椭圆车削参数编程

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1、*1第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程n教学目的：n数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补，即 只能加工由直线、圆弧所组成的零件轮廓，当 要加工回转轮廓是非圆曲线的零件时，数控编 程的任务是用直线或圆弧去逼近非圆轮廓。 SIEMENS数控系统可借助R参数，并应用程序 跳转等手段来完成非圆曲线的编程。今天以椭 圆曲线的参数编程为例，讲解非圆轮廓曲线的 编程方法。1*2第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程教学内容： 1、可编程的零点偏置G158 2、计算参数R 3、标记符 4、绝对跳转 5、有条件跳转 6、椭圆曲线方程分析 7、椭圆加工编程 重点： 1、椭圆粗车路线 2、椭圆精车路

2、线 难点： 如何通过绝对跳转和有条件跳转指令，完成椭圆粗车与精车的加工 。 教法： 通过多媒体课件，让同学们了解并掌握非圆轮廓曲线的编程方法。2*3第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程一、基本命令 1、可编程的零点偏置指令：G158 功能:如果工件上在不同的位置有重复出现的形状或结构 ；或者选用一个新的参考点，可方便程序编写，就需 要适用可编程零点偏置。由此就产生一个当前工件坐 标系，新输入的尺寸均是在该坐标系中的数据尺寸。 G158指令要求一个独立的程序段。 用法：G158 X Z 用G158指令可以对所有坐标轴编程零点偏移，后面的 G158指令取代先前的可编程零点偏移指令。 取消偏

3、移:在程序段中仅输入G158指令而后面不跟坐标轴 名称时，表示取消当前的可编程零点偏移。3*4第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程n编程举例：下图1所示，工件右端面的圆心W 为工件坐标原点，现要将椭圆中心O设为当前 工件坐标原点，可编程如下：nN10.nN20 G158 X0 Z-40 ；可编程零n点偏移，椭圆中心O为当前工件n坐标原点n.nN90 G158 ；取消零点偏移，n右端面的圆心W为工件坐标原点n.图14*5第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程2、计算参数R 功能：要使一个NC程序不仅仅适用于特定数值下的一次 加工，或者必须要计算出数值，这两种情况均可以使 用计算参数

4、，可以在程序运行时由控制器计算或设定 所需要的数值；也可以通过操作面板设定参数数值。 如果参数已经赋值，则它们可以在程序中对由变量确 定的地址进行赋值。 说明 一共250个计算参数可供使用： R0R99 -可以自由使用 R100R249 -加工循环传递参数 如果你没有用到加工循环，则这部分计算参数也同样可 以自由使用。5*6第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程用法： (1)赋值 可以在以下数值范围内给计算参数赋值： （0.000 00019999 9999）（8位，带符号和小数点） 在取整数值时可以去除小数点。正号可以一直省去。 举例： R0=3.5678 R1=-37.3 R2=2

5、R3=-7 R4=-45678.1234 注释：一个程序段中可以有多个赋值语句；也可以用计算表达式赋 值。 (2)给其它的地址赋值 通过给其它的NC地址分配计算参数或参数表达式，可以增加NC程 序的通用性。可以用数值、算术表达式或R参数对任意NC地址赋 值。但对地址N、G和L例外。 赋值时在地址符之后写入符号“=” 赋值语句也可以赋值一负号。 给坐标轴地址（运行指令）赋值时，要求有一独立的程序段。 举例：N10 G0 X=R2 ；给X轴赋值 6*7第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程(3)参数的计算 在计算参数时也遵循通常的数学运算规则。圆括 号内的运算优先进行。另外，乘法和除法运算

6、优先于加法和减法运算。角度计算单位为度。 编程举例 R1=40 R2=12 R3=30 R4=R1*COS（R3） R5=R2*SIN（R3）7*8第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程3、标记符 功能：标记符用于标记程序中所跳转的目标程序段，用 跳转功能可以实现程序运行分支。 标记符可以自由选取，但必须由2-8个字母或数字组成， 其中开始两个符号必须是字母或下划线。跳转目标程 序段中标记符后面必须为冒号。标记符位于程序段段 首。如果程序段有段号，则标记符紧跟着段号。在一 个程序中，标记符不能有其它意义 编程举例： N10 MARKE1：G1 X20 ；MARKE1为标记符，跳转目 标程

7、序段 . TR789:G0 X10 Z20 ；TR789为标记符，跳转目标段没 有段号8*9第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程4、绝对跳转 功能：NC程序在运行时以写入时的顺序执行程序段。程序在运行时 可以通过插入程序跳转指令改变执行顺序，跳转目标只能是有标 记符的程序段，此程序段必须位于该程序之内。 绝对跳转指令必须占用一个独立的程序段。 输入形式： GOTOF Label ；向前跳转（程序结束方向） GOTOB Label ；向后跳转（程序开始方向） Lable：所选的标记符 编程举例： N10 G0 X. Z. . N20 GOTOF MARKE0 ；跳转到标记符MARKE0

8、. N50 MARKE0: R1 = R2+R3 .9*10第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程10*11第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程5、有条件跳转 功能：NC程序在运行时以写入时的顺序执行程序段。程 序在运行时可以通过插入程序跳转指令改变执行顺序 ，用IF条件语句表示有条件跳转，如果满足跳转 条件（也就是值不等于零）则进行跳转。跳转目标只 能是有标记符的程序段，此程序段必须位于该程序之 内。 有条件跳转指令要求一个独立的程序段。 输入形式： IF 条件 GOTOF Label ；向前跳转（程序结束方向 ） IF 条件 GOTOB Label ；向后跳转（程序开始方向

9、） Lable：所选的标记符 条件：作为条件的计算参数，计算表达式11*12第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程比较运算符共六个： =等于 大于 =大于或等于 0 GOTOF MARKE1 ；R1不等于零时，跳转到MARKE1程 序段 . N100 IF R11 GOTOF MARKE2 ；R1大于1时，跳转到MARKE2程序 段 . N1000 IF R45=R7+1 GOTOB MARKE3 ；R45等于R7加1时，跳转到 MARKE3程序段12*13第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程二、椭圆曲线方程分析 如下图2所示，在笛卡尔直角坐标系的 XOZ平面内，椭圆的标准方程为

10、：图2 椭圆曲 线图式中 a椭圆的长半轴，b椭圆的短半轴 。 数控机床对椭圆曲线进行直线插补，须求 出曲线上各点在直角坐标系内的坐标 值,即要写出z=f(x)的函数关系，若给出 一个x值可计算出与之对应的z值。由 上式可得出：按上式可求出椭圆上任何一点的两个坐标 值。13*14第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程另外我们还可用椭圆的参数 方程求解椭圆曲线上各点的 坐标值 。在图2所示的椭圆 上其参数方程为：x=bsin()z=acos() 式中为一个角度变量。 上面两种方法是可以相互转 化的，实质都是通过某一参 数在一定范围内变化而求椭 圆上任意点的坐标。图2 椭圆曲 线图14*15第

11、三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程三、椭圆加工编程 已知待加工铝棒毛坯直径为30mm,要加工 下图3所示的工件，右边为半个椭圆，其 标准方程:图315*16第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程1、刀具设置 1号刀：90度外圆车刀(白钢刀)，用于粗车和精 车椭圆及外圆 3号刀：割刀，用于切断工件 2、编程设置 因对刀时是以工件右端面的圆心设为工件坐标原 点，根据椭圆方程的特点，为便于编程计算， 通过可编程的零点偏置G158命令，将椭圆中 心设为工件坐标原点，且采用半径编程，初始 化设置如下：16*17第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程G54G90G22G71G94T1D

12、1M03S500F50初始化设置(半径编程)G0X30Z200起刀点R0=15毛坯半径R1=40设置椭圆长轴 (Z轴)R2=12设置椭圆短轴(X轴)R3=1X方向粗车背吃刀量(半径值)R4=0.5X方向精车背吃刀量(半径值)R5=R0-R3粗车时X坐标数值G158X0Z=-R1椭圆中心设为当前工件坐标原点17*18第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程3、工艺路线 待加工铝棒毛坯直径为30mm,椭圆曲 线加工余量较大，先粗车，采用 刀具走直线的办法分段粗车，留 精车余量，然后精车椭圆曲线外 形。 (1)椭圆轮廓粗车路线 采用直线插补，每次粗加工X向背吃 刀量为R3，走刀路线如图4所示。l

13、当X坐标大于短轴长度时，Z坐标值=精加工余量；l当X坐标小于或等于短轴长度时可根据椭圆方程，计 算出该次粗加工时Z坐标值,同时考虑精加工余量利用绝对跳转与有条件跳转语句，可实现椭圆轮廓粗加 工。程序如下：图418*19第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程BB1:G0 Z=R1+1粗车时 Z轴起始点坐标 X=R5粗车时 X轴起始点坐标 IF R5R2 GOTOF BB2当X轴坐标大于短轴长 度时，转到 BB2 R6=SQRT(1- R5*R5/(R2*R2)*R1+R4X轴坐标小于短轴长 度时Z轴的终点 坐标 GOTOF BB3转到BB3标记处 BB2:R6=R4超过短轴时 ，Z轴的终点

14、坐标 BB3:G1 Z=R6直线插补粗车 G0 X=R0+1 Z=R1+1返回粗车起始点 R5=R5-R3粗车时 X轴起始点坐标，即每次粗加 工X向背吃刀量为R3 IF R5R3 GOTOB BB1如X向粗加工余量大于R3，返回BB1标 记处 再粗加工19*20第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程(2) 椭圆轮廓精车路线 因为椭圆方程可变为如下参数方程图2 椭圆曲 线图根据角度变量，可以计算出椭圆 曲线上任何一点的两个坐标值。 如果将角度变量从0度开始， 每次增加1度，最后变为90度,根 据椭圆参数方程，可计算出相应 坐标值，由于角度变化很小，用 直线近似拟合椭圆曲线，已能满 足加工精

15、度的要求。因此利用R 参数变量及有条件跳转语句，实 现椭圆轮廓精加工。程序如下：20*21第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程N200 G0 Z=R1+1 X0 返回精加工起始点 N210 S800F30 G64 连续路径加工，适于用小直线 段逼近非圆曲线 N220 G1 Z=R1直线插补至椭圆长轴处N230 R7=1起始角度N240 CC:G1 X=R2*SIN(R7)Z=R1*COS(R7)直线插补拟合椭圆曲线N250 R7=R7+1角度变量每次增加1度N260 IF R7R2 GOTOF BB2当X轴坐标大于短轴长 度时，转到 BB2 R6=SQRT(1- R5*R5/(R2*R

16、2)*R1+R4X轴坐标小于短轴长 度时Z轴的终点 坐标 GOTOF BB3转到BB3标记处 BB2:R6=R4超过短轴时 ，Z轴的终点坐标 BB3:G1 Z=R6直线插补粗车 G0 X=R0+1 Z=R1+1返回粗车起始点 R5=R5-R3粗车时 X轴起始点坐标，即每次粗加 工X向背吃刀量为R3 IF R5R3 GOTOB BB1如X向粗加工余量大于R3，返回BB1标 记处 再粗加工24*25第三章椭圆车削参数编程第三章椭圆车削参数编程N200 G0 Z=R1+1 X0 返回精加工起始点 N210 S800F30 G64 连续路径加工，适于用小直线 段逼近非圆曲线 N220 G1 Z=R1直线插补至椭圆长轴处 N230 R7=1起始角度 N240 CC:G1 X=R2*SIN(R7)Z=R1*COS(R7)直线插补拟合椭圆曲线N250 R7=R7+1角度变量每次增加1度N260 IF R7=90 GOTOB CC如