廓零件为案例，编制宏程序应用在数控车床中，这对职业院校课程改革和企业实际工作相结合具有一定的借鉴作用。
以华中数控车HNC-21/22T系统来说明宏程序的具体应用。
以椭圆为例，椭圆的一个方程式是这样的：它在数控加工中不能直接把该方程代入进去，需进行一些变换：
赋值语句：
椭圆的方程式必须先变换成X＝？或Y＝？的形式，假若A＝50，B＝20，则可以写成用#10表示X，用#11表示Y，那么它就写成了这样的形式：
#10＝SQRT[[50*50*20*20-50*50*#11*#11]/[20*20]]，在数控中它是一个赋值语句，就是把后面的值送给宏变量#10。
又如，#3＝100.0，含义是把100.0送入宏变量#3。
#3＝#3+1，由于数控中它是赋值语句，是可以这样写的，不能把它看成数学等式，含义是把#3变量中的值+1后送入到#3中，如#3中原来是100.0，则经过#3＝#3+1程序后，#3中的值就变成了101.0。这类语句在宏程序中很常见。值得注意的是赋值号两边的内容不能随意互换，左边的只能是变量，右边的只能是常数或表达式，而且一个赋值语句只能给一个变量赋值。
表达式：用运算符链拉起来的常数，宏变量构成表达式，如下所示：
SQRT[[50*50*20*20-50*50*#11*#11]/[20*20]]，#3+1，表达式是没有“＝”号的。
宏程序中常用这三类语句：
格式1：无条件转移语句GOTO N(N为顺序号，范围1～9999)，
含义：执行无条件跳转至第N句，使用的较少。
格式2：条件判别语句
IF[条件表达式]
。。。
ENDIF
含义：先判断，条件满足则往下执行，否则执行ENDIF后的语句。
格式3：循环语句
WHILE[条件表达式]
。。。(循环体)
ENDW
含义：在WHILE后指定一个条件表达式，当条件满足时，执行WHILE后面到ENDW前面的程序，然后返回到WHILE重新判断条件，直到条件不满足后才执行ENDW后面的程序。注意：在不同的机床，上述语句的格式和含义稍有不同，在实际编程中要根据所使用的机床进行变化。上面的语句是华中数控HNC-21/22T所使用的语句。
下面列举具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：图1-图4为典型零件1-4的示意图，根据图1的典型零件1，程序以华中世纪星HNC21/22T系统的格式编写程序计算说明：
由椭圆方程：得出，并且X为半径值。
椭圆中心在如图编程坐标系中的点(0，-20)(编程原点在椭圆右顶点处)。
加工程序如下：
O0001
％0001
T0101
M03S600
G0 X62 Z2；
G71 U2R0.5 P1 Q2X0.5Z0F120
G00X100
Z100
T0202
M03S1500
G00X62Z2
N1G00X0
G01Z0F80
#1＝20       (Z方向长度变量#1的初始值)
WHILE#1GT0(条件判断，当变量#1大于0时，接着执行下一段程序段，否则从ENDW程序段开始执行)
#2＝2*15*SQRT[20*20-#1*#1]/20(根据椭圆方程的数学处理为变量#2赋值)
G01X[#2]Z[#1-20](直线插补运动，目的坐标由变量决定)
#1＝#1-0.2(为长度变量#1赋值，每次使之减小0.2，若零件轮廓精度要求很高时，可发生相应变化)
ENDW(条件判断结束，该结束语与WHILE语句成对使用)
G01X36
X40W-2
Z-35
#1＝0(长度方向的变量#1的初始值)
#2＝0(角度方向的变量#2的初始值)
WHILE#1GT[-40](条件判断，当变量#1大于-40时，接着执行下一段程序段，否则从ENDW程序段开始执行。注：如此处为负值一定要加括号。)
#4＝8*COS[#2](余弦曲线方程，数值可根据具体数值相应变化。)
#2＝#2+PI/40(为角度变量#2赋值，每次变化一度，此数值与长度方向数值同时发生变化。)
G01X[2*#4]Z[#1-35](直线插补运动，目的坐标由变量决定)
#1＝#1-0.2(为长度变量#1赋值，每次使之减小0.2，若零件轮廓精度要求很高时，可发生相应变化)
ENDW(条件判断结束，该结束语与WHILE语句成对使用)
G01X46
G03X50W-2R2
G01Z-80
N2X65
G00X100
Z100
M30
注：此方法是采用偏置坐标系的方法，就是在编非圆曲线的时候假想编程坐标系在非圆曲线的中心或者起点进行编程，然后在直线插补里面再把坐标系偏置回来。该种方法在实际教学过程中指导教师应当予以讲解。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种典型零件宏程序编制在数控车床中的应用方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
步骤1、进行椭圆标准方程转换：
椭圆标准方程为转换为车床方程为
步骤2、#1＝A，#1为Z方向赋值，A为椭圆中心相对于椭圆起点的坐标值；
步骤3：WHILE#1GE/LE B，B为椭圆中心相对于椭圆终点的坐标值；
步骤4：代入方程#2＝2*b*SQRT[b*b-#1*#1]/b，#2为X方向赋值；
步骤5：G01X[C]z[D]；
C：(1)当为凸的椭圆时，C＝#2+E，E为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值；
(2)当为凹的椭圆时c＝E-#2，E为椭圆的中心点在工件坐标系直径方向的数值；
(3)当椭圆的中心点与工件中心线在同一直线上的时候C＝#2；
D：为椭圆的中心点相对于工件坐标系Z零点之间长度方向的数值+#1；
步骤6：#1＝#1-/+a；
步骤7：ENDW。
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Title
陈冲锋: "典型零件宏程序编制在数控车床中的应用", 《中国现代教育装备》 *

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