摘要: 本文介绍了数控铣削加工过程中直角、圆角、圆球及非圆曲线球的标准方程,通过系统变量#13001来简化铣削宏程序B的编制,给出手工编程的一般步骤,并进行了实例编程。 关键词: 数控铣削 方法与技巧 宏程序 方法与技巧 一、前言 在手工编制数控铣削程序时,很多人对宏程序望而却步,产生了畏惧心理,因而在遇到编制圆角、直角、圆及非圆曲线球程序时,只得放弃,甚是可惜。笔者通过手工编程、输入加工、实测验证,归纳总结出用系统变量#13001编制数控铣削宏程序的技巧,它适用于编制一般的具有参数方程的非圆曲线、倒圆角、倒直角数控铣削程序的场合,从而基本解决了数控铣削中的宏程序手工编制问题。 二、方法与技巧 (一)非圆曲线、圆角、直角的标准方程。 通常非圆曲线是指椭圆、双曲线、抛物线及一般曲线(圆或者直线),在数学上它们都有其标准方程,在数控铣削加工过程中通常采用参数方程式进行编程。 椭圆的参数方程:x=acosα,y=bsinα 双曲线的参数方程:x=asecα,y=btanα 抛物线参数方程的一种形式:x=2pt2,y=2pt 圆的参数方程:x=rcosα,y=rsinα 直线的参数方程:x=x0+tcosα,y=y2+tsinα 根据笛卡尔右手定则,在数控铣床上平面主要是X0Y平面上加工工件,所以上述公式主要以X、Y、α、t作为变量,其中a、b、r是常数。 (二)宏变量中的系统变量#13001的介绍。 在FANUC 0i系统中,系统提供的参数可以实现刀补功能。使用系统参数不仅可以传递固定值,还可以传递变量值。下面介绍参数表示的含义: #13001相当于D01,#13002相当于D02,依次类推。 例如:#13001=6.0,表示将刀补值6.0输入到刀补D01中;#13001=5.0×SIN[#1],表示将变量值5.0×SIN[#1]输入到刀补D01中。 (三)用系统变量#13001编写宏程序的一般步骤。 用系统变量手工编制数控铣削宏程序的一般步骤如下: 1.找到加工图纸中圆角、直角、球类的轨迹,确定曲线类型,找到或者求出曲线的参数方程。 2.确定系统变量#13001刀补所对应的参数计算值,求出#13001的值,一般采用变量式来表示该值,假设刀具直径为Φ10,加工下图所示直角。 #13001中的值=刀具直径值-(倒角边长-每次Z方向变化值所对应的X变化值),假设变量#1代表Z方向的变化值,由于该倒角是45度角,X方向的变化值等于#1×tan45°,因此得出#13001=5-(2-#1),通常由于#1值取为负,故#13001=10-(2-(-#1))。 3.设定宏变量,对于上述直角只需要设定Z方向变化宏变量#1,当然对于圆角而言,采用参数方程就需要设定角度变化宏变量,我们在下面举例中详细介绍变量的设定。 4.应用数控系统中的宏程序指令,开始时写出宏程序判定条件表达式,进行直线插补,然后设定宏变量,通过计算对#13001进行补正并进行轮廓加工,最后写出宏程序结束指令。 (四)编程实例。 下面以FANUC-0i Mate Mc数控系统为例,进一步来说明#13001手工编制数控铣削宏程序的方法和技巧。 例一:编制上图所示倒角的加工程序。 %00001; N10 G99 G90 G80 G40 G49 G69;//取消指令 N20 G54 G0 X100 Y100 Z100;//工件坐标系指定 N30 M03 S600;//主轴正转 N40 G0 X60 Y-60;//快速走刀至(60,-60)处N50 Z5;//快速下刀至安全平面5mm处 N60 G1 Z-2 F200;//Z轴进给至零点下方2mm处 N70 #1=-2;//#1赋初始值(变量#1代表Z方向的变化值) N80 WHILE[#1 LE 0]DO1;//条件判断语句 N90 #13001=10-[2-(#1)];//#13001赋值 N100 G41 G1 X60 Y-30 D01;//刀补建立 N110 X-30;//开始加工正方形 N120 Y30; N130 X30; N140 Y-60; N150 G40 X60; N160 #1=#1+0.1;//#1进行Z值变化,每次变化0.1mm N170 END1;//条件判断结束 N180 G0 X100 Y100;//X,Y方向退刀 N190 Z100;//Z方向退刀 N200 M30;//程序结束 上述两个例子中加工的主要以直角为主,最后通过实例对复杂曲线,例如椭圆球进行加工举例。 例二:编制下图所示椭圆球的加工程序。 %00003; N10 G99 G90 G80 G40 G49 G69;//取消指令 N20 G54 G0 X100 Y100 Z100;//工件坐标系指定 N30 M03 S600;//主轴正转 N40 G0 X60 Y0;//快速走刀至(60,-60)处 N50 Z5;//快速下刀至安全平面5mm处 N60 G1 Z-20 F200;//Z轴进给至零点下方2mm处 N70 #1=0;//#1赋初始值(变量#1代表主视图椭圆的角度变化值,该图从0变化到90) N80 #2=0;//#2赋初始值(变量#2代表俯视图椭圆的角度变化值,该图从0变化到360) N90 WHILE[#1 LE 90]DO1;//判断主视图椭圆球是否走至中心条件判断式 N100 #3=30*COS[#1];//计算主视图椭圆X方向的值 N110 #4=20*SIN[#1];//计算主视图椭圆Z方向的值 N120 G1 Z-[20-#4];//Z方向走刀 N130 #13001=10-[30-#3];//对刀具半径进行补正 N140 G42 G1 X30 Y0 D01;//建立刀补 N150 #2=0;//对俯视图椭圆的初始角度赋值 N160 WHILE[#2 LE 360]DO2;//判断俯视图椭圆是否加工结束判断式 N170 #5=30*COS[#2];//计算俯视图椭圆X方向的值 N180 #6=20*SIN[#2];//计算俯视图椭圆Y方向的值 N190 G1 X[#5]Y[#6];//加工俯视图椭圆 N200 #2=#2+1;//俯视图椭圆角度变化,每次变化1度 N210 END2;//俯视图椭圆加工循环结束 N220 G40 G1 X60 Y0;//取消刀补 N230 #1=#1+1;//主视图椭圆角度变化,每次变化1度 N240 END1;//主视图椭圆加工循环结束 N250 G0 X100 Y100;//X,Y方向退刀 N260 Z100;//Z方向退刀 N270 M30;//程序结束 三、结语 以上的方法和技巧是针对数控铣床宏B编程中对直角、圆角及椭圆和球类的加工而言,实际中还会遇到双曲线、抛物线等方程的情况,用以上方法先转换参数方程,再采用#13001系统变量进行刀具半径补偿的方法和技巧,这样数控铣床上宏程序编制问题基本上就能迎刃而解。 参考文献: [1]滕大春.美国教育史[M].北京:人民教育出版社,1994. |
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