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      基于FANUC 0i系統(tǒng)的橢圓輪廓加工通用宏程序編制

      2014-04-21 07:07:31薛東彬
      機(jī)械工程師 2014年2期
      關(guān)鍵詞:圓心角宏程序長軸

      薛東彬

      (河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,鄭州450007)

      0 引言

      在應(yīng)用加工中心加工零件時(shí)經(jīng)常會遇到橢圓輪廓或橢圓倒角。對于那些長軸平行于機(jī)床X軸或Y軸的橢圓輪廓使用用戶宏程序編程比較簡單,但是對于那些長軸不平行于機(jī)床X軸或Y軸的橢圓輪廓一般需要使用專用的編程軟件來編程。這時(shí)編寫的程序不具有通用性,比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文利用二維圖形的變換原理,編制了適用于任意角度放置的橢圓輪廓的基于FANUC 0i系統(tǒng)的通用宏程序[1]。

      1 節(jié)點(diǎn)計(jì)算方法

      1)橢圓節(jié)點(diǎn)計(jì)算原理

      對于橢圓輪廓的銑削加工一般采用直線段逼近的方法。橢圓輪廓上的節(jié)點(diǎn)計(jì)算采用等步長法,以節(jié)點(diǎn)的圓心角為自變量計(jì)算節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算式如下:

      式中X、Y為節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),a、b為橢圓的長軸和短軸的半徑,α為節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的圓心角作為自變量。

      2)橢圓節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)

      當(dāng)橢圓的長軸與機(jī)床的X軸夾角為θ,在計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)時(shí),應(yīng)使節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)繞橢圓的圓心旋轉(zhuǎn)θ角度。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)可以利用二維圖形的變換矩陣實(shí)現(xiàn)。變換矩陣[2]如下:

      經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變換后的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(Xh、Yh)計(jì)算式如下:

      2 橢圓通用宏程序的編制

      1)局部變量的定義及處理

      使用立銑刀銑削加工橢圓時(shí)不能使用刀具的半徑補(bǔ)償功能,因此在計(jì)算節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)是要將使用的刀具半徑加到橢圓的長短軸半徑上。在宏程序中橢圓的長短軸、刀具半徑、橢圓長軸與機(jī)床X軸的夾角、橢圓的起始角、終止角等均用局部變量表示,橢圓的圓心角作為自變量可以根據(jù)加工精度要求設(shè)定。宏程序中局部變量的定義如表1所示,橢圓的各變量的幾何意義如圖1所示。

      表1 橢圓加工局部變量定義及處理

      圖1 橢圓中各變量的幾何意義

      2)橢圓通用宏程序。

      適用于任意角度,任意圓心角對應(yīng)的橢圓的通用宏程序如下:進(jìn)行橢圓加工時(shí)在主程序中通過G65指令調(diào)用宏程序,給相應(yīng)的參數(shù)賦初值就可以了。例如加工長、短軸分別為300 mm、200 mm,長軸與+X夾角為30°,圓心位置坐標(biāo)為(-50,-50)的逆時(shí)針橢圓,刀具半徑為10 mm??捎孟旅娴某绦蚨握{(diào)用:

      G65 P9015 A300 B200 C10 I30 J0 K360 F100 Q100 R1 X-50 Y-50。

      3 結(jié)語

      應(yīng)用橢圓通用宏程序編程加工橢圓和橢圓倒角,降低了編程難度,節(jié)省了編程時(shí)間,增加了數(shù)控加工編程的靈活性。

      [參考文獻(xiàn)]

      [1]北京發(fā)那科公司.FANUC Series 0i Mate-TM操作說明書[M].北京:北京發(fā)那科公司,

      [2]蔡穎,薛慶.CAD/CAM原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

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