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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)曲線是加工難點結(jié)合這幾年的研究結(jié)果與比賽經(jīng)驗

我提出幾點個人見解

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使編程出錯如下圖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點的坐標(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)通過原點坐標(biāo)平移移至工件坐標(biāo)系下即可如上圖1 這個零件的右端面為一橢圓其曲線坐標(biāo)系的原點為O 如圖所示其坐標(biāo)方程z2/202+x2/142=1工件坐標(biāo)系的編程零點為O 如圖所示相對于曲線坐標(biāo)系曲線Z 向應(yīng)從20加工到-10 曲線坐標(biāo)系的原點相對于工件坐標(biāo)系的原點只沿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O 相對于工件坐標(biāo)系原點O不僅有Z向偏移而且有X向的偏移這是難點之一另外編程者還容易出錯的是自變量 Z 的加工范圍 A B 的確定上由 32可知A點的X向坐標(biāo)為11 則A點的Z向坐標(biāo)為12.1,所以O 相對于O的Z向距離為11.9,這就是Z向偏移,則其自變量 z加工范圍是相對于曲線坐標(biāo)系 12.1 23.1,對嗎?似乎沒有任何問題,其實我們忽略了一個很重要的問題: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

有時有些實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的,如下圖3所示

這個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,一時陷入僵局

經(jīng)過仔細(xì)核查, 將A點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,這就說明實際曲線位置相對于理論位置向上發(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

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)系相對于工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)了角那么對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)前某點坐標(biāo)為 Z X 旋轉(zhuǎn)后該點在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 Z X 則它們之間滿足如下關(guān)系按逆時針旋轉(zhuǎn)

Z = ZCOS +XSIN0

X = XCOS –ZSIN0

這兒存在兩個疑問一是坐標(biāo)是按順時針旋轉(zhuǎn) 仍是按逆時針旋轉(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)氣一般依照逆時針旋轉(zhuǎn) 這樣如上圖所示實踐旋轉(zhuǎn)時應(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)模的起點和結(jié)尾坐標(biāo)一開始要經(jīng)過逆旋轉(zhuǎn)公式求出該點在斜坐標(biāo)系下的坐標(biāo) 公式如下

Z= Z COS -X SIN0

X= Z SIN +X COS0

如上圖所示 A點 Z X 為 4.45 11 =60 則順時針旋轉(zhuǎn)30 因此將4.16代入式得

Z=4.45 COS 60 +11 SIN60 =11.75

所以自變量加工范圍在斜坐標(biāo)系中的Z向起點為11.75假如Z向終點為-2 則其參考程序為華中系統(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)驗和體會歡迎同行批評指正

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