公式曲线宏程序教案课件

1,数控车公式曲线程序编制,2,一、宏程序概述在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程序叫宏程序。二、宏程序分类宏程序分为A类和B类；我们一般常用的是B类宏程序。A类：G65HPQRG65：调用变量H：宏程序功能，01-99P：运算结果Q：被操作第一变量名R：被操作第二变量名两类如：G65H02P1Q2R3A类宏程序较难记忆，应用较麻烦B类：通过算术和逻辑运算进行赋值如：1=2+3B类更接近使用习惯，故平时多用B类,3,三、运算符与表达式（1）运算符及指令,4,（2）表达式循环控制语句（WHILE语句）编程格式：WHILE条件表达式Dom(1、2、3)；ENDm;当条件表达式的条件满足时，执行WHILE到END当中的程序段，否则转到下一条，执行最多3重,WHILEDO1;WHILEDO2;WHILEDO3;END3;END2;END1;,5,条件判别语句（IF与GOTO语句）编程格式IF条件表达式GOTOn；其中n为程序段号，条件成立时转到n段处执行，条件不成立时顺序执行,6,四、编制宏程序加工公式曲线的一般步骤（一）选择自变量1、公式曲线中的X和Z坐标任意一个都可以作为自变量；2、一般选择变化范围大的作为自变量。车削加工中通常选Z坐标为自变量；3、根据表达式的方便情况来确定X或Z作为自变量；4、宏变量的定义完全可以根据个人习惯设定。（二）确定定义域自变量的起止点坐标值是相对于公式曲线自身坐标系的坐标值（椭圆自身坐标原点为椭圆中心）。其中起点坐标为自变量的初始值，终点坐标为自变量的终止值。（三）用自变量表示因变量的表达式进行函数变换，确定因变量相对于自变量的宏表达式。,7,五、数控车削加工宏程序编程实例例1运用宏程序编制车削加工如图所示外圆零件，已知毛坯材料直径60mm.,分析：图中可以看出，编程所需节点中除D、E外，A、B、C三点坐标值均与球半径R有关，若用变量#1表示R，则编程：,8,O0001;G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;（选择粗加工参数）#1=20;（将半径值“20”赋值给变量#1）X62.0Z#1+2;（到快速移动到循环点）G00G42X0;（精加工外轮廓起始程序段）G01Z#1;（A点）G03X2*#1Z0R#1;（B点）G01Z-#1;（C点）X55.0Z-50.0;（D点）Z-62.0;（E点）G40X62.0;G00X200.0Z200.0M05;（精加工外轮廓结束程序段）M30;,9,例2.运用宏程序编制车削加工如图所示螺纹零件，已知毛坯材料直径35mm.,O0002;G00G40G97G99S250M03T0202;（选择加工参数）X27.0Z5.0;（快速移动到循环点）#1=24;（螺纹公称直径赋值）#2=0.2;（每次吃刀深度赋值，初始值）N1IF#1LT22.05GOTO2;（加工到小径尺寸循环结束）G92X#1Z-22.0F1.5;（螺纹加工循环）#1=#1-#2;（改变螺纹加工直径）IF#1LT22.35THEN#2=0.1;（直径小于22.35时每次吃刀深度为0.1）IF#1LT22.15THEN#2=0.05;（直径小于22.15时每次吃刀深度为0.05）GOTO1;（转向程序段1）N2G92X22.05Z-22.0F1.5;（在小径处精加工一刀）G00X200.0Z200.0M05;M30;,分析：其他尺寸已加工完毕，只编制宏程序加工螺纹：,10,六、二次曲线方程,1.椭圆曲线,X=acos(ab)Z=bsin,Z=acos(ab)X=bsin,11,2.抛物线,12,3.双曲线,标准方程及参数方程,(a0b0),13,4.正弦曲线,5.余弦曲线,注意：其实余弦曲线可看作点正弦曲线在Z向适当平移后得到的，即位置不同的正弦曲线,14,七、二次曲线编程实例,例1：编制如图椭圆部分的程序,WHILE循环：（标准方程）O0001；G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;（选择加工参数）X42.0Z37.0;（刀具快进接近工件）G00G42X0;（刀具定位到X0位置并加上补偿）G01Z0;（刀具工进到Z0）#1=35.0;（Z赋初值）WHILE#1GE0DO1;（若Z值大于等于0时执行循环1）N1#2=18*SQRT1-#1*#1/35*35;（计算X坐标值）#3=#1;（Z坐标值）G01X2*#2Z#3F0.08;（直线插补逼近椭圆曲线）#1=#1-0.5（该值要大于刀尖的圆弧半径值）；（Z坐标值加增量）END1;（循环1结束）G01X36.0Z0；X38.C1.;Z-30.;X40;G00X200.0Z200.0M05;M30;,15,WHILE循环：（参数方程）O0001；G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;（选择加工参数）X42.0Z37.0;（刀具快进接近工件）G00G42X0;（刀具定位到X0位置并加上补偿）G01Z0;（刀具工进到Z0）#1=0;（角度赋初值）WHILE#1LE90DO1;（若值小于等于90时执行循环1）N1#2=35.*COS#1;（计算X坐标值）#3=18.*SIN#1;（计算Z坐标值）G01X2*#2Z#3F0.08;（直线插补逼近椭圆曲线）#1=#1+0.5；（角度值加增量）END1;G01X36.0Z0;（循环1结束）X38.C1.;Z-30.;X40;G00X200.0Z200.0M05;M30;,16,IFGOTO(标准方程)O0001；G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;（选择加工参数）X42.0Z37.0;（刀具快进接近工件）G00G42X0;（刀具定位到X0位置并加上补偿）G01Z0;（刀具工进到Z0）#1=35.0;（Z赋初值）N1IF#1LT0GOTO2;（若Z值小于0时执行循环2）#2=18*SQRT1-#1*#1/35*35;（计算X坐标值）#3=#1;（计算Z坐标值）G01X2*#2Z#3F0.08;（直线插补逼近椭圆曲线）#1=#1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值)；（Z坐标值加增量）GOTO1;（转向程序段1）N2G01X36.0Z-35.0;X38.C1.;Z-30.;X40;G00X200.0Z200.0M05;M30;,17,IFGOTO(参数方程)O0001；G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;（选择加工参数）X42.0Z37.0;（刀具快进接近工件）G00G42X0;（刀具定位到X0位置并加上补偿）G01Z0;（刀具工进到Z0）#1=0;（角度赋初值）N1IF#1GT90GOTO2;（若值大于90时执行循环2）#2=35.*COS#1;（计算X坐标值）#3=18.*SIN#1;（计算Z坐标值）G01X2*#2Z#3F0.08;（直线插补逼近椭圆曲线）#1=#1+0.5；（角度值加增量）GOTO1;（转向程序段1）N2G01X36.0Z-35.0;X38.C1.;Z-30.;X40;G00X200.0Z200.0M05;M30;,18,例2：编制如图椭圆部分的程序,（1）编程方法一：用IF语句编程O0001;G0G40G99G97S500M03T0101F0.2;X0Z2.;1=35.0;N10IF1LT0GOTO20;2=20*SQRT35*35-1*1/35;G01X2*2Z1-35.0;(Z=-35-1=1-35.0)1=1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);GOT010;N20G01X40.0Z-40.0;X45.0;Z-65.0;X51.0;G00X200.0Z200.0M05;M30;,19,(2)编程方法二：用WHILE语句编程WHILE语句与IF语句相反，当条件成立时则执行循环程序内容。O0002;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X0.Z2.0;1=35.0;WHILE1GE0DO1;2=20SQRT3535-11/35;G01X22Z1-35.0;(Z=-35-1=1-35.0)1=1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01X40.0Z-40.0;X45.0;Z-65.0;X51.0;G00X200.0Z200.0M05;M30;,以上两种方法所编程序只可完成单次走刀精加工，通过刀具改变磨耗值来实现多次走刀的粗加工及精加工。但此方法要跳刀多次，较为麻烦，影响加工效率。,20,（3）用循环加工指令（G71，G73，G70）编程在华中系统中应用G71，G73都可以进行宏编程的嵌套；在FANUC系统用G73进行嵌套。,O0003;N1;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X52.0Z2.0;G73U25R10;G73P10Q11U0.5W0.05;N10G00G42X0;G01Z0.;1=35.0;WHILE1GE0DO1;N11G40X51.0;G00X200.0Z200.0M05;,N2;G00G40G99G97S500M03T0101F0.08;X52.0Z2.0;G70P10Q11;G00X200.0Z200.0M05;M30;,21,例3：编制如图椭圆部分的程序,22,步骤：1、选择表达式；2、选择自变量；3、确定定义域；4、确定因变量；5、G01直线插补逼近椭圆曲线。参考程序如下：O0001；G00G40G97G99S500M03T0101F0.2;X52.0Z2.0;G00G42X0;G01Z0;X30.1C1.;X32.1Z-20.;X42.R4.95;Z-34.769;#1=13.231;N1IF#1LT0GOTO2;#2=12*SQRT1-#1*#1/20*20;#3=#1;G01X2*#2+24Z#3-48F0.08;#1=#1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值)；GOTO1;N2G01X48.;Z-60.;X52.;G00X200.0Z200.0M05;M30;,23,练习例4：编制如图椭圆部分的程序,参考程序如下：O001;G00G40G97G99S600M3F0.25T0101;X52.Z2.;G00G42X0;G01Z0;X36.C1.;Z-4.063;#1=7.937;#2=-7.937;WHILE#1GE#2DO1#3=8*SQRT1-#1*#1/12*12;#4=#1;G01X48-2*#3Z#4-12;#1=#1+0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;,G01X36.;Z-22.928;G03X38.68Z-27.928R10.;G01X48.Z-36.;Z-60.；G00X52.;X200.Z200.;M05;M30;,24,例5：编制如图椭圆部分的程序,参考程序如下：O001；G00G40G97G99S600M3F0.25T0101;X52.Z2.;G00X20S1200M3F0.08;G01Z0;X35.874;#1=15.0;#2=-13.229;WHILE#1LE#2DO1#3=12*SQRT400-#1*#1/20;#4=#1;G01X#3+20Z#4-15;#1=#1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;,G01X38.;Z-42.R4.;X48.C1.;Z-43.;N11G00X52.;X200.Z200.;M05;M30;,25,例6：编制如图椭圆部分的程序,分析：,利用旋转转换矩阵：,注：椭圆顺时针旋转时，角取负值；逆时针旋转时，角取正值。,则有,整理得到：,26,旋转矩阵公式的推导,旋转变换就是将平面上任意一点绕原点旋转角，一般规定逆时针为正，顺时针为负。,如图所示：在XOY坐标系中，将A点绕X轴逆时针旋转角到B点，其中A（x1，y1）,B(x2，y2),OA=OB=r则有A：,B:,则B点坐标为：,得到矩阵变换公式,27,O0001;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X56.0Z2.0;G0X26.87;G01Z0;1=13.35;WHILE1GE-16.17DO1;2=10SQRT1-11/20*20;3=1SIN-20+2COS-20;4=1COS-20-2SIN-20;G01X50+23Z4-10;1=1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01X50.0Z-27.16；Z-40.0;G40X56.0;G00X200.0Z200.0M05;M30;,28,例7：编制如图椭圆部分的程序,在车床上所用椭圆旋转计算公式如下：Z=ZCOS,-XSIN,根据编程用是宏程序，只要计算出旋转后椭圆的起点和终点的Z坐标值就可以了如上图椭圆的起点：X-9.176，Z4.246；椭圆的终点：X-5.176，Z-19.319；旋转后椭圆的起点：Z=4.246COS-15-(-9.176SIN-15)=1.725旋转后椭圆的终点：Z=-19.39(COS-15)-(-5.176SIN-15)=-20.07；参考程序如下：G0X60Z5G1X50F0.5Z-38.4351=1.725（Z值）WHILE1GE-20DO12=10SQRT1-11/400,3=2COS-15+1SIN-154=1COS-15-2SIN-15G1X68.35223Z442.8611=1-0.01(此值要大于等于刀具半径补偿值)END1G1X58Z-74G0X100Z150M30,29,例8：编程下图的粗精加工程序,参考程序如下：O0001;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X47.0Z2.0;G73U20.0R10;G73P10Q11U0.5W0.05;N10G00G42X0;G01Z0;1=0;(Z为自变量)WHILE1GE-22.5DO1;2=SQRT-101；（因变量X）G01X22Z1;1=1-0.25(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01X30.0Z22.5;Z-45.0;N11G40X40.0;G00X200.0Z200.0M05;,N2;G00G40G99G97S500M03T0101F0.08;X47.0Z2.0;G70P10Q11;G00X200.0Z200.0M05;M30;,30,例9：编程下图的粗精加工程序,参考程序：O0001;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X52.0Z2.0;G73U25.0R10;G73P10Q11U0.5W0.05;N10G0G42X0;G01Z0;1=0;（X为自变量）WHILE1GE13DO1;2=-0.111;G01X21Z2;1=1+0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01x26.0z-16.9;Z-37.0;3=0;（Z为自变量）N4IF3LE-5GOTO5;4=8SQRT55-33/5;G01X24+42.0Z3-37.0;,3=3-0.2;GOTO4;N5G01X46.0Z-42.0;Z-63.0;N11G40X52.0;G00X200.0Z200.0M05;N2;G00G40G99G97S500M03T0101F0.08;X52.0Z2.0;G70P10Q11;G00X200.0Z200.0M05;M30;,31,例10：编程下图的粗精加工程序,参考程序如下：O0001;N1;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X42.0Z2.0;G73U10.0R4;G73P10Q11U1.2W0.05;N10G00G42X30.0;G01Z-15.0;1=14.53;WHILE1GE-19.46DO1;2=10SQRT1313+11/13；G01X22Z1-29.53;1=1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01X36.0Z-48.99;Z-61.0;N11G40X42.0;G00X200.0Z200.0M05;,N2;G00G40G99G97S500M03T0101F0.08;X42.0Z2.0;G70P10Q11;G00X200.0Z200.0M05;M30;,32,例11：编程下图的粗精加工程序,参考程序：O0001;N1;G00G40G99G97S500M03T0101F0.2;X81.0Z2.0;G73U36R18;G73P10Q11U1.2W0.05;N10G0G42X0;G01Z0;1=17.32;（Z为自变量）WHILE1GE0DO1;2=-10SQRT1010+11/10；G01X22+40Z1-17.32;1=1-0.2(此值要大于等于刀具半径补偿值);END1;G01X20.0Z-17.32;G02X36.0Z-33.32R20.0;G03X60.0Z-57.32R30.0;G01W-15.0;G02X72.0W-6.0R6.0;,G01Z-89.0;N11G40X81.0;G00X200.