2017年5月23日

數控車床曲線加工的問題分析

省廳頒布關于在全省職業(yè)學校建立和完善技能大賽制度的意見提出要真正形成普通教育有高考職業(yè)教育有技能大賽的新局面以后每年的技能大賽必將如火如荼地進行精工車加工是全國發(fā)起最早也是到目前發(fā)展得最為完善的技能大賽比賽項目之一回顧過去幾年的比賽試題展望年精工車加工中還是一些特殊曲線如橢圓拋物線雙曲線及變坐標曲線是加工難點結合這幾年的研究結果與比賽經驗我提出幾點個人見解一套用編程模板能使編程又快又準曲線坐標系與工件坐標系的關系首先要明確一點這里指的曲線坐標系與工件坐標系是相互平行的即兩坐標系間只存在水平和垂直兩個方向的平移問題并不存在旋轉問題如下圖1所示由于精工系統把平行于主軸的那根軸定義為Z軸因此針對曲線方程要將其坐標進行轉換才能讓編程者方便上手也不會使編程出錯如下圖2所示這是一段拋物線形狀其方程為x=0.1y2這里的y應是工件坐標系的x 而x應是工件坐標系的z 因此方程應轉化為z=0.1x2這個地方編程者容易轉化為x=0.1z2這樣一來加工出來的曲線形狀就完全錯誤了2 套用模板利用模板編程這里講的模板只是一種編程的格式只要編程者掌握了這種編程格式加以靈活運用就能使編程速度大大提高即所有曲線編程時點的坐標的采集都是來至曲線本身的坐標系然后把曲線坐標系下的坐標通過原點坐標平移移至工件坐標系下即可如上圖1 這個零件的右端面為一橢圓其曲線坐標系的原點為O 如圖所示其坐標方程z2/202+x2/142=1工件坐標系的編程零點為O 如圖所示相對于曲線坐標系曲線Z 向應從20加工到-10 曲線坐標系的原點相對于工件坐標系的原點只沿Z向平移-20 這樣一來其參考程序利用宏程序進行編程為華中系統#1=20WHILE#1GE -10#2=14/20*SQRT 20*20 #1*#1G01X #2*2 Z #1 20 直徑量編程要*2 坐標平移這是關鍵#1=#1 0.1 步距為0.1ENDW又如圖2 中間是一段拋物線,轉化后的方程為z=0.1x2這段拋物線的原點O 相對于工件坐標系原點O不僅有Z向偏移而且有X向的偏移這是難點之一另外編程者還容易出錯的是自變量 Z 的加工范圍 A B 的確定上由 32可知A點的X向坐標為11 則A點的Z向坐標為12.1,所以O 相對于O的Z向距離為11.9,這就是Z向偏移,則其自變量 z加工范圍是相對于曲線坐標系 12.1 23.1,對嗎?似乎沒有任何問題,其實我們忽略了一個很重要的問題:加工方向按照工藝分析,這段拋物線應從左向右加工,這樣一來加工范圍應是從-12.1 -23.1,因此這段拋物線的參考程序是華中系統#1=-12.1WHILE#1GE -23.1#2=SQRT 10*#1G01X #2*2+10 Z #1-11.9 X向偏移直徑量,Z向偏移#1=#1-0.1ENDW有時有些實際曲線圖上并沒有標出X向的偏移編程人員切不可誤以為沒有偏移, 否則加工出來的曲線形狀就是不對的,如下圖3所示這個零件的中間是一段雙曲線,由圖3可知Z向偏移了-34,X向好像沒有偏移,對嗎?粗心的偏程者就這樣認為,就開始編程,通過機床一模擬發(fā)現形狀不對,一時陷入僵局經過仔細核查, 將A點Z坐標曲線坐標系 6代入方程得13.416 遠遠大于10,這就說明實際曲線位置相對于理論位置向上發(fā)生了偏移,偏移值應是6.832 直徑量 ,因此其參考程序#1=6WHILE#1GE -6#2=SQRT 144+#1*#1G01X #2*2-6.832 Z #1-34#1=#1-0.1ENDW二傾斜橢圓的加工是技能比賽的一大亮點隨著技能大賽的深入進行一些較難曲線的加工也相繼出現斜橢圓加工就是這樣應運而生的何為斜橢圓呢就是橢圓坐標系相對于工件坐標系旋轉了一定角度如下圖4所示這里的橢圓坐標系相對于工件坐標系旋轉了角那么對于這樣的曲線該如何加工呢我經過反復研究借助高中數學坐標旋轉公式終于將其解決具體解決過程如下設旋轉前某點坐標為 Z X 旋轉后該點在新坐標系中的坐標為 Z X 則它們之間滿足如下關系按逆時針旋轉Z = ZCOS +XSIN0X = XCOS –ZSIN0這兒存在兩個疑問一是坐標是按順時針旋轉仍是按逆時針旋轉二是自變量是挑選斜坐標系仍是挑選旋轉后的坐標系的坐標且加工規(guī)模如何斷定依照習氣一般依照逆時針旋轉這樣如上圖所示實踐旋轉時應旋轉別的圖上所標尺度是工件坐標系下的尺度而自變量的選擇卻要取斜坐標系下的尺度為何呢由于只要斜坐標系下的坐標才滿足橢圓規(guī)范方程這樣使得核算與編程便利這樣自變量加工規(guī)模的起點和結尾坐標一開始要經過逆旋轉公式求出該點在斜坐標系下的坐標公式如下Z= Z COS -X SIN0 X= Z SIN +X COS0如上圖所示 A點 Z X 為 4.45 11 =60 則順時針旋轉30 因此將4.16代入式得Z=4.45 COS 60 +11 SIN60 =11.75所以自變量加工范圍在斜坐標系中的Z向起點為11.75假如Z向終點為-2 則其參考程序為華中系統#1 Z =11.75WHILE#1GE -2#2 X =10/18*SQRT 18*18-#1*#1 橢圓旋轉后是水平方向#3 Z =#1* COSPI/3-#2*SINPI/3 華中系統只能用弧度制表示角度#4 X =#1*SINPI/3 + #2*COSPI/3G01X -#4*2+80 Z #3 -13.59 負曲線X 向偏置, Z 向偏置#1=#1-0.1ENDW經過上機模擬以及實物加工,完全正確以上就是我在精工車加工教學過程中的一些經驗和體會歡迎同行批評指正本文由海天精工文章整理發(fā)表，文章來自網絡僅參考學習，本站不承擔任何法律責任。http://m.bjknl.com/

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