宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用

1、    宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用    黃秀麗摘 要 當(dāng)前，宏程序在數(shù)控編程中得到了廣泛的應(yīng)用，能夠較大地簡(jiǎn)化編程，拓寬應(yīng)用范圍。本文以橢圓曲線輪廓的零件為例，對(duì)宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以期能為相關(guān)零件加工提供參考。關(guān)鍵詞 宏程序 數(shù)控車削 應(yīng)用隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，零件制造業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，非圓曲線零件的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在非圓曲線零件加工中，宏程序使用變量的組合以及各種算術(shù)、循環(huán)語(yǔ)句，能夠有效增加程序的靈活性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)控編程無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)的非圓曲線類零件的加工?；诖?，筆者進(jìn)行了相關(guān)介紹。1零件分

2、析圖1所示零件，此零件左端面是一個(gè)橢圓曲線回轉(zhuǎn)面，中間為階梯圓柱軸面，右端為一螺紋面。對(duì)于中間和右端的回轉(zhuǎn)面，是由直線、斜線、圓弧等要素所組成，可以采用數(shù)控系統(tǒng)的g71、g72、g73、g82等循環(huán)指令進(jìn)行編程加工。而左端的橢圓面則無(wú)法使用數(shù)控系統(tǒng)的指令直接編程，且圖紙中并未給出橢圓的方程、橢圓的中心與加工時(shí)編程坐標(biāo)系中心不重合，這些都給零件的編程加工帶來(lái)一定的難度。因此，加工該零件需要解決三個(gè)問(wèn)題：宏程序指令的表達(dá)、橢圓方程及轉(zhuǎn)換、橢圓中心與編程坐標(biāo)原點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。2宏程序及指令表達(dá)2.1宏程序的表達(dá)與賦值在使用宏程序編程過(guò)程中，通常是以變量作為數(shù)據(jù)進(jìn)行編程的。宏程序的變量表達(dá)為：#數(shù)字，例如：

3、#1.還可以使用變量進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算和函數(shù)的混合運(yùn)算表達(dá)，例如：#4=#2+#3*#1.需要注意的是，表達(dá)式中是不能出現(xiàn)小括號(hào)，只能使用中括號(hào)。對(duì)自變量可以直接賦值，其格式為：變量號(hào)后用“=”直接賦值，例如：#2=6，表示將6賦值給2號(hào)變量。也可以用表達(dá)式賦值，例如：#4=#2+#3*#1，表示將#2的值與#3的值相加后得到的和，再乘以#1的值得到的積賦值給#4.宏程序就是利用系統(tǒng)對(duì)變量可以重新賦值的特性，計(jì)算出整個(gè)非圓曲線上若干個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而用若干段圓弧線或直線段來(lái)逼近理想的輪廓曲線。因此，在數(shù)控程序運(yùn)行中，編程者只需給出輪廓曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式和算法即可，而非圓曲線的擬合線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)則

4、是由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)來(lái)完成的。2.2宏程序的控制指令非圓曲線輪廓零件加工常采用控制指令有：while語(yǔ)句、條件轉(zhuǎn)移if語(yǔ)句和跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句goto。（1）while指令程序格式為：當(dāng)條件式成立時(shí)，將重復(fù)執(zhí)行while到endw之間的程序段，直到條件不滿足為止。當(dāng)條件不成立，則執(zhí)行endw后面的程序段。（2）if語(yǔ)句指定一個(gè)條件表達(dá)式，當(dāng)條件滿足時(shí)，則執(zhí)行某個(gè)程序。if語(yǔ)句和跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句goto一起使用。3橢圓方程與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換3.1橢圓數(shù)控車削編程方程數(shù)控車削在編制宏程序時(shí)，編程坐標(biāo)采用的是z、x軸坐標(biāo)系，而橢圓方程數(shù)學(xué)表達(dá)是x、y軸坐標(biāo)系，因此編寫橢圓程序時(shí)，要將坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為z、x軸。由圖紙可知，橢圓的x向半

5、軸為b=15mm，z向半軸a=25mm，則橢圓的方程為：（1）橢圓參數(shù)方程式為：通常以角度為自變量，則程序表達(dá)式為：（2）橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程式為：+=1若以x為自變量時(shí)，橢圓曲線上各點(diǎn)的z坐標(biāo)值表達(dá)式為：z=25/15則編程時(shí)的表達(dá)式可以寫成：式中：#1表示x軸坐標(biāo)值；#2表示z軸坐標(biāo)值；若以z為自變量時(shí)，橢圓曲線上各點(diǎn)x的坐標(biāo)值表達(dá)式為：x=15/25 （x為半徑值）則編程時(shí)的表達(dá)式可以寫成：式中：#1表示x軸坐標(biāo)值；#2表示z軸坐標(biāo)值；3.2橢圓中心與編程坐標(biāo)原點(diǎn)的轉(zhuǎn)換數(shù)控車削零件的時(shí)候，編程坐標(biāo)系原點(diǎn)往往與曲線中心不重合，因此，必須對(duì)橢圓輪廓曲線上的坐標(biāo)值進(jìn)行編程轉(zhuǎn)換。通過(guò)計(jì)算橢圓的中心在編程

6、坐標(biāo)系中的位置，確定編程坐標(biāo)值與數(shù)學(xué)坐標(biāo)值之間的關(guān)系，為敘述方便，設(shè)定：4宏程序在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用4.1編制非圓曲線宏程序的步驟（1）確定自變量。選擇自變量時(shí)，通常首先選擇已知變化范圍的變量作為自變量，已知變量比較多時(shí)，再考慮已知變化范圍的大小，選擇范圍較大的變量作為自變量。分析零件圖形，確定z為自變量，x為因變量。（2）設(shè)置自變量的起止點(diǎn)坐標(biāo)值，橢圓曲線z向起點(diǎn)坐標(biāo)為0，終點(diǎn)坐標(biāo)為-25.（3）調(diào)用循環(huán)語(yǔ)句。根據(jù)已知條件選擇相應(yīng)的循環(huán)指令及循環(huán)條件。采用while語(yǔ)句，宏程序的循環(huán)條件是z-25，即#1ge-25.（4）依據(jù)函數(shù)關(guān)系，確定因變量與自變量的表達(dá)式，則表達(dá)式為：#2=15*s

7、qrt25*25-#1*#1/25。式中：#1表示z軸坐標(biāo)值；#2表示x軸坐標(biāo)值；（5）確定非圓曲線上各點(diǎn)的編程坐標(biāo)值。（6）采用g01指令，即用直線段擬合橢圓曲線的軌跡。（7）確定自變量的變化規(guī)律。自變量可以遞增，也可以遞減。遞增或遞減的變化量的大小影響加工精度。零件中確定z（#1）為自變量。賦初值：#1=0，因其終點(diǎn)值為-25，所以自變量采用遞減變化，即#1=#1-0.1.4.2編制宏程序的結(jié)構(gòu)流程圖編制結(jié)構(gòu)流程框圖如圖2所示。4.3橢圓曲線輪廓零件參考程序（部分精加工程序）5結(jié)語(yǔ)綜上所述，在數(shù)控車削加工中，應(yīng)用宏程序，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)非圓曲線類零件的加工，簡(jiǎn)化程序，擴(kuò)展了應(yīng)用對(duì)象的范圍，大大增強(qiáng)了數(shù)控機(jī)床的使用功能。在數(shù)控車削加工中，編程人員要熟練掌握宏程序的編程指令，結(jié)合非園輪廓曲線的方程式及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，正確編寫宏程序，從而提高非圓