(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430050)

基于宏的非圓曲線輪廓的通用編程加工

李洪濤

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430050)

隨著數(shù)控加工機床的廣泛應(yīng)用，非圓曲線輪廓的加工內(nèi)容不斷增加，如何合理、高效地編制相應(yīng)的數(shù)控加工程序，這一問題愈顯突出。本文通過對數(shù)控加工的本質(zhì)分析，結(jié)合變量及宏概念的運用，旨在建立一種非圓曲線輪廓加工的通用編程加工方法。

數(shù)控加工；非圓曲線；變量；宏

數(shù)控加工中，通過以坐標這一數(shù)字形式來描述零件輪廓，然后指令加工刀具依次經(jīng)過用坐標點位描述的零件輪廓，去除多余材料，保留下來的就是所需要的加工零件。實際加工中，經(jīng)常會碰到一些曲線輪廓，而又沒有與之直接對應(yīng)的數(shù)控加工指令，往往使得加工人員無從下手編制加工程序。

1 曲線輪廓加工分析

圖1 曲線方程

如圖1，對于形如：y=f(x)這一方程所表示的曲線輪廓的加工。需計算出曲線輪廓上的A1，A2，……An點的坐標，我們可設(shè)其中一點Ai坐標為(xi，yi)。為了方便，我們假定每一點在x方向的間距是定值0.5(步長為0.5).則xi+1=xi+0.5，將xi+1代入方程，可得yi+1=f(xi+1)可得Ai+1點坐標，依次類推，只要知道Ai點的坐標，就可以得到A2，……An的坐標。然后指令刀具依次經(jīng)過A1,A2，……An各點。

具體如何選取點位才能達到加工要求，有等步長、等弦長、等容差等方法，不在此贅述。但有一點是明確的，要想加工精度越高，所需取的點數(shù)就會非常多，如果采用常規(guī)的數(shù)控指令，可能需要成百上千條，使得程序非常冗長。

2 宏指令變量的運用

如何才能簡化編程，利用變量可以賦值及可以運算這一特點。數(shù)控宏指令可以很好地解決這一問題。具體數(shù)字表示的數(shù)控指令G01 XxiYyi，只能表示一個程序段，運行到(xi，yi)這個點，而采用變量的數(shù)控指令G01X[#1] Y[#2]則可以表示為眾多的程序段，運行到眾多的點位，只要變量#1，#2變化了，點的位置就變化了。一條G01X[#1] Y[#2]指令就擁有了成千上萬條G01的功用。運用宏指令提供的函數(shù)運算功能、轉(zhuǎn)移語句、循環(huán)語句，可以構(gòu)成不斷的點位計算及刀具在點位間的運動，從而達到加工目的。

3 通用編程方法的研究

設(shè)曲線輪廓由方程y=f(x)給定，如圖2，X∈[a,b]。變量#1表示x坐標，變量#2表示y坐標。則通用編程程序如下：

圖2 曲線方程

……

#1=a (賦第一方向邊界初值)

N100 if[#1 le b] go to 200 (不超出曲線邊界就執(zhí)行下列循環(huán))

#2=f(#1) (計算第二方向坐標)

G01 x[#1]y[#2]f150 (運動到下一點)

#1=#1+0.5 (第一方向下一點坐標)

go to 100 (跳轉(zhuǎn)到N10程序段，形成循環(huán)，進行下一點的坐標計算及運動)

N200 ……

只要是宏指令中所含有的函數(shù)，由它所描述給定的曲線輪廓，均可以按此方法套用。

4 該方法的實際運用

設(shè)有一曲線輪廓由方程y=50sin(x)給定。加工程序如下：

N1 g21g40g49g69g80g90 (安全程序段)

N5 g54 (調(diào)用G54坐標)

N10 t01 (選刀)

N15 m03s2000 (啟動)

N20 g00x0y0 (定位)

N25 g43z5.h01 (建立長度刀補)

N30 g01z-1.f50 (下刀)

N35 #1=0 (賦第一方向邊界初值)

N40 if[ #1 gt 360] go to 70 (不超出曲線邊

界就執(zhí)行下列循環(huán))

N45 #2=50*sin[#1] (計算由y=50sin(x)表示的第二方向坐標)

N50 g01 x[#1] y[#2] f120 (運動到下一點)

N55 #1=#1+0.5 (第一方向下一點坐標)

N60 go to 10 (跳轉(zhuǎn)到N10程序段，形成循環(huán)，進行下一點的坐標計算及運動)

N70 g00 z30. (抬刀)

N80 g49 z31. (取消長度刀補)

N90 g28m05 (返回參考點)

N100 m30 (結(jié)束)

加工結(jié)果模擬仿真如圖3所示。

圖3

5 結(jié) 語

實際上，對于任意曲線輪廓方程y=f(x)，只需將程序段N45替換成相應(yīng)的變量形式就可以了。當然也可以設(shè)定y向變化，計算x向的坐標。如果在實際加工中，需要考慮刀補的話，按通常的方法使用就可以了。

GeneralProgrammingofNon-circularContourbasedonMacros

LIHONG-tao

(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology,Wuhan 430050,China)

With the wide application of NC machine tool, the processing content of non-circular curve contour is increasing. How to reasonably and efficiently compile the corresponding NC machining program becomes quite important. Through the analysis of the nature of CNC machining, combined with the use of variables and macro concept, the study aims to establish a general programming method for non-circular curve contour machining.

NC machining; non-circular curve;variable;macro

TP314

A

1671-8100(2017)04-0039-02

2017-05-12

李洪濤，男，副教授，主要從事數(shù)控加工方面的教學(xué)和科研工作。

(責(zé)任編輯：譚銀元)