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          數控編程中的計算-數控編程計算基礎

          2019-01-06 13:06 作者:管理員8 來源:未知 瀏覽: 字號:
          第12章數控編程中的計算
           
          12.1數控編程計算基礎
           
          12.1.1數值計算概述

              數控加工的數值計算是指根據零件圖樣標注,按照已確定的加工路線和允許的編程誤差,計算編寫數控加工程序所需數據的編程前的準備工作。
           
              隨著CAD/CAM軟件的廣泛應用,加工程序的編寫方式發生了革命性的變化,大大方便和簡化了操作者對工件幾何圖形坐標數據的計算,然而作為數控編程基礎的手工編程方式仍然是常用方法。
           
              手工編程一般限制在二維平面內,并且大多針對比較簡單的幾何輪廓,對于不太復雜或精度要求不很高的外圓曲線,也可以手工編程。
           
              數控加工數值計算的主要任務是計算出形成零件輪廓或刀具運動軌跡的尺寸,即計算零件加工輪廓的墓點和節點的坐標值,或刀具中心的基點和節點的坐標值,為編制加工程序做準備。
           
              在計算基點坐標過程中,人們把計算過程總結為以下幾種常用的計算方法。
           
              (1)用直接計算方法求解直接計算方法是指以代數、幾何或解析幾何、三角函數等計算公式為手段,必要時添加一定的輔助線來求解圖樣線條圖素之間連接點的坐標數據。
           
              (2)用典型圖素的兒何關系計算求解這是指使用人們已經總結出來的典型圖素幾何關系及計算公式,求解出所需要的圖素連接點的坐標數據,再使用坐標平移公式,換算出在指定編程原點(坐標系)下的坐標位置的計算方法。
           
              (3)使用標準計算公式求解由直線和圓弧組成的零件輪廓,可以歸納為直線與直線相交、直線與圓弧相交或相切、圓弧與圓弧相交或相切、直線與兩圓弧相切等幾種情況,計算的方法可以是聯立方程組求解,也可以是利用幾何元素間的三角函數關系求解。將常見加工零件的直線和圓弧按定義方式歸納并變成標準的計算形式,然后根據計算公式的要求給出計算參數,可以使計算變得比較方便。
           
              (4)使用CAD軟件坐標點查詢方式求解隨著計算機的使用普及和CAD/CAM軟件功能的完善,在二維圖形和簡單的三維圖形編程時,已越來越多地使用CAD軟件從計算機屏幕中直接獲得基點坐標值數據,甚至完成輔助點坐標的求解工作。
           
              (5)利用數控系統本身的計算功能一些先進的數控系統已經具有簡化圖形坐標數據計算工作的功能。在這樣的系統中,既允許使用具體的坐標數值來表達基點坐標,也可以用函數表達的公式來表達基點坐標,使用具有這樣功能的數控機床編寫加工程序時,可以不必求出每一個基點的具體數值。一些數控系統還具有圖形輪廓編程功能,只要在系統屏幕上按照要求指定圖形要素和數據,基點坐標數據便由系統計算出來。

          12.1.2坐標增量計算
           
              坐標增量計算是指在增量坐標系或絕對坐標系中的某些數據仍要求以增量方式輸入所進行的由絕對坐標數據轉換到增量坐標數據的計算。如在數值計算過程中,已按絕對坐標值計算出某運動段的起點坐標值及終點坐標值,用增量方式表示時,其換算公式為
           
                              增量坐標值=終點坐標值一起點坐標值
           
              增量坐標值計算應在各坐標軸方向上分別進行。例如,要求以直線插補方式,使刀具從a點起運動到b點止,己計算出a點坐標為(xa, ya), b點坐標為((xb, yb),若以增量方式表示時,其X、Y軸方向上的增量分別為

              △x=xb一xa
              △y=yb一ya

          12.1.3角度數值換算
           
              加工圖樣上經常會有角度的標注。對于角度數值,有不同角度制的表達方式,因此有時需要進行不同角度制數值的換算。
           
              (1)弧度制角度值計算在工程技術中,經常用弧度制表示一個角的大小。與半徑等長的弧所對的圓心角稱為1弧度的角。根據弧度的定義,角的弧度數等于它所對的弧長除以半徑的商,即

          數控編程中的計算-數控編程計算基礎1

          由于圓周的長等于2πR,半圓周的長等于πR,所以
                                              360° =2π

          數控編程中的計算-數控編程計算基礎2

              (2)不同角度制的角度值換算圖形標注尺寸中的角度數據有用弧度制表示的,也有用度分秒制(DMS )表示的,還有用十進制(DD)度表示的。而在數控系統編程指令中多用十進制(DD)角度方式。這樣,針對不同表達方式的角度制數據,需要進行相互換算。
           
              1)弧度值與角度值的換算。
          因    數控編程中的計算-數控編程計算基礎3

          由此可得出弧度與角度的換算公式,將弧度制數值A換算成角度制數值B:

          數控編程中的計算-數控編程計算基礎4

          將角度制數值B換算成弧度制數值A:

          數控編程中的計算-數控編程計算基礎5

              2)度分秒制(DMS )角度值換算成十進制(DD)角度值。
           
              在編寫數控加工徹事時需要將DMS方式表示的數據轉化為DD方式的數據。
           
              DMS轉化為DD的步驟為:根據DMS的進制方式,保留整數位度數值不變,分別對分值除以60,對秒值除以3 600,然后將處理結果值相加。計算公式如下:
           
                                              DD=D+M/60+S/3 600
           
              3)十進制(DD)角度值換算成度分秒制(DMS)角度值。
           
              將十進制度數轉化成度、分、秒格式,在編寫數控加工程序中一般是用于進行雙重檢查,以驗證最初的變換結果是否正確。DD轉化為DMS的步驟不能少于三步:第一步,將十進制度數轉化成整數位度數,即舍去小數部分;第二步,取出小數部分,將其乘以60,得數的整數部分即為分值;第三步,將第二步計算中得數的小數部分再乘以60,最后四舍五入得出秒值。

           

          (責任編輯:laugh521521)
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