1、參數(shù)編程在數(shù)控銃削加中的運(yùn)用工摘 要 數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。掌握數(shù)控 編程技術(shù)是充分利用好這類裝備關(guān)鍵，也是我們提高數(shù)控銃削工程訓(xùn)練教學(xué)水平的重要標(biāo) 志。關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床數(shù)控銃削加工數(shù)控編程 “r”參數(shù)編程“數(shù)控錐削技術(shù)訓(xùn)練”是我中心新近開(kāi)設(shè)的一門理論性較強(qiáng)的工程訓(xùn)練科冃。在教學(xué)形 式上，它不同于過(guò)左傳統(tǒng)的、機(jī)械的“金工實(shí)習(xí)”。其訓(xùn)練冃的是：了解當(dāng)今先進(jìn)的機(jī)械制 造方法，充分發(fā)揮當(dāng)今大學(xué)生知識(shí)新、反應(yīng)快、創(chuàng)造力強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合具體的實(shí)踐教學(xué)，廣 泛培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。由于受客觀條件和教學(xué)時(shí)間的限制，自動(dòng)編程（計(jì)算機(jī)編程）在目前各高校的工程

2、訓(xùn)練 屮還未被普及，為了了解編程的基本原理及方法，手工編程仍為最常川的基本訓(xùn)練內(nèi)容之一。對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單的零件，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，程序不多，采用手工編程較容易完成，因此 在點(diǎn)定位加工及由肓線與圓弧纟r成的倫廓加工屮，手工編程仍廣泛應(yīng)用。但對(duì)于形狀復(fù)雜的 零件,特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面的零件，用一般的手工編程就有一定的困難, 且出錯(cuò)機(jī)率大,有的甚至無(wú)法編出程序。而采用“r”參數(shù)編程則可很好地解決這一問(wèn)題。非圓曲線倫廓零件的種類很多，但不管是哪一種類烈的非圓曲線零件，編程時(shí)所做的數(shù) 學(xué)處理是相同的。一是選擇插補(bǔ)方式，即首先應(yīng)決定是采用直線段逼近非圓illi線，還是采川 圓弧段逼近非圓曲線；二

3、是插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。采用直線段逼近零件輪廓曲線，一般數(shù)學(xué)處 理較簡(jiǎn)單，但計(jì)算的坐標(biāo)數(shù)據(jù)較多。等間距法是使一坐標(biāo)的增量相等，然后求出曲線上相應(yīng) 的節(jié)點(diǎn)，將相鄰節(jié)點(diǎn)連成直線，用這些直線段組成的折線代 替原來(lái)的倫廓曲線（見(jiàn)圖1 ）。其特點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，坐標(biāo)增 量的選取可大可小，選得越小則加工精度越高，同時(shí)節(jié)點(diǎn)會(huì) 增多，相應(yīng)的編程費(fèi)也將增加，而采用“r”參數(shù)編程正好 對(duì)以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。現(xiàn)今數(shù)控銃床-般都具備“r”參數(shù)編程功能，如西門子802d數(shù)控系統(tǒng)，這給手工編寫某些復(fù)雜圖形的程序帶來(lái)了方便。如圖2、3所示，當(dāng)耍加工一個(gè)周期的正眩線時(shí)，通常的方法是采用自動(dòng)編程，若用手工編程，貝ij可用“r”參數(shù)編程較簡(jiǎn)

4、單。曲線上坐標(biāo)點(diǎn)選取 的多少，可視加工精度而定。圖2圖3“r”參數(shù)編程的實(shí)質(zhì)，就是用變量“r”編寫出“子程序”，并根據(jù)“r”數(shù)值的條件, 多次調(diào)用“子程序”，以簡(jiǎn)化編程。如：用變量r1表示上圖中從0到2 ji各點(diǎn)弧度值；用 x=100*rl/2 ji, y=25*sin （rl）表示一個(gè)子程序,若要在正弦線上選取1000個(gè)坐標(biāo)點(diǎn), 只可將了程序調(diào)用1000次即可。合理的選用“r”參數(shù)編程，可以提高某些零件的加工精度（多選節(jié)點(diǎn)）和編程效率， 它也是手工編制復(fù)雜零件程序的主要方法之一，在不具備計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的情況下一般常采 用這種辦法。編程舉例：（西門子802d系統(tǒng)）試用“r”參數(shù)編程的方法編制整

5、圓的程序（如圖4 ）。分析：若不用圓弧插補(bǔ)，可將圓均分成360份，再用直線插補(bǔ)連接。變量rl=50表示 半徑，r2=360表示共分了 360份,r3二1表示間隔1份，r4=0表示初始角度。程序如下：n10g54g42 g90 goox50 y0z100n20g01f20 s600 m03z-ion30r1二50 r2=360 r3=lr4=0n40aa：x二r1*cos (r4)y二r1*sin(r4)n50r4二r4+1 r2二r2-r3n60ifr2> = 0 gotobaan70gooz50x80g40m200001注解：程序屮，n30程序段為條件設(shè)定；n40程序段即為程序名為aa

6、的了程序；n50屮r4、r3是參數(shù)變量，每調(diào)用一次，r4將增加1度，r2減少1份；n60中1f為有條件的，g0t0b表示向前跳轉(zhuǎn)，就是只有當(dāng)r2人于等于零時(shí)才向前跳轉(zhuǎn)到了程序aa處。以上程序可以看出，用“r”參數(shù)編程，不管選取的節(jié)點(diǎn)是多少，其程序段不會(huì)增加， 這就是“r”參數(shù)編程的主要特點(diǎn)。“r”參數(shù)編程t變力化，掌握它的關(guān)鍵就在于抓住圖形倫廓規(guī)律，靈活地運(yùn)用好變量 “r”，結(jié)合其他科目知識(shí),開(kāi)發(fā)自己的思維空間,這一點(diǎn)也是被實(shí)踐教學(xué)所證實(shí)的。“r”參 數(shù)編程對(duì)人學(xué)生有著較強(qiáng)的吸引力，它是展示自己數(shù)控編程技巧的體現(xiàn)。例如，我校化工學(xué) 院2002級(jí)封振宇同學(xué)在一天半的數(shù)控銃削加工訓(xùn)練中，就是充分利

7、用了“r”參數(shù)編程功能, 設(shè)計(jì)、編制、加工了如圖5的工件，得到了各方而的好評(píng)。編程思路：圖中的三個(gè)風(fēng)帆用了 “r”參數(shù)編程，它們水平方向的間隔為30毫米，高 度兩端相同，中間一個(gè)高10毫米。由于三個(gè)風(fēng)帆大小相同，因此，x方向的數(shù)值用實(shí)際值加r1表示,y方向的數(shù)值也要再加上一個(gè)r6。參數(shù)條件：r1二0； r1二rl+30； r5=90*r3； r3=0； r3=r3+1； r6=10*sin (r5)。即加工第一個(gè)風(fēng)帆時(shí),rl> r6都為0,加工第二個(gè)風(fēng)帆 時(shí)則r1變?yōu)?0+0, r6為10*sin (90)。最后r3<3為跳轉(zhuǎn)的條件,即共跳轉(zhuǎn)兩次。主要程序：n80rl=0r2=30

8、r3=0r4=10n90aaa：r5二90*r3n100r6=r4*sin (r5)n110x二35+r1y0n120g01z-ln130y二15+r6n140x=17+r1n150g02 x二2& 5+r1y二60+r6cr=40n160g01x39+r1y60+r6n170g03 x二x41+r1y二15+r6cr 二 38n180g01 x二35+r1y=15+r6n190gooz20n200r1=r1+r2r3=r3+1n210if r3<3gotob丄aaax220goo z50 m2單從圖形上看，封振寧同學(xué)的設(shè)計(jì)并不復(fù)雜,o/ x圖5但具精華之處就在于合理運(yùn)用了 “r

9、”參圖6數(shù)編程，并通過(guò)正弦線的最大值、最小值使風(fēng)帆高度有所變化。即使增加風(fēng)帆數(shù)量，程序段的總量也沒(méi)有任何變化。例如：耍將風(fēng)帆改為10個(gè)，只需將程序中r33改為r3<10即可。 典型零件編程：生產(chǎn)中常用的零件，如凸輪、齒倫、離合器、螺旋線等都可用“r”參數(shù)編程。等速凸倫由于其輪廓線為阿基米德螺旋線，所以編程比較簡(jiǎn)單，如圖6所示。己知:半徑r=40； 0d二60；角b0d為90度。分析：先將工作曲線分成90份，rl=90；再算出90份中的升高量,r2= (60-40) /90； b點(diǎn)的起始角為 零度,r3二0；半徑r4=40；間隔r5=lo起始增量r6二0。主要程序：n100 g90 g1

10、f20 x40 y0n110 rl=90 r2=20/90 r3=0 r4=40 r5=l r6=0n120abc： x二(r4+r6) *cos (r3)y= (r4+r6) *sin (r3)n130r6二r6+r2r3=r3+1r1=r1-1n140ifrl>=0 gotobabcn150goz50m2三軸聯(lián)動(dòng)的“r”參數(shù)編程一般的模具加工多為三維立體加工，學(xué)握好參數(shù)變量“r”的規(guī)律，同樣可進(jìn)行“r” 參數(shù)編程，實(shí)際上，在原兩維平而加工的基礎(chǔ)上再加上垂向的變量“r”，即可實(shí)現(xiàn)三維立體 加工。應(yīng)值得注意的是，垂向變量垂的取值人小將影響平面尺寸，所以必須精心計(jì)算。如 圖7所示：已知高60 （r1二60）,寬40,上底與下底單面差（100-80） /2=10。分析：取r3=1000 （1000份）；x方向每次單邊縮小r2=10/1000,開(kāi)始點(diǎn)的單邊縮小量 為r4=0,垂向每次提高r5=60/1000,開(kāi)始點(diǎn)的提高量是r6=0。主要程序：n100 rl=60 r2=10/1000 r3=1000 r4=0 r5=60/1000 r6=0n110 xyz： z二r6n115 x二r4y0n120 x二100