數(shù)車加工中曲線加工的疑點解析

1、數(shù)車加工中曲線加工的疑點解析一、 套用編程模板 , 能使編程又快又準(zhǔn)1. 曲線坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。首先要明確一點 , 這里指的曲線坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系是相互平行的 , 即兩坐標(biāo)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(zhuǎn)問題 , 如下圖 1 所示 :1, 工件坐標(biāo)系的編程零點為 O(如圖所示 ), 相對于曲線坐標(biāo)系 , 曲線 Z向應(yīng)從 20 加工到 -10, 曲線坐標(biāo)系的原點相對于工件坐標(biāo)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(jìn)行編程 ) 為:( 華中系統(tǒng) )#1=20WHILE#1GE-10#2=14/20*SQRT20*20#1*#1G01X

2、#2*2Z#1 20( 直徑量編程要 *2, 坐標(biāo)平移這是關(guān)鍵 )#1=#10.1: 步距為 0.1ENDW又如圖 2, 中間是一段拋物線 , 轉(zhuǎn)化后的方程為 z=0. 這段拋物線的原點 O相對于工件坐標(biāo)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 (AB)的確定上。由 32 可知 A 點的 X 向坐標(biāo)為 11, 則 A 點的 Z 向坐標(biāo)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(biāo)系 )12.1 23.1, 對嗎

3、 ?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(yīng)從左向右加工 , 這樣一來加工范圍應(yīng)是從 - 12.1 -23.1, 因此這段拋物線的參考程序是 ( 華中系統(tǒng) )#1=-12.1WHILE#1GE-23.1#2=SQRT10*#1G01X#2*2 10Z#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(biāo)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

4、好像沒有偏移 , 對嗎 ?粗心的偏程者就這樣認(rèn)為 , 就開始編程 , 通過機(jī)床一模擬發(fā)現(xiàn)形狀不對 , 一時陷入僵局。經(jīng)過仔細(xì)核查 , 將 A 點 Z 坐標(biāo) ( 曲線坐標(biāo)系 )6 代入方程得 13.416, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)是 6.832( 直徑量 ), 因此其參考程序為 ( 華中系統(tǒng) )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(jìn)行 , 一些較難曲線的加工也相繼出現(xiàn) , 斜橢圓加工就是這樣應(yīng)運(yùn)而生的。何為斜橢圓呢 ?就是橢圓坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)了一定角度。如下圖 4 所示 :這里的橢圓坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)

5、了 角 , 那么對于這樣的曲線該如何加工呢 ?我經(jīng)過反復(fù)研究 , 借助高中數(shù)學(xué)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式, 終于將其解決 , 具體解決過程如下 :設(shè)旋轉(zhuǎn)前某點坐標(biāo)為 (Z 、 X), 旋轉(zhuǎn)后該點在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 (Z 、 X) 則它們之間滿足如下關(guān)系 :( 按逆時針旋轉(zhuǎn) )Z= ZCOS XSINX= XCOS - ZSIN這里存在兩個問題 : 一是坐標(biāo)是按順時針旋轉(zhuǎn) , 還是按逆時針旋轉(zhuǎn) ?二是自變量是選擇斜坐標(biāo)系還是選擇旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)系的坐標(biāo) , 且加工范圍如何確定 ?按照習(xí)慣一般按照逆時針旋轉(zhuǎn) , 這樣如上圖所示實際旋轉(zhuǎn)時應(yīng)旋轉(zhuǎn) 。另外 , 圖上所標(biāo)尺寸是工件坐標(biāo)系下的尺寸 , 而自變量的選取卻要取

6、斜坐標(biāo)系下的尺寸 , 為什么呢 ? 因為 , 只有斜坐標(biāo)系下的坐標(biāo)才滿足橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程 , 這樣使得計算與編程方便。這樣自變量加工范圍的起點和終點坐標(biāo)一開始要通過逆旋轉(zhuǎn)公式求出該點在斜坐標(biāo)系下的坐標(biāo) , 公式如下 :Z= ZCOS - XSIN X= ZSIN X COS如上圖所示 ,A 點(Z 、 X) 為 (4.45 、11), =60°, 則順時針旋轉(zhuǎn) 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(biāo)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(tǒng) )#1(Z)=11.75WHILE#1GE-2#2(X)=10/18*SQRT18*18-#1*#1(橢圓旋轉(zhuǎn)后是水平方向 )#3(Z)=#1* COSPI/3 -#2*SINPI/3(華中系統(tǒng)只能用弧度制表示角度)#4(X)=#1*SINPI/3 #2*COSPI/3G01X-