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數(shù)控編程中的極坐標(biāo)功能
數(shù)控編程中的極坐標(biāo)功能【1】
摘要：本文介紹了極坐標(biāo)的含義、編程方法、極坐標(biāo)原點(diǎn)的定義，并對(duì)絕對(duì)方式極坐標(biāo)編程和相對(duì)極坐標(biāo)編程的區(qū)分進(jìn)行敘述。并結(jié)合實(shí)例詳細(xì)的分析了極坐標(biāo)在實(shí)際加工中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 極坐標(biāo) 絕對(duì)極坐標(biāo) 增量極坐標(biāo)
極坐標(biāo)功能指令是用半徑和角度來(lái)表示平面中的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值。運(yùn)用極坐標(biāo)編程會(huì)大大的降低編程的難度，縮短編程的周期，提高數(shù)控加工的效率。
1、極坐標(biāo)的定義及應(yīng)用(適合FANUC 數(shù)控系統(tǒng))
1.1 極坐標(biāo)的含義
在平面內(nèi)任取一點(diǎn)O，作為極點(diǎn)，引一條射線OX，作為極軸，選定一個(gè)長(zhǎng)度單位和角度的正方向(逆時(shí)針為正方向)，對(duì)平面內(nèi)的任一點(diǎn)M，用ρ表示OM的長(zhǎng)度θ表示從OX到OM的角度，將ρ叫做點(diǎn)M的極半徑，θ叫做點(diǎn)M的極角，則(ρ，θ)就叫做點(diǎn)M的極坐標(biāo)(如圖1、2、3)。
1.2 功能格式
指定工件坐標(biāo)系的零件作為極坐標(biāo)系的原點(diǎn)，從該點(diǎn)測(cè)量半徑。G91 指定當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)系的原點(diǎn)，從該點(diǎn)測(cè)量半徑。
指定極坐標(biāo)系選擇平面的軸地址及其值。第一軸：極坐標(biāo)半徑，第二軸：極坐標(biāo)角度。
1.3 對(duì)于極坐標(biāo)原點(diǎn)的規(guī)定
(1)在G90絕對(duì)方式下，用G16方式指令時(shí)，工件坐標(biāo)系零點(diǎn)為極坐標(biāo)原點(diǎn)。(2)在G91增量方式下，用G16方式指令時(shí)，則是采用當(dāng)前點(diǎn)位極坐標(biāo)原點(diǎn)。
當(dāng)以數(shù)控機(jī)床工件坐標(biāo)系零點(diǎn)作為極坐標(biāo)系的原點(diǎn)式，用絕對(duì)值編程方式來(lái)指定。極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)坐標(biāo)到編程原點(diǎn)的距離;角度值是指終點(diǎn)坐標(biāo)與編程原點(diǎn)的連線與X軸的
夾角;當(dāng)以刀具當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí)，用增量值編程方式來(lái)指定。極坐標(biāo)半徑值是指終點(diǎn)到刀具當(dāng)前位置的距離;角度值是指前一坐標(biāo)原點(diǎn)與當(dāng)前極坐標(biāo)系原點(diǎn)的連線與當(dāng)前軌跡的角度。
2、編程實(shí)例
圖2，所示為腰形槽，深度5mm，刀具為?8鍵槽銑刀，采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)，絕對(duì)積極坐標(biāo)編程。若采用直角坐標(biāo)系編程，計(jì)算坐標(biāo)點(diǎn)復(fù)雜，而且會(huì)因?yàn)閿?shù)值處理而會(huì)產(chǎn)生誤差，如果采用極坐標(biāo)編程，則會(huì)使坐標(biāo)計(jì)算變得簡(jiǎn)單，而且提高了精度和編程的效率。
3、結(jié)語(yǔ)
針對(duì)極坐標(biāo)編程的原理和功能，闡述了極坐標(biāo)編程的方便性和靈活性。使用極坐標(biāo)是非常方便的，在實(shí)踐應(yīng)用中，如果能將直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)混合使用，各取其長(zhǎng)，可以減少計(jì)算量，提高編程效率。
數(shù)控編程中的工藝【2】
摘要：數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與加工的基礎(chǔ)，本文通過(guò)具體工作中的實(shí)踐來(lái)說(shuō)明數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)和重要性。
關(guān)鍵詞：數(shù)控 工藝 編程 加工
1. 數(shù)控加工工藝的概念：數(shù)控加工工藝源于傳統(tǒng)的加工工藝，將傳統(tǒng)的加工工藝、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，它的一個(gè)典型特征是將普通加工工藝完全融入數(shù)控加工工藝中。
2. 數(shù)控加工工藝的基本特征：工藝規(guī)程是操作者在加工時(shí)的指導(dǎo)性文件。在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，工藝規(guī)程實(shí)際上只是工藝過(guò)程卡，機(jī)床的切削用量、走刀路線、工序的工步等往往是由操作者自行選定。
在數(shù)控機(jī)床上加工零件是要把被加工的全部工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序。因此，數(shù)控加工程序與普通機(jī)床工藝規(guī)程有很大差別，涉及的內(nèi)容也較廣。這就要求數(shù)控編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。同時(shí)，數(shù)控加工具有工序內(nèi)容復(fù)雜、工步的安排更為詳盡等特點(diǎn)。
3. 數(shù)控加工工藝的重要性：工藝方案的好壞不僅會(huì)影響機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。普通加工工藝是數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)和技術(shù)保障，數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的基礎(chǔ)和核心，只有將數(shù)控加工工藝合理、科學(xué)地融入數(shù)控編程中，編程員才能編制出高質(zhì)量和高水平的數(shù)控程序。
數(shù)控編程也是逐步完善數(shù)控工藝的過(guò)程。
編程員接到一個(gè)零件或產(chǎn)品的數(shù)控編程任務(wù)，主要的工作包括根據(jù)零件或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行數(shù)控加工工藝可行性分析，確定完成零件數(shù)控加工的加工方法;選擇數(shù)控機(jī)床的類型和規(guī)格;確定加工坐標(biāo)系、選擇夾具及其輔助工具、選擇刀具和刀具裝夾系統(tǒng)，規(guī)劃數(shù)控加工方案和工藝路線，劃分加工區(qū)域、設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序內(nèi)容，編寫(xiě)數(shù)控程序，進(jìn)行數(shù)控程序調(diào)試和實(shí)際加工驗(yàn)證，最后對(duì)所有的數(shù)控工藝文件進(jìn)行完善、固化并存檔等方面的內(nèi)容。
4. 數(shù)控加工工藝應(yīng)用實(shí)例：
我們以往數(shù)控加工時(shí)采用的是根據(jù)數(shù)控編程人員手寫(xiě)的簡(jiǎn)單編程清單從程序數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)控加工程序，此法在工藝傳統(tǒng)而又成熟的CRT模具時(shí)常用，但如今面臨著大量復(fù)雜的外協(xié)工件時(shí)，就有些效率低且不夠系統(tǒng)、規(guī)范了，吊鉤模具是一種比較常見(jiàn)的模具類型，我們就從此開(kāi)始進(jìn)行數(shù)控加工工藝的嘗試，建立了詳細(xì)的數(shù)控加工工序卡(如下圖所示)。
為了使之更加直觀，方便加工人員理解加工流程和目的，我們又利用專業(yè)的UG-NX軟件和簡(jiǎn)單的畫(huà)圖軟件制作了三維造型加工示意圖，簡(jiǎn)單標(biāo)明了程序名和相應(yīng)加工部位以及編程中心(如下圖所示)。
5. 數(shù)控加工工藝實(shí)際應(yīng)用后的體會(huì)：
5.1.數(shù)控加工工藝遠(yuǎn)比普通機(jī)械加工工藝復(fù)雜
數(shù)控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線、切削方法及工藝參數(shù)等，而這些在常規(guī)工藝中均可以簡(jiǎn)化處理。
因此，數(shù)控加工工藝比普通加工工藝要復(fù)雜得多，影響因素也多，因而有必要對(duì)數(shù)控編程的全過(guò)程進(jìn)行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數(shù)控加工任務(wù)，可以有多個(gè)數(shù)控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線來(lái)安排工藝。數(shù)控加工工藝的多樣化是數(shù)控加工工藝的一個(gè)特色，是與傳統(tǒng)加工工藝的顯著區(qū)別。
5.2.數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要有嚴(yán)密的條理性
由于數(shù)控加工的自動(dòng)化程度較高，相對(duì)而言，數(shù)控加工的自適應(yīng)能力就較差。而且數(shù)控加工的影響因素較多，比較復(fù)雜，需要對(duì)數(shù)控加工的全過(guò)程深思熟慮，數(shù)控工藝設(shè)計(jì)必須具有很好的條理性，也就是說(shuō)，數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程必須周密、嚴(yán)謹(jǐn)，沒(méi)有錯(cuò)誤。
5.3.數(shù)控加工工藝的繼承性較好
凡經(jīng)過(guò)調(diào)試、校驗(yàn)和試切削過(guò)程驗(yàn)證的，并在數(shù)控加工實(shí)踐中證明是好的數(shù)控加工工藝，都可以作為模板，供后續(xù)加工相類似零件調(diào)用，這樣不僅節(jié)約時(shí)間，而且可以保證質(zhì)量。
作為模板本身在調(diào)用中也是一個(gè)不斷修改完善的過(guò)程，可以達(dá)到逐步標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的效果。因此，數(shù)控工藝具有非常好的繼承性。
5.4.數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證才能指導(dǎo)生產(chǎn)
由于數(shù)控加工的自動(dòng)化程度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后才能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。在普通機(jī)械加工中，工藝員編寫(xiě)的工藝文件可以直接下到生產(chǎn)線用于指導(dǎo)生產(chǎn)，一般不需要上述的復(fù)雜過(guò)程。
結(jié)束語(yǔ)：正所謂“磨刀不誤砍柴工”，初步體會(huì)到數(shù)控加工工藝的重要性及其優(yōu)點(diǎn)后，工藝和編程人員應(yīng)不斷總結(jié)、積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使之程序化、規(guī)范化，更好地服務(wù)于生產(chǎn)!
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐宏海 《數(shù)控加工工藝》
[2] 黃衛(wèi) 《數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程》
[3] 張超英 羅學(xué)科《數(shù)控加工綜合實(shí)訓(xùn)》
數(shù)列在數(shù)控編程中的運(yùn)用【3】
摘要：數(shù)學(xué)是一門應(yīng)用工具，廣泛應(yīng)用于各類學(xué)科。本文從數(shù)控編程角度出發(fā)，探討數(shù)學(xué)數(shù)列知識(shí)運(yùn)用于機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的案例與可行性探討。
關(guān)鍵詞：數(shù)列 數(shù)控編程
數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制的簡(jiǎn)稱，數(shù)控編程中數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用更為廣泛，數(shù)列有等差數(shù)列與等比數(shù)列之分，它們的常用公式如下：
等差數(shù)列 通項(xiàng)公式
前n項(xiàng)的和
等比數(shù)列 通項(xiàng)公式
前n項(xiàng)的和
如果將這些公式用數(shù)控語(yǔ)言進(jìn)行描述，就能發(fā)揮很好的作用。
1 數(shù)列在線性孔組加工中的運(yùn)用
如圖1所示，如果要在數(shù)控機(jī)床中將這6個(gè)孔鉆出，首先就得確定每個(gè)孔的坐標(biāo)。這些孔沿直線以相等間隔呈線性排列，夾角為#2度。觀察圖形不難發(fā)現(xiàn)這些孔的斜邊長(zhǎng)構(gòu)成了一個(gè)等差數(shù)列，首項(xiàng)為#1，公差d為#3，該孔斜邊長(zhǎng)的通項(xiàng)公式為#4=#1+[#5-1]*#3 (其中#4為通項(xiàng)，#5為項(xiàng)數(shù)n)，加之圖形中給出了角度，在編程的方式上采用極坐標(biāo)方式(X軸代表半徑、Y軸代表角度)。程序如下：
程序編制(FANUC系統(tǒng))
O0001
G40G49G80G90G69G17G15
M03S1000
G54G00X0Y0Z50
#1=___ 第一孔斜邊長(zhǎng)
#2=___ 夾角
#3=___ 孔間距
#5=_1_ 首先加工第一孔
#6=___ 孔的總數(shù)
#7=___ R點(diǎn)數(shù)值
#8=___ 鉆孔深度
G16 啟動(dòng)極坐標(biāo)方式
WHILE[#5LE#6]DO1 如果#5≤#6，進(jìn)入循環(huán)1
#4=#1+[#5-1]*#3 任意孔的斜邊長(zhǎng)
G01X#4Y#2F1000 定位到孔位置上方
G98G81R#7Z#8F1000
#5=#5+1
END1
G15
G00Z200
M05
M30
2 數(shù)列在環(huán)形孔組加工中的運(yùn)用
如圖2所示，編寫(xiě)一個(gè)沿圓周均布的孔組，圓心坐標(biāo)即是編程原點(diǎn)。此圖分度圓圓半徑為#3，第一個(gè)孔與X軸夾角為#1，各孔間角度間隔為#2，孔數(shù)為10個(gè)孔，方向采用數(shù)控機(jī)床的規(guī)定，規(guī)定逆時(shí)針為正方向，順時(shí)針為負(fù)方向。程序如下：
程序編制(FANUC系統(tǒng))
O002
G40G49G80G90G69G17G15
M03S1000
G54G00X0Y0Z50
#1=___ 孔的起始角度
#2=___ 孔的角度增量
#3=___ 分度圓半徑
#5=_1_ 首先加工第一孔
#6=_10_ 孔的總數(shù)
#7=___ R點(diǎn)數(shù)值
#8=___ 鉆孔深度
G16 啟動(dòng)極坐標(biāo)方式
WHILE[#5LE#6]DO1 如果#5≤#6，進(jìn)入循環(huán)1
#4=#1+[#5-1]*#2 任意孔的角度數(shù)
G01X#3Y#4F1000 定位到孔位置上方
G98G81R#7Z#8F1000 鉆孔
#5=#5+1 孔數(shù)自變量遞增1個(gè)單位
END1 循環(huán)1結(jié)束
G15 取消極坐標(biāo)
G00Z200
M05
M30
3 結(jié)語(yǔ)
上述兩個(gè)圖形中有及其相似的特點(diǎn)，在O0001程序中，自變量是以斜邊長(zhǎng)在變動(dòng)，角度不變。在O0002程序中，自變量是角度以等差數(shù)列在變動(dòng)，半徑不變。首項(xiàng)為#1，公差d為#2，該孔角度的通項(xiàng)公式為#4=#1+[#5-1]*#2(其中#4為通項(xiàng)，#5為項(xiàng)數(shù)n)。
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