数控车工实训（高级） 课件 任务13 椭圆轴的加工

1．掌握宏程序的应用。2．能编写椭圆轴的数控加工程序，并能应用数控车床完成加工。企业接到一批椭圆轴（见图13-1）零件的加工任务，数量为20件，毛坯尺寸为φ30mm×105mm，材料为45钢，工期为3天。现生产部门安排数控车工组完成此加工任务。椭圆属于非圆曲线，采用普通指令编写其数控加工程序非常繁琐，在FANUC系统数控车床中常用宏程序编写其数控加工程序，本任务学习宏程序的概念及其编制方法，并应用宏程序来编写椭圆轴的数控加工程序。一组以子程序的形式存储并带有变量的程序称为用户宏程序，简称宏程序；调用宏程序的指令称为用户宏程序指令或宏程序调用指令（简称宏指令）。一、宏程序概念1．变量的表示变量由变量符号“#”和变量号组成，如#1、#20等。此外，变量可由变量符号“#”和表达式组成，如#［#1+10］。二、宏程序中的变量2．变量的类型3．变量的引用将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为引用变量。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。例如，G01X［#1+#2］F#3。三、宏程序运算指令宏程序运算指令说明如下：1．函数SIN、COS、TAN、ATAN的角度单位是度（°），分（′）和秒（″）要换算成带小数点的度（°）。如90°30′表示为90.5°，而30°18′表示为30.3°。2．在ATAN之后的两个变量用“/”分开，结果在0°和360°之间。如当#1=ATAN［1］/［-1］时，#1=135.0。3．当ROUND功能包含在算术或逻辑操作、IF语句、WHILE语句中时，将保留小数点后一位，其余位进行四舍五入。如“#1=ROUND［#2］；”，其中#2=1.2345，则#1=1.0。宏程序运算指令说明如下：4．对于上取整（FIX）和下取整（FUP），在数控系统处理数值运算时，若操作后产生的整数绝对值大于原数的绝对值为上取整；若操作后产生的整数绝对值小于原数的绝对值为下取整。5．宏程序数学运算的次序依次为：函数运算（SIN、COS、ATAN等），乘和除运算（*、/等），加和减运算（+，-等），逻辑运算（AND、OR、XOR等）。6．函数中的括号。括号用于改变运算次序，函数中的括号允许嵌套使用，但最多只允许嵌套5级。例如，#1=SIN［［［#2+#3］*4+#5］/#6］。1．无条件转移（GOTOn）四、宏程序转移指令例如：N10G00X50.0Z10.0；

N20G01X45.0F0.2；

N30G01Z0.0；

N40GOTO20；表示执行N40程序段时，程序无条件转移到N20程序段继续运行。2．条件语句（IF语句）（1）GOTO格式IF［条件表达式］GOTOn（n=顺序号）条件表达式成立时，从顺序号为n的程序段执行；条件表达式不成立时，执行下一个程序段，如图13-2所示。常用条件表达式的运算符见表13-3。（2）THEN格式IF［条件表达式］THEN<宏程序语句>；如果条件表达式成立，执行THEN后面的宏程序语句，只能执行一条宏程序语句。例：IF［#1EQ#2］THEN#3=0；即如果#1的值与#2的值相等，将0赋予变量#3；如不相等，则顺序往下而不执行THEN后的赋值语句。3．循环语句（WHILE语句）WHILE［条件表达式］DOm（m=顺序号）ENDm当条件表达式成立时，从DOm的程序段到ENDm的程序段重复执行；如果条件表达式不成立，则从ENDm的下一个程序段执行。一、加工方案及加工路线的制定1．制定加工方案（1）采用三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆，伸出长度大于60mm，粗、精车椭圆轴右端轮廓至加工要求。（2）掉头装夹凹椭圆面左、右两侧外圆，粗、精车椭圆轴左端轮廓至加工要求。2．选择刀具根据椭圆轴加工内容和要求，选择一把93°菱形刀片外圆车刀加工椭圆轴。3．制定加工路线3．制定加工路线选择椭圆轴左、右端面的回转中心作为工件坐标系的原点，确定各基点坐标见表13-4，其中X轴方向坐标以直径表示。二、基点坐标的确定三、程序的编制1．编制椭圆轴右端轮廓数控加工程序（1）编程思路选择Z坐标为初始变量，应用标准方程表达椭圆上点的坐标，椭圆起点坐标Z=14，设X值为#1，由椭圆方程可知，#1=10*SQRT［20*20-14*14］/20；转换到编程坐标中，起点坐标X=2*［17.15-#1］，设#2=2*［17.15-#1］，则椭圆的起点坐标为（#2，-8）。（2）椭圆轴右端轮廓数控加工程序（2）椭圆轴右端轮廓数控加工程序2．编制椭圆轴左端轮廓数控加工程序（1）编程思路设#1（角度）为初始变量，椭圆上点的X（#2）、Z（#3）坐标是因变量，它们之间的关系由参数方程X=14sinФ，Z=20cosФ体现，即#2=14*SIN［#1］，#3=20*COS［#1］，在编程坐标系中，点的坐标就表达成X［2*#2］，Z［#3-20］。（2）椭圆轴左端轮廓数控加工程序（2）椭圆轴左端轮廓数控加工程序四、工件的加工1．加工准备（1）着装准备根据生产车间着装管理规定，进行着装自检。（2）工、量、刃具准备（3）领取毛坯领取毛坯，测量并记录毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量，外形是否满足加工条件。2．装夹工件本任务加工椭圆轴左、右端轮廓，需要进行两次装夹。加工右端轮廓时采用三爪自定心卡盘进行装夹，伸出长度大于60mm。掉头装夹工件加工左端轮廓时，装夹面为已加工表面，需用铜皮等辅助工具保护已加工表面进行装夹，避免产生夹痕影响表面质量。将93°菱形