省廳頒布 關(guān)于在全省職業(yè)學(xué)校建立和完善技能大賽制度的意見 提出要真正形成普通教育有高考 職業(yè)教育有技能大賽的新局面 以后每年的技能大賽必將如火如荼地進(jìn)行數(shù)控車加工是全國發(fā)起最早 也是到目前發(fā)展得最為完善的技能大賽比賽項(xiàng)目之一 回顧過去幾年的比賽試題 展望年 數(shù)控車加工中還是一些特殊曲線 如橢圓 拋物線 雙曲線及變坐標(biāo)曲線 是加工難點(diǎn) 結(jié)合這幾年的研究結(jié)果與比賽經(jīng)驗(yàn)
我提出幾點(diǎn)個(gè)人見解
一 套用編程模板 能使編程又快又準(zhǔn)
曲線坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系
首先要明確一點(diǎn) 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(gè)方向的平移問題 并不存在旋轉(zhuǎn)問題 如下圖1所示
由于數(shù)控系統(tǒng)把平行于主軸的那根軸定義為Z軸 因此針對(duì)曲線方程要將其坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換 才能讓編程者方便上手 也不會(huì)使編程出錯(cuò) 如下圖2所示
這是一段拋物線形狀 其方程為x=0.1y2這里的y應(yīng)是工件坐標(biāo)系的x 而x應(yīng)是工件坐標(biāo)系的z 因此方程應(yīng)轉(zhuǎn)化為z=0.1x2這個(gè)地方編程者容易轉(zhuǎn)化為x=0.1z2這樣一來加工出來的曲線形狀就完全錯(cuò)誤了2 套用模板 利用 模板 編程這里講的 模板 只是一種編程的格式 只要編程者掌握了這種編程格式 加以靈活運(yùn)用 就能使編程速度大大提高即所有曲線編程時(shí) 點(diǎn)的坐標(biāo)的采集都是來至曲線本身的坐標(biāo)系 然后把曲線坐標(biāo)系下的坐標(biāo)通過原點(diǎn)坐標(biāo)平移移至工件坐標(biāo)系下即可 如上圖1 這個(gè)零件的右端面為一橢圓 其曲線坐標(biāo)系的原點(diǎn)為O 如圖所示 其坐標(biāo)方程z2/202+x2/142=1工件坐標(biāo)系的編程零點(diǎn)為O 如圖所示 相對(duì)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(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)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*SQRT 20*20 #1*#1G01X #2*2 Z #1 20 直徑量編程要*2 坐標(biāo)平移這是關(guān)鍵#1=#1 0.1 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=0.1x2這段拋物線的原點(diǎn)O 相對(duì)于工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O不僅有Z向偏移而且有X向的偏移 這是難點(diǎn)之一 另外 編程者還容易出錯(cuò)的是自變量 Z 的加工范圍 A B 的確定上由 32可知A點(diǎn)的X向坐標(biāo)為11 則A點(diǎn)的Z向坐標(biāo)為12.1,所以O 相對(duì)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(duì)于曲線坐標(biāo)系 12.1 23.1,對(duì)嗎?似乎沒有任何問題,其實(shí)我們忽略了一個(gè)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=-12.1
WHILE#1GE -23.1
#2=SQRT 10*#1
G01X #2*2+10 Z #1-11.9 X向偏移直徑量,Z向偏移
#1=#1-0.1
ENDW
有時(shí)有些實(shí)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(duì)的,如下圖3所示
這個(gè)零件的中間是一段雙曲線,由圖3可知Z向偏移了-34,X向好像沒有偏移,對(duì)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(duì),一時(shí)陷入僵局
經(jīng)過仔細(xì)核查, 將A點(diǎn)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(shí)際曲線位置相對(duì)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
#1=6
WHILE#1GE -6
#2=SQRT 144+#1*#1
G01X #2*2-6.832 Z #1-34
#1=#1-0.1
ENDW
二 傾斜橢圓的加工是技能比賽的一大亮點(diǎn)
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(duì)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(duì)于工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)了 角 那么對(duì)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(diǎn)坐標(biāo)為 Z X 旋轉(zhuǎn)后該點(diǎn)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(shí)針旋轉(zhuǎn)
Z = ZCOS +XSIN0
X = XCOS –ZSIN0
這兒存在兩個(gè)疑問 一是坐標(biāo)是按順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 仍是按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 二是自變量是挑選斜坐標(biāo)系仍是挑選旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)系的坐標(biāo) 且加工規(guī)模如何斷定 依照習(xí)氣一般依照逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 這樣如上圖所示實(shí)踐旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)旋轉(zhuǎn) 別的 圖上所標(biāo)尺度是工件坐標(biāo)系下的尺度 而自變量的選擇卻要取斜坐標(biāo)系下的尺度 為何呢 由于 只要斜坐標(biāo)系下的坐標(biāo)才滿足橢圓規(guī)范方程 這樣使得核算與編程便利 這樣自變量加工規(guī)模的起點(diǎn)和結(jié)尾坐標(biāo)一開始要經(jīng)過逆旋轉(zhuǎn)公式求出該點(diǎn)在斜坐標(biāo)系下的坐標(biāo) 公式如下
Z= Z
X= Z SIN +X COS0
如上圖所示 A點(diǎn) Z X 為 4.45 11 =60 則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30 因此將4.16代入 式得
Z=4.45
所以 自變量加工范圍 在斜坐標(biāo)系中 的Z向起點(diǎn)為11.75假如Z向終點(diǎn)為-2 則其參考程序?yàn)?/span> 華中系統(tǒng)
#1 Z =11.75
WHILE#1GE -2
#2 X =10/18*SQRT 18*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 -#4*2+80 Z #3 -13.59 負(fù)曲線X 向偏置, Z 向偏置
#1=#1-0.1
ENDW
經(jīng)過上機(jī)模擬以及實(shí)物加工,完全正確
以上就是我在數(shù)控車加工教學(xué)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì) 歡迎同行批評(píng)指正
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