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宏编程在二次曲线轮廓数控车加工中的应用


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 宏编程在二次曲线轮廓数控车加工中的应用 作者:刘志国 来源:《科技资讯》2013 年第 09 期 摘 要:随着生活水平的提升,人们对事物的美感要求也越来越高,曲线作为最具美感的 外形之一,常常成为设计师们设计产品的首选,越来越多的复杂曲线型面部件、产品给数控车 加工带来挑战。另外,在近几年的全国各级各类竞赛中应用宏程序加工也屡见不鲜,各校在教 学和竞赛培训中,都进行了这方面的培训。本文结合教学及竞赛实践分析了数控车床技术中宏 编程和普通编程的特点,详细介绍了宏编程在非圆二次曲线轮廓数控车加工中的应用。 关键词:数控车加工 非圆二次曲线轮廓 宏程序编程 中图分类号:TG51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(c)-0053-02 1 非圆二次曲线轮廓的数控车加工编程 对非圆二次曲线数控车加工进行编程有两种方式,一是普通编程,由于数控车床一般只有 直线插补和弧插补功能,对于非圆二次曲线进行普通编程只能采取用直线段或是圆弧段逐步逼 近非圆曲线轮廓的手工数学处理方式,计算量庞大,容易出现失误,处理的时间也比较长,如 果采取 CAD/CAM 数控自动编程,虽然对某个单一的非二次曲线计算精确,时间也快,但却仅 仅适用于同一形体,对于类似产品只能重新编程,并且自动编程占用内存较大,对数控系统配 置要求较高。二是宏程序编程,采取宏程序手工编程可以避免普通手工编程精度低、自动编程 程序占内存较大以及仅单品适用的缺点,由于手工编写的宏程序可以尽量短小并且实用性强, 极大拓展了非圆二次曲线轮廓数控车加工的范围与功能。 2 非圆二次曲线宏程序编程的主要技术特点 宏程序编程具有几个非常鲜明的特点,一是编程方式灵活。二是宏程序通用性广。三是使 用宏程序编程加工精度高。四是宏程序充分利用了数控系统内部代码,使得程序运行更加高 效、精确。 3 非圆二次曲线宏程序编程的基本步骤 (1)将数学坐标转化为工件坐标。由于参数方程使用的是数学坐标,而数控车床系统使 用的是工件坐标,当两者不一致时,在进行宏程序编程前要对参数方程进行转化。 (2)推导求值公式,并利用已经转化为工件坐标的计算公式建立起数学模型。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (3)对自变量进行选定并确定变量的具体范围。非圆曲线中 X、Z 轴坐标以及角度 Φ 均 可以作为自变量,实际操作中一般选择变化范围大的作为自变量,起始坐标点确定为初始值, 坐标的终点为自变量的终止值,在确定自变量之后可以确定因变量,并写出各自的表达式。 4 非圆二次曲线宏程序编程思路与指令分析 4.1 基本思路 根据曲线轮廓的参数方程 y=f(x),并定义其中一个参数值域,从其中一个极限值开始 以一定的插补步进距离(例如 0.01 mm,1° 等),逐步向另一个极限值变化,求出曲线任意点 的坐标值,通过运用宏程序的参数和转向语句(GOTO)或循环语句(WHILE)进行编程,并 用直线插补(G01)或是曲线插补(G02/G03)进行拟合加工。插补步进距离可以根据加工零 件的精度来适度确定,在满足加工要求的前提下,尽量选取较大值,因为较高的精度要求会对 数控车加工的效率造成不利影响。 4.2 宏指令编程分析 下面以 FANUC 0i—MATE 系统的数控车床椭圆宏程序编程为例进行具体分析。(如图 1)XOZ 表示编程坐标系,X1O1Z1 表示椭圆坐标系,宏程序可以如下表示: NIO #1=a;长半轴赋值。 N20 #2=b;短半轴赋值

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