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1、SIEMENS 系统中用参数编写二次曲线轮廓加工程序的方法与技巧 二次曲线的编程方法 所谓二次曲线是指具有二次方程作为数学模型的曲线轮廓,如抛物线、双曲线、椭圆等.对于二次曲线的编程,简单分为四个步骤: 参数定义; 计算点坐标;插补; 循环判断. SIEMENS 802S 系统中,椭圆参数编程举例 1) 标准椭圆参数方程 X=a * cosA Y=b * sinA 其中,a 表示椭圆长半轴值.用自量值 A 表示角度的变化,以计算每个角度值对应的椭圆上的 X, Y 坐标值. 2) 将等分点用直线段连接获得近似椭圆,其近似程度取决于自变量A的增值大小. 举 例: ( 以 SIEMENS802S 为
2、例,如图 1-49所示) R1 =0; (R1 为方程变量,初值从0开始) MM : R5=12.5*SIN(R1); (R5 为椭圆轮廓上的X 坐标值) R6 =25*COS(R1) -25; (R6 为椭圆轮廓上的Z 坐标值,标准椭圆轮廓向 Z 方向平移了25mm) G01 G64 X =2*R5 Z =R6; (直线插补进给,2*R5为X方向直径值) R1=R1+0.5 (0.5 为角度增量值) IF R190 GOTOB MM; (判断椭圆进给是否到达终点,90为终点角度,循环返回到MM处) 参数定义. 首先定义方程中各变量. 用机床给定用户定义参数代替,如SIEMENS 802S系统
3、,用户定义参数为R0R299. 计算点坐标. 列出方程让数控系统根据所列方程自动计算坐标点. R5为X坐标,数控车床通常用直径编程,故插补进给中X值取2*R5. R6为Z坐标,编程原点在端面,而零件轮廓的数学模型原点在椭圆中心,椭圆中心向负Z方向移动25mm , 故由标准椭圆方程计算出坐标值应减去25. 插补. 坐标插补用G01完成. 加G64连续路径,机床连续进给,切削平稳,减小零件上的棱纹. 循环判断. 以上程序变量增加一个增量,插补一个点,当插补过程还没有完成时,要重复以上、过程,所以要使用循环判断来判断是否到达终点,“否”继续循环,“是”结束循环,向下执行. 编程技巧 以上介绍了二次曲
4、线的简单编程步骤,其他任何曲线都可以使用此方法.不同曲线只需将第步换成所要编的曲线方程即可. 在FANUC系统中,把用户宏程序的内容放在G73固定循环里编写椭圆程序的技巧 用户宏程序编程特点 用户宏程序编程的最大特点是使用变量,且变量之间能进行算术和逻辑运算. 因此,在数控机床加工一定批量的形状相同但尺寸不同,或由型腔、曲面、曲线等组成的工件时,使用用户宏程序功能进行编程能够减少程序重复编制,减少字符数,节约内存,使得编程更方便,更容易. FANUC系统中宏程序主体和SIEMENS系统的参数编程方法是一样的,只是变量符号和编程格式不一样. SIEMENS系统的变量号,用R参数表示. FANUC
5、系统变量用“#”和数字合起来表示.根据变量号不同,变量可以分成四种类型,见表1-3. 在编程用户加工程序进行逻辑运算和函数运算时,通常可以用局部变量 # 1 # 33或公共变量 # 100 # 199.而公共变量 # 500 # 999和 # 1000以后的系统变量通常是提供给机床厂家进行二次开发,不能随便使用.若使用不当,便会导致整个数控系统的崩溃. 下面举例介绍用户宏程序编写方法: 零件分析与编程技巧 如图1-50 所示: 毛坯直径为 50mm,总长为102mm,材料为45钢棒料.该零件难点在椭圆编程上.根据已知条件可得椭圆方程: 即椭圆轮廓向Z轴负方向平移了18mm的距离，因此在计算Z坐
6、标时，必须减去18mm的距离。把椭圆编程的内容放在G73固定循环里，可以完成粗精加工。 编写加工程序 右端： N10 T0101 （粗加工刀具） N15 M03 S800 N20 G96 S80 N25 G50 S1000 N30 G99 G00 X51 Z5 N35 G71 U1 R1 N40 G71 P50 Q120 U0.5 W0.2 F0.2 N50 G00 G42 X26 （加刀尖圆弧半径补偿） N60 G01 Z-18 F0.02 N70 X30 N80 Z-35 N90 X40 Z-65 N100 G02 X47 Z-70 R5 N110 G01 X50 N120 G40 G01
7、 X50 Z-65 N130 G00 X50 Z5 N140 G73 U10 W2 R4 N150 G73 P160 Q260 U0.5 W0.2 F0.1 N160 G42 G01 X-5 Z5 F0.02 N170 G02 X0 Z0 R5 （沿圆弧过渡切入） N180 #100=18 （#100作为Z轴变量） N190 #101=#100 * #100 （#101作为中间变量） N200 #102=13 * SQRT1- #101/324 （#102作为X轴变量） N210 G01 X2* #102Z#100-18 （Z轴向负方向平移18mm的距离） N220 #100=#100-0.1
8、 N230 IF #100GE0GOTO190 N240 G01 X28.5 N250 X30 Z-19.5 N260 G40 G00 X40 Z-10 N270 G00 X100 Z100 N280 T0202 （精加工刀具） N290 G96 S120 N300 G50 S1200 N310 G70 P50 Q120 N320 G70 P160 Q260 N330 G97 M03 S350 N340 G00 X100 Z100 N350 T0303 （车槽刀具） N360 G00 X35 Z-35 N370 G01 X26 F0.05 N380 X35 F0.2 N390 G00 X100
9、 Z100 N400 T0404 （车螺纹刀具） N410 M03 S500 N420 G00 X30 Z10 N430 G92 X29.2 Z-33 F1.5 N440 X28.6N450 X28.2N460 X28.05N470 G00 X100 Z100N480 M05N490 M02 使用宏程序功能编写粗、精加工程序的技巧 零件分析与编程技巧 如图1-51 所示：毛坯直径为 50mm，总长为102mm，材料为45钢棒料。该零件难点在抛物线的编程上。已知抛物线方程：X * X=-22.09Z。用公共变量#100、#101编程。#101作为X轴变量；#100作为Z轴变量；加工抛物面时，抛物
10、线方程原点与工件零点重合。 本例题利用循环语句（WHILE语句）和条件转移语句（IFTHEN语句）编写出粗精加工程序，刀具路径如图1-52所示，相当于用G71和G70语句的功能。此方法避免了G73指令产生的“空切”现象，提高了生产效率，有一定的特色（例题中加工左端的程序省略）。 加工程序 右端：O1000 T0101 M03 S800 G96 S120 （以120m/s的恒线速度切削） G50 S1000 （限制主轴最高转速为1000r/min） G99 G00 X55 Z0 M08 (快速定位进给量单位为mm/r) G01X0 Z0 F0.1 (以0.1mm/r的速度车端面) G00 Z5
11、G00 X50 Z5 （设定循环起点） N20 （此部分为粗加工抛物线部分程序） #101=23.5 （#101为X轴变量，置初使值23.5） #102=1.5 （#102为X方向的步距值变量，设为1.5） #1.3=0 WHILE#101GT # 101=#103 （判断句，当X轴变量在循环的最后一次小于0时，将X变量置0，保证循环最终走到零点） #104=#101 * #101/22.09 （计算Z变量） G01 Z2 F1 （Z方向进给退回加工起点） G42 X2 * #101F0.12 （X方向进给） G01 Z- #104+0.5 （Z方向进给，留0.5精加工余量） G40 U1 （
12、沿X方向退刀1，取消刀补） END1 G00 X100 Z100 N30 （此部分为精加工抛物面部分程序） T0202 G96 S120 G50 S1200 G00 X0 Z1 （精加工抛物面的起刀点） #106=0 （#106为X坐标值变量，置初值为0） #107=0.1 （#107为X方向的步距值变量，设为0.1） #108=23.5 （抛物线的最大开口值） WHILE#106LE #108DO2 （判断句，如果#106中的值大于#108中的值，则程序在WHILE和END2之间循环执行，否则跳出循环，执行END2之后的语句） #105=#106 * #106/22.09 （计算Z变量） G1 G42 X2* #106Z- #105F0.1 （直线插补进给，加刀尖圆狐半径补偿，右补） #106= #106+ #107 （X
