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手工編程中的數(shù)值計(jì)算


日期:2010年04月09 來源:沈陽機(jī)床(集團(tuán)) 關(guān)鍵字:車床
根據(jù)車床零件圖樣,按照已確定的加工路線和允許的編程誤差,計(jì)算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù),稱為數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算。手工編程時(shí),在完成車床工藝分析和確定加工路線以后,數(shù)值計(jì)算就成為程序編制中一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。除了點(diǎn)位加工這種簡(jiǎn)單的情況外,一般需經(jīng)煩瑣、復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。為了提高工效,降低出錯(cuò)率,有效的途徑是計(jì)算機(jī)輔助完成坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計(jì)算,或直接采用自動(dòng)編程。
    車床一個(gè)零件的輪廓往往是由許多不同的幾何元素所組成,如直線、圓弧、二次曲線以及阿基米德螺線等。各幾何元素間的點(diǎn)稱為基點(diǎn);如兩直線問的交點(diǎn),直線與圓弧或圓弧與圓弧間的交點(diǎn)或切點(diǎn),圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。顯然,相鄰基點(diǎn)間只能是一個(gè)幾何元素。對(duì)于由直線與直線或直線與圓弧構(gòu)成的平面輪廓零件,由于目前一般車床數(shù)控系統(tǒng)都具有直線、圓弧插補(bǔ)功能,故數(shù)值計(jì)算比較簡(jiǎn)單。此時(shí),主要應(yīng)計(jì)算出基點(diǎn)坐標(biāo)與圓弧的圓心點(diǎn)坐標(biāo)。當(dāng)零件的形狀是由直線段或圓弧段之外的其他曲線構(gòu)成,而數(shù)控裝置叉不具備該曲線的插補(bǔ)功能時(shí),其數(shù)值計(jì)算就比較復(fù)雜。將組成零件輪廓的曲線,按數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的+求,在滿足允許的編程誤差的條件下進(jìn)行分割,即用若干直線段或圓弧段來逼近給定的曲線,逼近線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。
   對(duì)刀時(shí)是通過一定的測(cè)量手段使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合.?dāng)?shù)控系統(tǒng)從對(duì)刀點(diǎn)開始控制刀位點(diǎn)運(yùn)動(dòng),并由刀具的切削刃部分加工出要求的零件輪廓。對(duì)于平面輪廓的加工,車削加工時(shí),可以用車刀的假想刀尖點(diǎn)作為刀位點(diǎn),也可以用刀尖圓弧半徑的圓心作為刀位點(diǎn)。銑削加工時(shí),是用平底立銑刀的刀底中心作為刀位點(diǎn)。但無論如何,零件的輪廓形狀總是由刀具切削刃部分直接參與切削完成的。因此,在大多數(shù)情況下,編程軌跡并不與零件輪廓完全重合。對(duì)于具有刀具半徑補(bǔ)償功能的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng),只要在編寫程序時(shí),在程序的適當(dāng)位置寫人建立刀補(bǔ)的有關(guān)指令,就可以保證在加工過程中,使刀位點(diǎn)按一定的規(guī)則自動(dòng)偏離編程軌跡,達(dá)到正確加工的目的。這時(shí)可直接按零件輪廓形狀,計(jì)算各基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),并作為編程時(shí)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
    某些簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng),例如簡(jiǎn)易數(shù)控車床,只有長(zhǎng)度補(bǔ)償功能而無半徑補(bǔ)償功能,編程時(shí)為保證精確地加工出零件輪廓,就需要作某些補(bǔ)償計(jì)算。用球頭刀加工三坐標(biāo)立體型面零件   時(shí),程序編制要算出球頭刀球心的運(yùn)動(dòng)軌跡,而由球頭刀的外緣切削刃加工出零件輪廓。帶擺角的數(shù)控機(jī)床加工立體型面零件或平面斜角零件時(shí),程序編制要算出刀具擺動(dòng)中心的軌跡和相應(yīng)擺角值。數(shù)控系統(tǒng)控制刀具擺動(dòng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí),由刀具端面和側(cè)刃加工出零件輪廓。
  車床輔助計(jì)算包括增量計(jì)算、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算、標(biāo)注尺寸轉(zhuǎn)換成編程尺寸等。增量計(jì)算是僅就增量坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)或絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)中某些數(shù)據(jù)仍要求以增量方式輸人時(shí),所進(jìn)行的由絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)到增量坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。如在數(shù)值計(jì)算過程中,已按絕對(duì)坐標(biāo)值計(jì)算出某運(yùn)動(dòng)段的起點(diǎn)坐標(biāo)及終點(diǎn)坐標(biāo),以增量方式表示時(shí)
    增量坐標(biāo)值一終點(diǎn)坐標(biāo)值起點(diǎn)坐標(biāo)值
    計(jì)算應(yīng)在各坐標(biāo)軸方向上分別進(jìn)行。例如,要求以直線插補(bǔ)方式,使刀具從n點(diǎn)(起點(diǎn))運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)(終點(diǎn)),已計(jì)算出n點(diǎn)坐標(biāo)為(墨,E),6點(diǎn)坐標(biāo)為(x。,h),若以增量方式表示時(shí),其x,y軸方向上的增量分別為△x—xb墨,△r—yb—E。
    輔助程序段是指開始加工時(shí),刀具從對(duì)刀點(diǎn)到切人點(diǎn),或加工完了時(shí),刀具從切出點(diǎn)返回到對(duì)刀點(diǎn)而特意安排的程序段。切人點(diǎn)位置的選擇應(yīng)依據(jù)零件加工余量的情況,適當(dāng)離開零件一段距離。切出點(diǎn)位置的選擇,應(yīng)避免刀具在快速返回時(shí)發(fā)生撞刀,也應(yīng)留出適當(dāng)?shù)木嚯x。

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