数控车床编程与操作（广数系统） 教学课件 ppt 作者 崔兆华主编第八章 非圆曲线的加工.ppt

第八章 非圆曲线的加工,第一节 宏程序 第二节 非圆曲线加工 第三节 采用特殊指令加工非圆曲线,,,,第一节 宏程序,一、宏程序概念,以一组子程序的形式存储并带有变量的程序称为用户宏程序，简称宏程序；调用宏程序的指令称为用户宏程序指令或宏程序调用指令（简称宏指令）使用B 类宏程序编程时，操作者只需会使用宏命令即可，而不必记忆宏程序主（本）体用户宏程序的最大特征有以下几个方面: （1）可以在宏程序中使用变量 （2）可以进行变量之间的运算 （3）宏指令可以对变量进行赋值二、变量,1. 变量的表示 变量由变量符号“#” 和变量号（阿拉伯数字）组成，如#1、#20 等变量也可由变量符号“#”和表达式组成，如# [#1 +10]2. 变量的种类,3. 变量的引用 （1）用变量置换地址后数值 格式: ﹤地址﹥ + “# I”或﹤地址﹥ + “- # I”， 表示把变量“# I”的值或把变量“# I”的值的负值作为地址值 （2）用变量置换变量号 格式: “#” + “9”+ 置换变量号1. 地址O、G 和N 不能引用变量, 如O#100, G#101, N#120 为非法引用 2. 如超过地址规定的最大代码值, 则不能使用, 如#130 = 120 时, M#130 超过了最大代码值。

三、运算符,在加工程序中, 方括号“[ ]” 用于封闭表达式, 圆括号“( )” 用于注释四、语句,1. 无条件转移(GOTO n) 例如：N10 G00 X50. 0 Z10. 0; N20 G01 X45. 0 F0. 2; N30 G01 Z0; N40 GOTO 20; 表示执行N40 程序段时，程序无条件转移到N20 程序段继续运行2. 条件语句（IF 语句） （1）GOTO 格式 IF [条件表达式] GOTO n (n = 顺序号),（2）THEN 格式 IF [条件表达式] THEN ； 如果条件表达式成立，执行THEN 后面的语句，只能执行一条语句条件表达式必须包括条件运算符, 条件运算符两边可以是变量、常数或表达式, 条件表达式要用方括号“ [ ]” 封闭3. 循环语句（WHILE 语句） 当条件表达式成立时，从DOm 的程序段到ENDm 的程序段重复执行；如果条件表达式不成立，则从ENDm 的下一个程序段执行五、宏程序的调用,宏程序调用示意图,1. 单纯调用 通常宏程序主体是由下列形式进行一次性调用，也称为单纯调用 G65 P (程序号) （1）引数赋值Ⅰ 除G、L、N、O、P 地址符以外都可作为引数赋值的地址符，大部分地址符无顺序要求，但对I、J、K 则必须按字母顺序排列，对没使用的地址可省略。

2）引数赋值Ⅱ,（3）引数赋值Ⅰ、Ⅱ的混用,引数赋值Ⅰ、Ⅱ的混用,2. 模态调用 其调用形式为: G66P （程序号码）L（循环次数） ; 在这一调用状态下，当程序段中有移动指令时，则先执行完这一移动指令后，再调用宏，所以，又称为移动调用指令 取消用户宏程序用G67 指令第二节 非圆曲线加工,一、椭圆类零件的加工,1. 椭圆标准方程与参数方程 宏程序编制中，编程坐标系是Z 、X 轴，所以在应用椭圆标准方程或参数方程时，要从X、Y 轴相应转换为编程坐标系中的Z 、X 轴2. 椭圆加工示例 例1 如图所示，毛坯为ϕ30 mm ×70 mm 的棒料，材料为45 钢椭圆加工示例1,（1）示例分析 用三爪自定心卡盘夹住工件左端，伸出55 mm，手动车右端面，选择1 号30°外圆车刀加工外轮廓切削用量的选择: 粗加工主轴转速为600 r/ min, 进给速度为150 mm/ min; 精加工主轴转速为800 r/ min, 进给速度为80 mm/ min在椭圆坐标系中, 其标准方程为 ； 参数方程为X =14sinϕ, Z = 20cosϕ从零件图上可以看出, 椭圆轮廓的起点角度为0°, 终点角度为144°, 所以适合采用以ϕ 参数（角度）为初始变量，应用参数方程来表达椭圆上点的坐标。

2）程序编制,例2 如图所示，毛坯为ϕ30 mm ×50 mm 的棒料，材料为45 钢椭圆加工示例2,1）示例分析 工艺分析参见示例1零件上椭圆曲线只有右边一半，长半轴长15 mm（Z 轴），短半轴长10 mm （X 轴）其椭圆标准方程为 , 参数方程为X =10sinϕ、Z =15cosϕ2）程序编制,例3 如图所示，毛坯为ϕ30 mm ×70 mm 的棒料，材料为45 钢椭圆加工示例3,1）示例分析 椭圆标准方程为 ，长半轴长20 mm （Z 轴），短半轴长10 mm （X 轴）计算椭圆起点坐标: 从图中可得Z = 14，即 ，X =10 （由椭圆标准方程得到 ）椭圆终点坐标: Z = - 14，X =10 ，Z 值变化范围是-14 ~142）程序编制,椭圆宏程序编程都要注意以下几点: ①根据零件图中椭圆轮廓的形状和位置, 选取合适的初始变量、角度或Z ( X) 坐标 ②正确表达椭圆曲线上点的坐标根据零件图上的尺寸标注, 选择标准方程或参数方程表达椭圆上点的坐标 ③找出(有时需计算出) 椭圆原点在编程坐标系中的坐标, 正确表达椭圆上的点在编程坐标系中的坐标。

二、其他非圆曲线零件的加工,1. 椭圆与双曲线零件的加工 加工图所示零件，毛坯为ϕ50 mm ×65 mm 的45 钢，试采用B 类宏程序编写椭圆和双曲线的加工程序椭圆与双曲线零件,2. 抛物线零件的加工 如图所示，毛坯直径为ϕ50 mm，总长为102 mm，材料为棒料，45 钢抛物线零件图,粗加工刀具路径如图所示此方法避免了G73 指令产生的“空切” 现象，提高了生产效率，有一定的特色（加工左端的程序省略）粗加工抛物面部分刀具路径,3. 正弦曲线类零件加工 加工如图所示的绕线筒零件绕线筒零件,三、实训练习,如图所示椭圆零件图，编制该零件的加工程序并进行练习加工毛坯采用ϕ45 mm ×100 mm 棒料，材料为45 钢实训零件图,1. 工艺分析 （1）加工工艺分析 1）编程原点的确定 2）制定加工路线加工端面→粗车椭圆表面至ϕ26 mm→宏程序循环车削椭圆及外圆至ϕ15. 88 mm2）工件的定位、装夹,装夹示意图,2. 填写工艺卡片 （1）数控加工工艺卡,（2）切削用量及刀具选择,3. 编写加工程序,4. 零件加工 将编写的程序校验无误后，输入车床数控系统，对刀设置刀具偏置参数，加工出合格的零件。

第三节 采用特殊指令加工非圆曲线,一、椭圆插补指令(G6. 2、G6. 3),椭圆插补指令 a) 顺时针椭圆插补指令G6. 2 b) 逆时针椭圆插补指令G6. 3,1. 指令格式 G6. 2/ G6. 3 X (U)_ Z (W)_ A_ B_ Q_ ; 式中，X、Z 为椭圆终点的绝对坐标值； U、W 为椭圆终点相对椭圆起点的坐标增量； A 为椭圆长半轴长（无符号）； B 为椭圆短半轴长（无符号）； Q 为椭圆的长轴与坐标系的Z 轴的夹角（单位为 0. 001°, 无符号）Q 值的确定 a) 前置刀架 b) 后置刀架,2. 顺时针椭圆与逆时针椭圆的判别 在使用椭圆插补指令时，需要判断刀具是沿顺时针还是逆时针方向加工零件判别方法是: 处在椭圆所在平面（数控车床为XZ 平面）的另一个轴（数控车床为Y 轴）的正方向看该椭圆，顺时针方向为G6. 2，逆时针方向为G6. 33. 注意事项 （1）A、B 是非模态参数，如果不输入默认为0，当A = 0 或B = 0 时，系统产生报警；当A = B 的时候作为圆弧(G02/ G03) 加工 （2）Q 值是非模态参数，每次使用都必须指定，省略时默认为0°, 长轴与Z 轴平行或重合。

3）Q 的单位为0. 001°, 若与Z 轴的夹角为180°, 程序中需输入Q180000，如果输入的为Q180 或Q180. 0，均认为是0. 18° （4）编程的起点与终点间的距离大于长轴长，系统会产生报警 （5）地址X (U)、Z (W) 可省略一个或全部；当省略一个时，表示省略的该轴的起点和终点一致；全部省略表示终点和始点是同一位置，将不作处理6）椭圆只加工小于180° (包含180°) 的椭圆 （7）G6. 2、G6. 3 指令可用于复合循环指令G70 ~ G73 中，注意事项同G02、G03 指令 （8）G6. 2、G6. 3 指令可用于C 刀补中，注意事项同G02、G03 指令4. 示例 （1）如图所示，加工椭圆程序如下: G6. 2 X63. 82 Z -50. 0 A48 B25 Q0; 或G6. 2 U20. 68 W -50. 0 A48 B25;,示例1,（2）如图所示，加工椭圆程序如下: G6. 2 X63. 82 Z -50. 0 A48 B25 Q60000； 或G6. 2 U20. 68 W -50. 0 A48 B25 Q60000；,示例2,二、抛物线插补指令(G7. 2、G7. 3),抛物线插补指令 a) 顺时针抛物线插补指令G7. 2 b) 逆时针抛物线插补指令G7. 3,1. 指令格式 G7. 2/ G7. 3 X (U) _ Z (W) _ P _ Q_ ; 式中，X、Z 为抛物线终点的绝对坐标值; U、W 为抛物线终点相对抛物线起点的坐标增量; P 为抛物线标准方程Y2 =2PX 中的P 值（单位: 最小输入增量，无符号）； Q 为抛物线对称轴与Z 轴的夹角（单位为0. 001°, 无符号）。

Q 值的确定 a) 前置刀架 b) 后置刀架,2. 注意事项 （1）P 值不可以为零或省略，否则产生报警 （2）P 值不含符号, 如果输入了负值, 则取其绝对值 （3）Q 值可省略，当省略Q 值时，则抛物线的对称轴与Z 轴平行或重合，Q 值不含符号4）当起点与终点所在的直线与抛物线的对称轴平行时，产生报警 （5）G7. 2、G7. 3 指令可用于复合循环G70 ~G73 指令和C 刀补中，注意事项同G02、G03 指令3. 示例 假如抛物线的P = 10 mm（系统的最小增量为 0. 0001 mm），其对称轴与Z 轴平行，零件的加工尺寸如图所示抛物线加工示例,三、实训练习,如图所示椭圆零件图，试应用椭圆插补指令编制该零件的加工程序并进行练习加工实训零件图,,。