數控編程中的極坐標功能
數控編程中的極坐標功能【1】
摘要：本文介紹了極坐標的含義、編程方法、極坐標原點(diǎn)的定義，并對絕對方式極坐標編程和相對極坐標編程的區分進(jìn)行敘述。并結合實(shí)例詳細的分析了極坐標在實(shí)際加工中的應用。
關(guān)鍵詞：數控編程 極坐標 絕對極坐標 增量極坐標
極坐標功能指令是用半徑和角度來(lái)表示平面中的任意一點(diǎn)的坐標值。運用極坐標編程會(huì )大大的降低編程的難度，縮短編程的周期，提高數控加工的效率。
1、極坐標的定義及應用(適合FANUC 數控系統)
1.1 極坐標的含義
在平面內任取一點(diǎn)O，作為極點(diǎn)，引一條射線(xiàn)OX，作為極軸，選定一個(gè)長(cháng)度單位和角度的正方向(逆時(shí)針為正方向)，對平面內的任一點(diǎn)M，用ρ表示OM的長(cháng)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(如圖1、2、3)。
1.2 功能格式
指定工件坐標系的零件作為極坐標系的原點(diǎn)，從該點(diǎn)測量半徑。G91 指定當前位置作為極坐標系的原點(diǎn)，從該點(diǎn)測量半徑。
指定極坐標系選擇平面的軸地址及其值。第一軸：極坐標半徑，第二軸：極坐標角度。
1.3 對于極坐標原點(diǎn)的規定
(1)在G90絕對方式下，用G16方式指令時(shí)，工件坐標系零點(diǎn)為極坐標原點(diǎn)。(2)在G91增量方式下，用G16方式指令時(shí)，則是采用當前點(diǎn)位極坐標原點(diǎn)。
當以數控機床工件坐標系零點(diǎn)作為極坐標系的原點(diǎn)式，用絕對值編程方式來(lái)指定。極坐標半徑值是指終點(diǎn)坐標到編程原點(diǎn)的距離;角度值是指終點(diǎn)坐標與編程原點(diǎn)的連線(xiàn)與X軸的
夾角;當以刀具當前位置作為極坐標系原點(diǎn)時(shí)，用增量值編程方式來(lái)指定。極坐標半徑值是指終點(diǎn)到刀具當前位置的距離;角度值是指前一坐標原點(diǎn)與當前極坐標系原點(diǎn)的連線(xiàn)與當前軌跡的角度。
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數控系統，絕對積極坐標編程。若采用直角坐標系編程，計算坐標點(diǎn)復雜，而且會(huì )因為數值處理而會(huì )產(chǎn)生誤差，如果采用極坐標編程，則會(huì )使坐標計算變得簡(jiǎn)單，而且提高了精度和編程的效率。
3、結語(yǔ)
針對極坐標編程的原理和功能，闡述了極坐標編程的方便性和靈活性。使用極坐標是非常方便的，在實(shí)踐應用中，如果能將直角坐標系和極坐標混合使用，各取其長(cháng)，可以減少計算量，提高編程效率。
數控編程中的工藝【2】
摘要：數控加工工藝是數控編程與加工的基礎，本文通過(guò)具體工作中的實(shí)踐來(lái)說(shuō)明數控加工工藝的特點(diǎn)和重要性。
關(guān)鍵詞：數控 工藝 編程 加工
1. 數控加工工藝的概念：數控加工工藝源于傳統的加工工藝，將傳統的加工工藝、計算機數控技術(shù)、計算機輔助設計和輔助制造技術(shù)有機地結合在一起，它的一個(gè)典型特征是將普通加工工藝完全融入數控加工工藝中。
2. 數控加工工藝的基本特征：工藝規程是操作者在加工時(shí)的指導性文件。在普通機床上加工零件時(shí)，工藝規程實(shí)際上只是工藝過(guò)程卡，機床的切削用量、走刀路線(xiàn)、工序的工步等往往是由操作者自行選定。
在數控機床上加工零件是要把被加工的全部工藝過(guò)程、工藝參數和位移數據編制成程序。因此，數控加工程序與普通機床工藝規程有很大差別，涉及的內容也較廣。這就要求數控編程人員對數控機床的性能、特點(diǎn)、運動(dòng)方式、刀具系統、切削規范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。同時(shí)，數控加工具有工序內容復雜、工步的安排更為詳盡等特點(diǎn)。
3. 數控加工工藝的重要性：工藝方案的好壞不僅會(huì )影響機床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。普通加工工藝是數控加工工藝的基礎和技術(shù)保障，數控加工工藝是數控編程的基礎和核心，只有將數控加工工藝合理、科學(xué)地融入數控編程中，編程員才能編制出高質(zhì)量和高水平的數控程序。
數控編程也是逐步完善數控工藝的過(guò)程。
編程員接到一個(gè)零件或產(chǎn)品的數控編程任務(wù)，主要的工作包括根據零件或產(chǎn)品的設計圖紙及相關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行數控加工工藝可行性分析，確定完成零件數控加工的加工方法;選擇數控機床的類(lèi)型和規格;確定加工坐標系、選擇夾具及其輔助工具、選擇刀具和刀具裝夾系統，規劃數控加工方案和工藝路線(xiàn)，劃分加工區域、設計數控加工工序內容，編寫(xiě)數控程序，進(jìn)行數控程序調試和實(shí)際加工驗證，最后對所有的數控工藝文件進(jìn)行完善、固化并存檔等方面的內容。
4. 數控加工工藝應用實(shí)例：
我們以往數控加工時(shí)采用的是根據數控編程人員手寫(xiě)的簡(jiǎn)單編程清單從程序數據庫中調用數控加工程序，此法在工藝傳統而又成熟的CRT模具時(shí)常用，但如今面臨著(zhù)大量復雜的外協(xié)工件時(shí)，就有些效率低且不夠系統、規范了，吊鉤模具是一種比較常見(jiàn)的模具類(lèi)型，我們就從此開(kāi)始進(jìn)行數控加工工藝的嘗試，建立了詳細的數控加工工序卡(如下圖所示)。
為了使之更加直觀(guān)，方便加工人員理解加工流程和目的，我們又利用專(zhuān)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)單標明了程序名和相應加工部位以及編程中心(如下圖所示)。
5. 數控加工工藝實(shí)際應用后的體會(huì )：
5.1.數控加工工藝遠比普通機械加工工藝復雜
數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和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線(xiàn)、切削方法及工藝參數等，而這些在常規工藝中均可以簡(jiǎn)化處理。
因此，數控加工工藝比普通加工工藝要復雜得多，影響因素也多，因而有必要對數控編程的全過(guò)程進(jìn)行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數控加工任務(wù)，可以有多個(gè)數控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線(xiàn)安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線(xiàn)來(lái)安排工藝。數控加工工藝的多樣化是數控加工工藝的一個(gè)特色，是與傳統加工工藝的顯著(zhù)區別。
5.2.數控加工工藝設計要有嚴密的條理性
由于數控加工的自動(dòng)化程度較高，相對而言，數控加工的自適應能力就較差。而且數控加工的影響因素較多，比較復雜，需要對數控加工的全過(guò)程深思熟慮，數控工藝設計必須具有很好的條理性，也就是說(shuō)，數控加工工藝的設計過(guò)程必須周密、嚴謹，沒(méi)有錯誤。
5.3.數控加工工藝的繼承性較好
凡經(jīng)過(guò)調試、校驗和試切削過(guò)程驗證的，并在數控加工實(shí)踐中證明是好的數控加工工藝，都可以作為模板，供后續加工相類(lèi)似零件調用，這樣不僅節約時(shí)間，而且可以保證質(zhì)量。
作為模板本身在調用中也是一個(gè)不斷修改完善的過(guò)程，可以達到逐步標準化、系列化的效果。因此，數控工藝具有非常好的繼承性。
5.4.數控加工工藝必須經(jīng)過(guò)實(shí)際驗證才能指導生產(chǎn)
由于數控加工的自動(dòng)化程度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數控加工工藝必須經(jīng)過(guò)驗證后才能用于指導生產(chǎn)。在普通機械加工中，工藝員編寫(xiě)的工藝文件可以直接下到生產(chǎn)線(xiàn)用于指導生產(chǎn)，一般不需要上述的復雜過(guò)程。
結束語(yǔ)：正所謂“磨刀不誤砍柴工”，初步體會(huì )到數控加工工藝的重要性及其優(yōu)點(diǎn)后，工藝和編程人員應不斷總結、積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗，使之程序化、規范化，更好地服務(wù)于生產(chǎn)!
參考文獻：
[1] 徐宏海 《數控加工工藝》
[2] 黃衛 《數控技術(shù)與數控編程》
[3] 張超英 羅學(xué)科《數控加工綜合實(shí)訓》
數列在數控編程中的運用【3】
摘要：數學(xué)是一門(mén)應用工具，廣泛應用于各類(lèi)學(xué)科。本文從數控編程角度出發(fā)，探討數學(xué)數列知識運用于機械工業(yè)領(lǐng)域的案例與可行性探討。
關(guān)鍵詞：數列 數控編程
數控技術(shù)是數字控制的簡(jiǎn)稱(chēng)，數控編程中數學(xué)知識運用更為廣泛，數列有等差數列與等比數列之分，它們的常用公式如下：
等差數列 通項公式
前n項的和
等比數列 通項公式
前n項的和
如果將這些公式用數控語(yǔ)言進(jìn)行描述，就能發(fā)揮很好的作用。
1 數列在線(xiàn)性孔組加工中的運用
如圖1所示，如果要在數控機床中將這6個(gè)孔鉆出，首先就得確定每個(gè)孔的坐標。這些孔沿直線(xiàn)以相等間隔呈線(xiàn)性排列，夾角為#2度。觀(guān)察圖形不難發(fā)現這些孔的斜邊長(cháng)構成了一個(gè)等差數列，首項為#1，公差d為#3，該孔斜邊長(cháng)的通項公式為#4=#1+[#5-1]*#3 (其中#4為通項，#5為項數n)，加之圖形中給出了角度，在編程的方式上采用極坐標方式(X軸代表半徑、Y軸代表角度)。程序如下：
程序編制(FANUC系統)
O0001
G40G49G80G90G69G17G15
M03S1000
G54G00X0Y0Z50
#1=___ 第一孔斜邊長(cháng)
#2=___ 夾角
#3=___ 孔間距
#5=_1_ 首先加工第一孔
#6=___ 孔的總數
#7=___ R點(diǎn)數值
#8=___ 鉆孔深度
G16 啟動(dòng)極坐標方式
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(cháng)
G01X#4Y#2F1000 定位到孔位置上方
G98G81R#7Z#8F1000
#5=#5+1
END1
G15
G00Z200
M05
M30
2 數列在環(huán)形孔組加工中的運用
如圖2所示，編寫(xiě)一個(gè)沿圓周均布的孔組，圓心坐標即是編程原點(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，孔數為10個(gè)孔，方向采用數控機床的規定，規定逆時(shí)針為正方向，順時(shí)針為負方向。程序如下：
程序編制(FANUC系統)
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
#7=___ R點(diǎn)數值
#8=___ 鉆孔深度
G16 啟動(dòng)極坐標方式
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
G01X#3Y#4F1000 定位到孔位置上方
G98G81R#7Z#8F1000 鉆孔
#5=#5+1 孔數自變量遞增1個(gè)單位
END1 循環(huán)1結束
G15 取消極坐標
G00Z200
M05
M30
3 結語(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(cháng)在變動(dòng)，角度不變。在O0002程序中，自變量是角度以等差數列在變動(dòng)，半徑不變。首項為#1，公差d為#2，該孔角度的通項公式為#4=#1+[#5-1]*#2(其中#4為通項，#5為項數n)。
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