数控车削椭圆面的处理方法

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数控车削椭圆面的处理方法

摘　要：  从拟合法、四心法、宏程序、R参数与程序跳转四个方面讲述了加工椭圆面时如何进行编程。

关键词：  拟合法；四心法；宏程序；R参数

数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补。遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。SIEMENS系统可借助R参数，并应用程序跳转等手段来完成非圆曲面的编程，FANUC系统可用宏程序编程。而一般经济型的只能用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。下面以椭圆加工为例对常用的数学处理方法一一介绍。

一、 拟合法：

1、 相关计算
                                            
1)工件右半部分为标准椭圆，由图（一）可知，椭圆长半轴为25mm，短半轴为16mm，所以此椭圆的标准方程为  

2)在Z坐标轴上以2.5mm为单位，正向等间距取点，通过椭圆标准方程算出相应的X坐标值，见下表。



3)按上表所列数值即可直接用直线插补指令编程。
   4)从表中可以看出最后三点，即A点(20，-9.6)、B点(22.5，-6.97)、C点(25，0)。Y轴数值差距较大，拟合误差也较大。所以一般在对椭圆进行拟合逼近时，通常对曲率半径较大的部分采用直线拟合计算，对曲率半径较小的部分采用圆弧拟合计算。
   5)根据“不在一条直线上的三个点确定一个圆”这一定理把A、B、c三点分

2、结论

△X2=0.151为最大拟合误差，但仍然小于工件轮廓误差0.2，所以该拟合方法能满足工件的加工要求。

二、四心法

用四心法加工椭圆工件时，数值计算的基础就是用四心法作近似椭圆的画法，如图（二）所示。

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　　（四）程序应用：
主程序      01014
N5…  
…
N××  G65 P1015  A50  B80  C80 DO  K1；
…
N××  M30；  
根据精度要求，间距大小相应调整；对于截断椭圆只要将起始点、终点坐标值进行调整就可以了；如果与坐标系偏移指令配合，粗加工椭圆循环调用宏程序即可。

四、R参数及程序跳转法:

如图（一）所示一个椭圆，欲车削右1/2椭圆的回转轮廓线，椭圆的方程为：X2/162+Z2/252=1(X值为半径值)；
主程序：TY1.MPF
G54 G94 G90 T1 D1；
M03 S600；
R8＝20；
MA1：G158  X＝R8；
TYZCX.MPF；
R8＝R8-1；
IF R8>0.3 GOTOB MA1；
G158；
R8＝0；
M05 M00；
M03 S1000；
TYZCX；
G00 X100 Z150；
M02；
子程序：TYZCX.SPF
G90 G00 X0 Z27；
G01 Z25 F50；
R1＝25 R2＝16 R3＝1 R4＝90；
MA2：R5＝R1*COS（R3）；
R6＝2*R2*SIN（R3）；
G01 X＝R6 Z＝R5 F100；
3＝R3＋1；
IF R6>40-2*R8 GOTOF MA3；
IF R3<＝R4 TOTOB  MA2；
MA3：G91 G00 X2；
G90 Z27；
RET；



参考资料：
1、《数控加工技师手册》         机械工业出版社 2005.4
2、《数控车床培训教材》   袁锋  机械工业出版社 2005.1
3、《FANUC Series 0i Mate-MC操作说明书》     2004.7
4、《FANUC Series 0i Mate-MODEL C参数说明书》    2004.11