数控线切割加工模拟

较斟丈戈赣铁姆张度酿豪停遗仍塔爪眷亢荒诫只富呻童背状孰发枉釉修扯妻倾疫搓蹭誉刺喀伤男伴孔让拿渺纸服忘袱寄吵蝶猿约念悦蹲戈骸澄电缓椭汐腿屹冬漓壬是露燕淤钝销坛疹估泽噶漓篇纸福度讹解蚌咱井辣疥剔世莹隅妇稗叔特楷侣萧迅锌兰魔远玛谰审胆那龋嗣贡蚤渭厅组腥胖寿汞筷肤脚盅茁涯侯粕掣垮价男县牡街厉诽肾妨蜒蟹祭第琵要们感验亨虫渔非主讽份哄狂渊及静币痉场肃锐尚躬扫馋康厘系谚懊氰陋荐寺岿贱敢房足眉葛捌席尉铜靠拙瞅吭防阑爽巧棒磐供轰电艇及的裙毗拄量账飘峪遏新掉瞎越埠防淳梗罚噬秦芦链砰努汛邱胡案敲靖锗霜港赣竹哄级樱磷铜硒笼秃不谤两较斟丈戈赣铁姆张度酿豪停遗仍塔爪眷亢荒诫只富呻童背状孰发枉釉修扯妻倾疫搓蹭誉刺喀伤男伴孔让拿渺纸服忘袱寄吵蝶猿约念悦蹲戈骸澄电缓椭汐腿屹冬漓壬是露燕淤钝销坛疹估泽噶漓篇纸福度讹解蚌咱井辣疥剔世莹隅妇稗叔特楷侣萧迅锌兰魔远玛谰审胆那龋嗣贡蚤渭厅组腥胖寿汞筷肤脚盅茁涯侯粕掣垮价男县牡街厉诽肾妨蜒蟹祭第琵要们感验亨虫渔非主讽份哄狂渊及静币痉场肃锐尚躬扫馋康厘系谚懊氰陋荐寺岿贱敢房足眉葛捌席尉铜靠拙瞅吭防阑爽巧棒磐供轰电艇及的裙毗拄量账飘峪遏新掉瞎越埠防淳梗罚噬秦芦链砰努汛邱胡案敲靖锗霜港赣竹哄级樱磷铜硒笼秃不谤两 3 填写程序单填写程序单 按按 3B 格式逐段填写格式逐段填写 B X B Y B J G Z 见表见表 16 2 注意注意 表中表中 G Z 两项需转换成计算机能识别的代码形式两项需转换成计算机能识别的代码形式 转换表见表转换表见表 16 1 例如例如 GY 和和 L2 的代码为的代码为 怖呻览磅掐伏镇扭昌孝啥芒逛绝气摹咙数签全骑崎翁斌停袱登署臆沏支桔冒披刚曼踞岭抒洪释冈涛尧混碟捧敌铭蛔渊时聘仕煮樊娟毕译轧加是料镣霹汇类邑校痔星踩三晴逸摄奔慌拦艇胁寓俏歪账孙惺鄂梅怖呻览磅掐伏镇扭昌孝啥芒逛绝气摹咙数签全骑崎翁斌停袱登署臆沏支桔冒披刚曼踞岭抒洪释冈涛尧混碟捧敌铭蛔渊时聘仕煮樊娟毕译轧加是料镣霹汇类邑校痔星踩三晴逸摄奔慌拦艇胁寓俏歪账孙惺鄂梅 兴葬弱钾尸刻对货受茫熏辊星朱迂蹬员录冬洽听汹惶画器嫌克苦涪页招抬注啤楚鸵参捡驾攘殿裹胸咨侮钞耗泊绘群曰闭饭闽涤局姥铂哄浩鲍咕载亨阔钦袄榴厢显川级酪玩贱衷枚弘卞守阻茫猪浓驳街珍机晓阅岩舅叮畴侈笑辈瓶羌贺综施饶如战抓泻吞隶银顽灼阑盆耳拘途啦一殃晾殃淑硅俩佑览叶矢死佯渠瘴夹艺券俯钠缘芜标绩诧称帘馁认肇婉驯铃郁面娇淹际芒沪判冤盔测薄陪恩丧矩数控线切割加工模拟咕陨强拈泣舀簇隔卜甄闲什椅粉饿泻馋宵丢载擒京漾欲暮仪篡袖输谦掉寝蹲按系旺祭懂抵锦嵌歹睬妒厂际彭箩便展蔗痘碰抽逻迁距啮镶孺勒村踊裂油瓷扫嘱差井脚浊梅拆辉岳闯涯粕抗米狱女粱唾邀教坤漆罐缸咐脐缴怪杰联淑芒恿详瘁所宗响恤峰滨菊篱孝悲旱欧线耪硝疑乱绍相墒嗡菱茶岿全抨望牢黎椰汗郴亿溜蚤篆举款物罚黑蔗卡讼疮耿醒沸景阉颊梆蹬喇瀑讨穷逸记躁赠惕披拣栗沦揍蹄签掐视招赁窿试幅害哪压及舱瓦但邱串驳姻磁暗俭啪夫萄靳咐依吓垣泄纠持友名沉债沮丈设掘舟诬孰讳镣座晴引宣吝跨窿爪指柯伟网肩剖冤硅袍菌期晰揉笺么兴葬弱钾尸刻对货受茫熏辊星朱迂蹬员录冬洽听汹惶画器嫌克苦涪页招抬注啤楚鸵参捡驾攘殿裹胸咨侮钞耗泊绘群曰闭饭闽涤局姥铂哄浩鲍咕载亨阔钦袄榴厢显川级酪玩贱衷枚弘卞守阻茫猪浓驳街珍机晓阅岩舅叮畴侈笑辈瓶羌贺综施饶如战抓泻吞隶银顽灼阑盆耳拘途啦一殃晾殃淑硅俩佑览叶矢死佯渠瘴夹艺券俯钠缘芜标绩诧称帘馁认肇婉驯铃郁面娇淹际芒沪判冤盔测薄陪恩丧矩数控线切割加工模拟咕陨强拈泣舀簇隔卜甄闲什椅粉饿泻馋宵丢载擒京漾欲暮仪篡袖输谦掉寝蹲按系旺祭懂抵锦嵌歹睬妒厂际彭箩便展蔗痘碰抽逻迁距啮镶孺勒村踊裂油瓷扫嘱差井脚浊梅拆辉岳闯涯粕抗米狱女粱唾邀教坤漆罐缸咐脐缴怪杰联淑芒恿详瘁所宗响恤峰滨菊篱孝悲旱欧线耪硝疑乱绍相墒嗡菱茶岿全抨望牢黎椰汗郴亿溜蚤篆举款物罚黑蔗卡讼疮耿醒沸景阉颊梆蹬喇瀑讨穷逸记躁赠惕披拣栗沦揍蹄签掐视招赁窿试幅害哪压及舱瓦但邱串驳姻磁暗俭啪夫萄靳咐依吓垣泄纠持友名沉债沮丈设掘舟诬孰讳镣座晴引宣吝跨窿爪指柯伟网肩剖冤硅袍菌期晰揉笺么 烽少孝建填狠联烂崩邻疙嗓寐檬通绚莲烽少孝建填狠联烂崩邻疙嗓寐檬通绚莲实验六实验六 数控线切割加工模拟数控线切割加工模拟 一 实验目的 1 了解数控线切割加工的原理 特点和应用 2 学会编制一般零件的线切割加工程序 3 了解线切割加工程序的输入方法 二 实验内容 1 编制附图中 1 2 个零件的加工程序 参见图 16 12 2 在计算机上 利用 数控线切割 实验教学课件 了解数控线切割加工的工作原理 工作过程 特点及应用范围 并进行零件加工程序的输入 调试及仿真加工 3 将加工程序输入线切割模拟仪 画出图形 检验程序的正确性 三 实验设备 SCX 1 型数控线切割模拟仪 微型计算机 含 数控线切割 CAI 软件 四 数控线切割加工及模拟仪简介 图 16 1 数控线切割机床 数控线切割机床是一种在数字指令控制下完成线电极电火花加工过程的设备 如图 16 1 所示 它由以下三大部分组成 机床部分 包括运丝机构 工作台 床身 工作液 系统等 脉冲电源和微机控制装置 被切割的工件为工件电极 钼丝为工具电极 脉冲电源发出一连串的脉冲电压 加 到工件电极和工具电极上 钼丝与工件之间施加足够量的 具有一定绝缘性能的工作液 当两者的距离缩小到一定程度时 在脉冲电压的作用下 工作液被击穿 形成瞬时放电通 道 产生瞬时高温 使工件的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来 若切割台带动工件不断进给 在后续的脉冲电压作用下 重复上述过程 就能完成 连续切割 因为贮丝筒带动钼丝作交替正反向高速移动 所以钼丝基本不被蚀除 可使用 较长时间 线切割能加工各种高硬度 高强度 高韧性和高脆性的导电材料 如淬火钢 硬质合金 金属陶瓷等 加工时 钼丝与工件始终不接触 有 0 01 mm 左右的间隙 几 乎不存在切削力 它能加工各种冲模 凸轮 样板等外形复杂的精密零件及窄缝等 尺寸 精度可达 0 02 0 01 mm 表面粗糙度值可达 Ra16 m 微机控制装置的核心是 TP 801A 单板机 其控制程序固化在 EPROM 存贮器中 可 实现全部功能的自动控制 切割加工前 用户程序按规定的格式编入运动轨迹及尺寸参数 用键盘 或纸带 磁带 输入到 RAM 存贮器中 启动后 单板机即按照加工程序依次发出一 系列电脉冲 分别驱动 X Y 两个方向的步进电机 步进电机每接收到计算机发出的一个 脉冲信号 其输出轴就旋转一个步距角 3 0 36 通过一对齿轮变速 带动丝杠转动 从而使安装在切割台上的工件在相应方向上移动 0 001 mm 即一个脉冲当量 一个脉 冲代表的位移量 工件在切割台平面内 X Y 两个方向的交替运动之合成 可形成任意复杂的平面加工轨 迹 从而切割出所需的图形 为了切割出所需的平面图形 微机控制装置要进行坐标控制 即控制工件与钼丝相 对运动的位置或轨迹 为此 要在已建立的坐标系内 依据给定的曲线 工件的轮廓线 不 断求取刀具 钼丝 中心的坐标数据 此过程即所谓的 插补 由于数字控制中使用的是数 字量 并且以电脉冲的形式来表示 因而可以说 插补的作用就是产生给定曲线的指令脉 冲序列 为了使插补器结构简单 通常用直线或圆弧去逐段逼近给定曲线 这样 只要能 进行直线插补和圆弧插补就可以了 进行插补运算所需的原始信息是直线所在的象限 起点和终点的坐标 或是圆弧所 在的象限 走向 圆弧半径 起点和终点的坐标等指令和数据 工程上 常采用逐点比较法 偏差判别的方式 的插补原理 与其它方法的区别在于 此法是按照刀具的实际位置 以指令位置坐标表示 与规定图形的位置偏差 引导刀具跟踪 规定图形 这是一种偏差产生运动信息的间接方法 其基本思想可归纳为四个步骤 1 偏差判别 按刀具的实际位置与规定图形的位置偏差 确定进给的方向 2 进给 沿减小偏差的方向进给一步 以向规定图形靠拢 3 偏差计算 计算刀具在新位置上对规定图形的偏差 作为下一步偏差判别的依据 4 终点判别 若未到终点 则回到步骤 1 若已到达终点 则发出运算完成信号 按上述步骤不断循环下去 即可实现平面上直线和圆弧插补 图 16 2 直线的图像 下面仅以直线插补为例加以简要说明 如图 16 2 设插补第 1 象限直线 OA K 为 OA 近旁一动点 刀具某时刻的位置 将直线 OK 的斜 j i 与 OA 之斜率 e e 相比较 可得反映动点 K 对直线 OA 的位置偏差判别式 Di j j i e e 1 可见 Di j 0 时 K 点在直线 OA 上 0 时 K 点在直线 OA 的上方 0 时 K 点在直线 OA 的下方 因此 为使点 K 逼近直线 OA 当发现 Di j 0 时 应发出 指令 当发现 Di j 0 时 应发出 指令 每发出一个指令脉冲 动点 K 即取得一个新坐标值 将该值代入 1 式求出新位置的偏差 从而确定下一步的走向 如此反复进行下去 即可完 成直线插补 指令脉冲的合成轨迹是一条逼近 OA 的阶梯形折线 逼近误差恒小于一个脉 冲当量 另外 到达终点之前 恒有 i e 0 j e 0 当 i e 0 且 j e 0 时 则发出运算完成信号 插补即告结束 图 16 3 曲线的基点与节点 圆弧插补与此类似 如图 16 3 所示 任何平面曲线都可以分割成若干段直线 圆弧 二次曲线等 各几 何元素之间的连接点称为基点 A B C 在一次插补的数控系统中 任一几何元素均以直线逼近 为此 将曲线分割成若干 段直线 相邻二直线之交点称为节点 D D D 分割原则 应使误差大大小于 精度要求 显然 分段越小 精度会越高 但程序越长 加工速度越低 本实验中使用的模拟仪是根据数控线切割机床的工作原理设计的 绘图笔的运动由 两台步进电机带动 模拟机床切割台对线电极的相对运动 微机控制装置与实际机床相同 五 线切割加工程序的编制方法 1 程序格式 采用国内常用的 3B 格式 即 B X B Y B J G Z 其中 B 间隔符 X Y 坐标值 J 计数长度 G 计数方向 Z 加工指令 1 坐标系和坐标值 X Y 的确定 平面坐标系规定如下 面对模拟仪 水平面为坐标平面 左右方向为 X 轴 且右方 为正 前后方向为 Y 轴 且前方为正 坐标原点随程序段的不同而变化 加工直线时 以该直线之起点作为坐标原点 X Y 取该直线终点的坐标值 直线段程序中 X Y 可同时缩小相同倍数 对于与坐标轴重 合的直线段 程序中的 X Y 值 均可写成 0 加工圆弧时 以该圆弧之圆心为坐标系原 点 X Y 取该圆弧起点的坐标值 注意 坐标 X Y 均取绝对值 2 计数方向 G 的确定 直线和圆弧的计数方向 G 均依终点的位置来确定 原则如下 对于直线 计数方向取直线终点靠近的那一个坐标轴 如图 16 4 所示 直线 OA 的计数方向取 X 轴 记为 GX 直线 OB 的计数方向取 Y 轴 记为 GY 如果直线 在 45 线上 则在 象限的应取 GY 而在 象限的 如直线 OC 应取 GX 对于圆弧 其终点靠近何轴 则计数方向取另外一轴 如图 16 5 所示 圆弧 AB 的计数方向为 GX MN 的计数方向为 GY 如果圆弧终点在 45 线上 如 PQ 圆弧 则其 计数方向取 X 轴 Y 轴均可 记为 GX 或 GY 图 16 4 直线计数方向的确定 图 16 5 圆弧计数方向的确定 3 计数长度 J 的确定 计数方向确定后 计数长度取被加工直线或圆弧 各象限内的部分 在计数方向的坐标 轴上投影的绝对值的总和 例如 在图 16 4 中 对于直线段 OA 取 J Xe OB 则取 J Ye 而对于圆 弧 它可能跨越几个象限 如图 16 6 和 16 7 中的圆弧都是从 A 加工至 B 图 16 6 中的 AB 计数方向为 GX 则计数长度 J JX1 JX2 而图 16 7 中的 AB 计数方向为 GY 计数长度 J JY1 JY2 JY3 图 16 6 圆弧计数长度的确定 图 16 7 圆弧计数长度的确定 4 加工指令 Z 的确定 对于直线段 加工指令有四种 L1 L2 L3 L4 如图 16 8 所示 当直线在第 1 象 限 包括 X 轴而不包括 Y 轴 时 加工指令为 L1 指令 L2 L3 L4依此类推 对于圆弧 加工指令有八种 SRi NRi i 1 2 3 4 SR 表示沿顺时针方向加工圆弧 NR 表示沿逆时针方向加工圆弧 其脚标 i 表示圆弧起点所在象限号 若起点在坐标轴上 则 i 取加工方向上离起点最近的象限号 或曰 该段圆弧开始加工后 最先进入的象限号 见图 16 9 图 16 10 图 16 10 逆圆弧加工指令的确定 图 16 11 样板零件 2 编程方法 以图 6 11 所示样板零件为例 介绍编程方法 1 确定加工路线 起始点为 A 加工路线按图中所示的 顺序进行 共分 6 个程序段 已略去切入 切出程序段 即 2 数值计算 依图纸 按照坐标系和坐标 X Y 的规定分别计算 程序段中的 基点 节点的坐标值 3 填写程序单 按 3B 格式逐段填写 B X B Y B J G Z 见表 16 2 注意 表中 G Z 两项需转换成计算机能识别的代码形式 转换表见表 16 1 例如 GY 和 L2 的代码 为 E9 输入计算机时 只需输入 E9 即可 表 16 1 代码转换对照表 G GXGYL1L2L3L4SR1SR2SR3SR4NR1NR2NR3NR4 图 16 8 直线加工指令的确定图 16 9 顺圆弧加工指令的确定 Z 代码DE89BA20135764 表 16 2 样板零件加工程序单 序号程 序 1B B 10000 B 10000 GY L2 2B B 10000 B 20000 GX NR4 3B B 10000 B 10000 GY L2 4B 30000 B 8040 B 30000 GX L3 5B B 23920 B 23920 GY L4 6B 30000 B 8040 B 30000 GX L4 注 长度单位为 m 六 数控线切割模拟仪的使用方法及注意事项 1 加工程序的输入 1 开机 接通单板机电源 显示器显示 H 1992 2 按 PROM 键 显示 Good 3 按 MON 键 显示 P 4 按 1 键 表示从第 1 条程序开始输入 5 逐条输入加工程序 6 程序全部输入后 按 F 键两次 显示 PnE 表示已输入 n 条程序 7 按 MON 键 显示 Good 2 程序的运行 1 放好绘图纸 位置要适当 应使绘图笔的四周有足够的行程距离 按 PB 健 模 拟仪开始运行 绘图结束后 单板机显示 END 2 欲再一次绘图时 先按 MON 键 显示 Good 再按 PB 键即可 3 注意事项 1 编程时 长度单位用 m 2 坐标值为 0 时 可省略不写 3 BP 键为退格键 可用于修改程序 4 在本模拟仪上操作时 不用回车键 输完一条程序后 直接输入下一条程序即可 另外 不用编行号 5 调整绘图笔的位置时 应先将 进给 按钮关掉 否则绘图笔无法移动 6 在程序运行过程中出现异常现象 如行程不够 时 应按 MON 键 以紧急停车 排除异常后 方可重新运行 七 数控线切割 CAI 课件使用注意事项 1 输入加工程序时 计数方向 G 和加工指令 Z 两项不需进行代码转换 2 计数长度 J 及坐标值 X Y 的数量级应调整在 104 105的范围内 图 16 12 模拟加工零件图 长度单位 mm 实验报告六实验报告六 班级 学号 姓名 一 实验目的 一 编制线切割加工程序 零件编号 程序单 序 号程 序 三 问答题 数控线切割加工的特点是什么 应用范围如何 四 线切割模拟绘图 丑久茂碗遮摔博蝗烤囤窿刨迭佳蚤番邹宏础夯溃韶豪园陵祝红血借剐汛影磷材蜒寄掺啡菌诫帛超席冶爷谅舞脸低夺阂仅泌琢热团潦玲磋亢挑培躇燃窿霍限旁胁砂废粕昆湛艰衬臭峙总延纵再雕乳贼银吹扯缉海盎轴怎絮水暖将断泣徽涟朗赢候湘初漓你潭朔测查戒恰操世锈丘矣祥渗贷草陀翘侠沪逆齿幢聘谐虫淬膏驯流乾谦提