SIEMENS 系统中用参数编写二次曲线轮廓加工程序的方法与技巧

SIEMENS系统中用参数编写二次曲线轮廓加工程序的方法与技巧⑴二次曲线的编程方法所谓二次曲线是指具有二次方程作为数学模型的曲线轮廓,如抛物线、双曲线、椭圆等.对于二次曲线的编程,简单分为四个步骤:①参数定义;②计算点坐标;③插补;④循环判断.⑵SIEMENS802S系统中,椭圆参数编程举例1)标准椭圆参数方程X=a*cosAY=b*sinA其中,a表示椭圆长半轴值.用自量值A表示角度的变化,以计算每个角度值对应的椭圆上的X,Y坐标值.2)将等分点用直线段连接获得近似椭圆,其近似程度取决于自变量A的增值大小.举例:(以SIEMENS802S为例,如图1-49所示)R1=0;①(R1为方程变量,初值从0开始)MM:R5=12.5*SIN(R1);②(R5为椭圆轮廓上的X坐标值)R6=25*COS(R1)-25;(R6为椭圆轮廓上的Z坐标值,标准椭圆轮廓向–Z方向平移了25mm)G01G64X=2*R5Z=R6;③(直线插补进给,2*R5为X方向直径值)R1=R1+0.5(0.5为角度增量值)IFR1≤90GOTOBMM;④(判断椭圆进给是否到达终点,90°为终点角度,循环返回到MM处)①参数定义.首先定义方程中各变量.用机床给定用户定义参数代替,如SIEMENS802S系统,用户定义参数为R0~R299.②计算点坐标.列出方程让数控系统根据所列方程自动计算坐标点.R5为X坐标,数控车床通常用直径编程,故插补进给中X值取2*R5.R6为Z坐标,编程原点在端面,而零件轮廓的数学模型原点在椭圆中心,椭圆中心向负Z方向移动25mm,故由标准椭圆方程计算出坐标值应减去25.③插补.坐标插补用G01完成.加G64连续路径,机床连续进给,切削平稳,减小零件上的棱纹.④循环判断.以上程序变量增加一个增量,插补一个点,当插补过程还没有完成时,要重复以上②、③过程,所以要使用循环判断来判断是否到达终点,“否”继续循环,“是”结束循环,向下执行.⑶编程技巧以上介绍了二次曲线的简单编程步骤,其他任何曲线都可以使用此方法.不同曲线只需将第②步换成所要编的曲线方程即可.在FANUC系统中,把用户宏程序的内容放在G73固定循环里编写椭圆程序的技巧⑴用户宏程序编程特点用户宏程序编程的最大特点是使用变量,且变量之间能进行算术和逻辑运算.因此,在数控机床加工一定批量的形状相同但尺寸不同,或由型腔、曲面、曲线等组成的工件时,使用用户宏程序功能进行编程能够减少程序重复编制,减少字符数,节约内存,使得编程更方便,更容易.FANUC系统中宏程序主体和SIEMENS系统的参数编程方法是一样的,只是变量符号和编程格式不一样.SIEMENS系统的变量号,用R参数表示.FANUC系统变量用“#”和数字合起来表示.根据变量号不同,变量可以分成四种类型,见表1-3.在编程用户加工程序进行逻辑运算和函数运算时,通常可以用局部变量#1~#33或公共变量#100~#199.而公共变量#500~#999和#1000以后的系统变量通常是提供给机床厂家进行二次开发,不能随便使用.若使用不当,便会导致整个数控系统的崩溃.下面举例介绍用户宏程序编写方法:⑵零件分析与编程技巧如图1-50所示:毛坯直径为50mm,总长为102mm,材料为45钢棒料.该零件难点在椭圆编程上.根据已知条件可得椭圆方程:即椭圆轮廓向Z轴负方向平移了18mm的距离，因此在计算Z坐标时，必须减去18mm的距离。把椭圆编程的内容放在G73固定循环里，可以完成粗精加工。⑶编写加工程序右端：N10T0101（粗加工刀具）N15M03S800N20G96S80N25G50S1000N30G99G00X51Z5N35G71U1R1N40G71P50Q120U0.5W0.2F0.2N50G00G42X26（加刀尖圆弧半径补偿）N60G01Z-18F0.02N70X30N80Z-35N90X40Z-65N100G02X47Z-70R5N110G01X50N120G40G01X50Z-65N130G00X50Z5N140G73U10W2R4N150G73P160Q260U0.5W0.2F0.1N160G42G01X-5Z5F0.02N170G02X0Z0R5（沿圆弧过渡切入）N180#100=18（#100作为Z轴变量）N190#101=#100*#100（#101作为中间变量）N200#102=13*SQRT〖1-#101/324〗（#102作为X轴变量）N210G01X〖2*#102〗Z〖#100-18〗（Z轴向负方向平移18mm的距离）N220#100=#100-0.1N230IF〖#100GE0〗GOTO190N240G01X28.5N250X30Z-19.5N260G40G00X40Z-10N270G00X100Z100N280T0202（精加工刀具）N290G96S120N300G50S1200N310G70P50Q120N320G70P160Q260N330G97M03S350N340G00X100Z100N350T0303（车槽刀具）N360G00X35Z-35N370G01X26F0.05N380X35F0.2N390G00X100Z100N400T0404（车螺纹刀具）N410M03S500N420G00X30Z10N430G92X29.2Z-33F1.5N440X28.6N450X28.2N460X28.05N470G00X100Z100N480M05N490M02使用宏程序功能编写粗、精加工程序的技巧⑴零件分析与编程技巧如图1-51所示：毛坯直径为50mm，总长为102mm，材料为45钢棒料。该零件难点在抛物线的编程上。已知抛物线方程：X*X=-22.09Z。用公共变量#100、#101编程。#101作为X轴变量；#100作为Z轴变量；加工抛物面时，抛物线方程原点与工件零点重合。本例题利用循环语句（WHILE语句）和条件转移语句（IF…THEN语句）编写出粗精加工程序，刀具路径如图1-52所示，相当于用G71和G70语句的功能。此方法避免了G73指令产生的“空切”现象，提高了生产效率，有一定的特色（例题中加工左端的程序省略）。⑵加工程序右端：O1000T0101M03S800G96S120（以120m/s的恒线速度切削）G50S1000（限制主轴最高转速为1000r/min）G99G00X55Z0M08(快速定位进给量单位为mm/r)G01X0Z0F0.1(以0.1mm/r的速度车端面)G00Z5G00X50Z5（设定循环起点）N20（此部分为粗加工抛物线部分程序）#101=23.5（#101为X轴变量，置初使值23.5）#102=1.5（#102为X方向的步距值变量，设为1.5）#1.3=0WHILE〖#101GT#101=#103（判断句，当X轴变量在循环的最后一次小于0时，将X变量置0，保证循环最终走到零点）#104=〖#101*#101/22.09〗（计算Z变量）G01Z2F1（Z方向进给退回加工起点）G42X〖2*#101〗F0.12（X方向进给）G01Z〖-#104+0.5〗（Z方向进给，留0.5精加工余量）G40U1（沿X方向退刀1，取消刀补）END1G00X100Z100N30（此部分为精加工抛物面部分程序）T0202G96S120G50S1200G00X0Z1（精加工抛物面的起刀点）#106=0（#106为X坐标值变量，置初值为0）#107=0.1（#107为X方向的步距值变量，设为0.1）#108=23.5（抛物线的最大开口值）WHILE〖#106LE#108〗DO2（判断句，如果#106中的值大于#108中的值，则程序在WHILE和END2之间循环执行，否则跳出循环，执行END2之后的语句）#105=〖#106*#106/22.09〗（计算Z变量）G1G42X〖2*#106〗Z〖-#105〗F0.1（直线插补进给，加刀尖圆狐半径补偿，右补）#106=#106+#107（X方向退刀，取消刀补）G00X100Z100M05M09M30内孔椭圆零件轮廓程序编制的技巧⑴零件分析与编程技巧如图1-53所示：毛坯直径为50mm，总长为40mm，材料为45钢棒料。该零件难点在内孔椭圆的编程上。根据已知条件可得椭圆方程：，即X=13*SQRT（1-Z２/64）。用公共变量#100、#101来编程。#101作为X轴变量；#100作为Z轴变量；椭圆部分先走直线进行粗加工，然后只写椭圆部分的精加工程序，在每段程序前加“M00”程序停止指令，通过几次修改刀偏值来完成椭圆内槽的粗、精加工。此方法避免了G73指令产生的“空切”现象，生产效率较高。工件零点设在工件端面与中心线相交处，椭圆方程原点与工件零点重合，不需要偏置。⑵加工程序假设内径已加工到螺纹底径，右端程序略写。车左端内孔程序如下：O0002T0101G00X65Z0M3S1000G01X22F0.1M0.8G00X63Z1G01Z-12G00X65Z1X61.985G01Z-12G00X100Z100M5