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        宏程序在橢圓加工中的應(yīng)用

        2013-11-07 07:47:12結(jié)加甲
        河南科技 2013年18期
        關(guān)鍵詞:坐標值宏程序賦值

        結(jié)加甲

        (三門峽市高級技工學校,河南 三門峽 472000)

        車削橢圓在數(shù)控車床高級工學習中是很重要的一個課題。 在普通車床學習中我們常采用小圓弧逼近的加工方法,但在數(shù)控車床上這種方法顯然不符合精度和尺寸的要求;常見的數(shù)控系統(tǒng)又沒有相對應(yīng)的非圓曲線插補功能,使手工編程難度大大增加;雖然現(xiàn)在有計算機輔助編程,但是一方面購置電腦和軟件、招聘獨立軟件員會使加工成本增加,另一方面計算機輔助編程程序繁瑣冗長,不易修改,不便于同類別零件的批量加工。 宏程序可以使用變量進行算術(shù)運算、邏輯運算和函數(shù)的混合運算,減少了手工編程時的繁瑣運算;采用循環(huán)語句、分支語句和子程序調(diào)用等語句,精簡了程序量,又能夠用修改個別字符的方法改變整個程序,利于同類別零件的批量加工。 本文以橢圓加工為例,采用B 類宏程序,利用橢圓標準方程計算方法,詳細說明宏程序在橢圓加工中的優(yōu)勢和特點。

        1 宏程序介紹

        宏程序就是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的計算公式, 自動識別、計算、插補完成公式曲線的加工。 宏程序包含算術(shù)運算、邏輯運算、條件轉(zhuǎn)移等內(nèi)容,通過局部變量的改變、條件或非轉(zhuǎn)移,達到不斷修正插補路線、滿足公式曲線要求,完成非圓曲線、有規(guī)律變化圖形的加工。 宏程序的最大特點就是程序段精簡、實用,具有易讀性和易修改性。 能夠在最短時間內(nèi)編制出簡捷實用的加工程序,加工出合格的零件,是數(shù)控車工不斷的追求。

        1.1 算術(shù)運算、邏輯運算與條件轉(zhuǎn)移語句

        1)算術(shù)運算主要是指加、減、乘、除、三角函數(shù)等。 在宏程序中經(jīng)常使用的算術(shù)運算有:

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        常見格式有:#1=#2+#3;#1=SQRT[#1*#1-#2/600]。

        2) 邏輯運算通常是指兩個數(shù)值的相互比較或者對應(yīng)關(guān)系。 在數(shù)控車工宏程序中,主要是兩個數(shù)值的大小比較,常用的運算有:

        ?

        常見格式有:IF[#1GT0]GOTO060。

        3)宏程序中的常用條件轉(zhuǎn)移語句有:

        ?

        1.2 變量與賦值

        1)變量是指在一個程序段內(nèi)數(shù)值可以變化的量。 變量主要分為三種類型:一是空變量,指賦值為空或永遠為空的變量。比如#0 就是空變量, 或者其他不具體設(shè)置數(shù)據(jù)的變量也稱為空變量。 二是局部變量,編程常用的變量,用于宏程序中的數(shù)據(jù)記憶,斷電時清空,比如#1=10,在這個執(zhí)行程序中有效,程序執(zhí)行完畢后數(shù)值清空,再執(zhí)行另一個程序時,如果不賦值,即使寫了#1 也是一個空變量,不起任何作用。 三是系統(tǒng)變量,用于識別、記憶、改變CNC 系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的變化。 比如#1173 為“備用緩沖區(qū)”。

        2)賦值是指將一個數(shù)值賦予給一個變量。 如:#1=10,則表示#1 的值是10。 其中#1 代表變量,10 就是給變量#1 賦的值。這里的“=”號是賦值符號,起定義性作用。 賦值有幾項規(guī)定:一是賦值號左邊只能是變量,右邊只能是常數(shù)或表達式;二是一句賦值語句只能給一個變量賦值;三是可以多次給同一個變量賦值,新的變量值取代舊的變量值;四是賦值運算中,表達式可以為變量自身和其它數(shù)值的運算結(jié)果, 如:#1=#1+10, 則表示#1 的值為#1 再加上10, 它的運算順序與數(shù)學運算順序相同;五是變量號所對應(yīng)的變量,對每個地址來說,都有具體數(shù)值范圍,比如#1=1000,那么M#1 顯然是不合理的;六是變量號也可以重新賦值, 比如# [#1], 如果#1=30, 那么這個表達式就是#30。

        2 橢圓的宏程序加工

        2.1 橢圓的加工

        圖示為一個長半軸30 短半軸20 的一個正橢圓, 在數(shù)控車工的加工中,主要有以下幾個加工內(nèi)容:1)從點A 車至點D,點A 坐標值為(X0.Z0.);2)從點A 車至點C,點A 坐標值為(X 0.Z0.);3)從點B 車至點D,點B 坐標值為(X30.24Z0.);4)從點B 車至點D,點B 坐標值為(X30.24Z-15.)。

        2.2 橢圓標準方程的數(shù)控編程推導

        數(shù)學課程中這樣表達:當焦點在X 軸時橢圓標準方程為:x2/a2+y2/b2=1(a>b>0)。 對應(yīng)數(shù)控車床的工件坐標系,我們可以改為x2/a2+z2/b2=1(b>a>0)。G73 指令加工時,重點使用G01 進行仿形加工,在公式計算時,已知Z 值求X 值,那么公式就換成了只要使用宏程序的格式轉(zhuǎn)換即可。

        2.3 橢圓的加工程序

        先從第一個加工內(nèi)容開始,從點A 車至點D,點A 坐標值為(X0.Z0.),使用G73,只寫主要加工程序:

        N0010 #1=20

        N0020 #2=30

        N0030 #3=#1*SQRT[1-#2*#2/900]

        N0040 G01 X[2*#3] Z[#2-30] F0.1

        N0050 #2=#2-0.5

        N0060 IF [#2 GE -20] GOTO 030

        N0070 M30

        程序說明:N40 段X 值為2 倍的短半軸值(以橢圓角度考慮),主要是直徑編程,Z 值只所以#2-30,只是為了符合工件坐標系, 后面的-30 可以根據(jù)情況而定 (下例說明);N20 和N60段的Z 值是橢圓中的20 和-20,這個要和坐標系的值區(qū)分開。

        第二個加工內(nèi)容,從點A 車至點C,點A 坐標值為(X0.Z 0.), 只需要將上例中的N0060IF [#2GE-20]GOTO 030 改為N0060 IF[#2GE0] GOTO 030 即可。

        第三個加工內(nèi)容, 從點B 車至點D, 點B 坐標值為(X30.24Z0.) 只需要將上例N0020#2=30 中的#2=30 換為#2=20,N0040G01X[2*#3]Z[#2-30]F0.1 中的Z[#2-30]換為Z[#2-20]即可。如果B 點加直徑變?yōu)闄E圓弧度時,將所加半徑加上#3 再乘以2 即可。

        第四個加工內(nèi)容, 從點B 車至點D, 點B 坐標值為(X30.24 Z-15.),只需要將上例N0020 #2=30 中的#2=30 換為#2=20,N0040 G01 X[2*#3] Z[#2-30] F0.1 中的Z[#2-30]換為Z[#2-35]即可。

        3 反思與思考

        宏程序在車削橢圓時有它獨到的一面,簡捷實用、易讀易改,比小圓弧法精確,比計算機輔助編程簡捷易改,是手工編程中很有必要掌握的一種編程方法。 在實際應(yīng)用中對操作工數(shù)學基礎(chǔ)和邏輯思維能力要求較高, 宏程序不僅僅能夠車削橢圓,還能夠車削拋物線、正弦曲線、雙曲線,更能車削圓弧、錐度、螺紋,關(guān)鍵是操作工如何去理解、使用的問題。 在具體的加工中,粗精加工要分開,變量的大小關(guān)乎尺寸和精度,要合理應(yīng)用。 宏程序不拘泥于某一個加工指令,只存在是否合適、合理的問題,能夠巧妙的利用宏程序,在最短時間內(nèi)編制出簡捷實用的加工程序是我們不變的目標。

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