数控加工中心-椭圆刀具轨迹课件.ppt

1、实例二：椭圆刀具轨迹。实例二：椭圆刀具轨迹。工艺分析工艺分析:对于轨迹为椭圆的刀对于轨迹为椭圆的刀具路径。我们只能通过用具路径。我们只能通过用若干段直线段逼近的方法若干段直线段逼近的方法来实现，分段越多越逼近来实现，分段越多越逼近理想的轨迹。编写此刀轨理想的轨迹。编写此刀轨的程序，需要计算出椭圆的程序，需要计算出椭圆轨迹上各个逼近点的坐标。轨迹上各个逼近点的坐标。加工如图加工如图3.53.5所示凹槽所示凹槽:图图3.53.5工艺安排工艺安排:刀具直径等于槽宽，所以刀具中心轨迹为上刀具直径等于槽宽，所以刀具中心轨迹为上图所示的椭圆轮廓。加工时以右端点为刀轨起点图所示的椭圆轮廓。加工时以右端点为刀

2、轨起点,Z,Z轴轴不分层加工不分层加工,只在腔底加工。只在腔底加工。刀轨生成原理图：刀轨生成原理图：图图3.63.6相关几何计算：椭圆轨迹点原理。相关几何计算：椭圆轨迹点原理。图图3.73.7分析原理图：分析原理图：以坐标系原点为圆心，分别以a、b（ab）为半径作两个圆。点N是大圆半径与小圆的交点，过点B作BP垂直线相交于X轴，垂足为P，过点N作NL垂直并相交于BP，垂足为L。当半径绕原点O旋转时，点L的轨迹就是上图中的椭圆。在直角三角在直角三角BOPBOP中中:所以当椭圆中心在原点时所以当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点椭圆上任意一点L L的的X X轴轴坐标坐标=a=a*COStCOSt。同

3、理我们可以推导出当椭圆中心在原点时同理我们可以推导出当椭圆中心在原点时,椭圆上椭圆上任意一点任意一点L L的的Y Y轴坐标轴坐标=b=b*SINtSINtOP=OB*COStOP/OB=COStOB=椭圆长轴半径a设定设定:#101#101表示椭圆上任意一点的表示椭圆上任意一点的X X轴坐标。轴坐标。#102#102表示椭圆上任意一点的表示椭圆上任意一点的Y Y轴坐标。轴坐标。#20#20表示椭圆上任意一点对应的离心角。表示椭圆上任意一点对应的离心角。0-3600-360间变间变化，见图化，见图3.73.7。#1#1表示椭圆的长轴半径。表示椭圆的长轴半径。#2#2表示椭圆的短轴半径。表示椭圆的

4、短轴半径。推导出：推导出：当椭圆中心在原点时当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点椭圆上任意一点L L的的X X轴坐轴坐标标#101=#1#101=#1*COS#20COS#20。当椭圆中心在原点时当椭圆中心在原点时,椭圆上任意一点椭圆上任意一点L L的的Y Y轴坐轴坐标标#102=#2#102=#2*COS#20COS#20。当椭圆中心在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴坐标的计算公式分别为：#101=#1*COS#20#102=#2*COS#20 当椭圆中心不在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴坐标怎样计算？设定：#24表示椭圆中心X轴绝对坐标。#25表示椭圆中心Y轴绝对坐标。推导出：当椭圆中

5、心在原点时，椭圆上任意一点L的X、Y轴绝对坐标的计算公式分别为：#101=#24+#1*COS#20#102=#25+#2*COS#20#101=#24+#1#101=#24+#1*COS#20COS#20#102=#25+#2#102=#25+#2*COS#20COS#20总结：总结：#1：椭圆长轴半径#2：椭圆短轴半径#4：椭圆上任意一点对应的离心角。#102#102：椭圆上任意一点的：椭圆上任意一点的Y Y轴绝对坐标。轴绝对坐标。#101#101：椭圆上任意一点的：椭圆上任意一点的X X轴绝对坐标。轴绝对坐标。图图3.83.8加工图加工图3 35 5的程序如下：的程序如下：N10 M3

6、S500N20 G0 G90 G54 X27.5 Y19.0Z20.0N30 G1 Z-6.0 F30N35#3=1.0 （离心角增量）N40#20=0 （离心角起始角度为0）N50 WHILE#20LE360DO1N60#101=27.5*COS#20N70#102=19.0*SIN#20N80 G1 X#101 Y#102N90#20=#20+#3N100 END1N110 G0 Z20.0N120 M30图纸程序运行过程变量运算结果分析：程序运行过程变量运算结果分析：1、X27.5 Y19.02、Z-6.03、#3=1.04、#20=05、因为0小于360所以循环N60至N90之间的程序

7、。6、计算离心角为0所对应椭圆上节点的X轴坐标。7、计算离心角为0所对应椭圆上节点的Y轴坐标。8、直线移动至上两步计算出来的坐标处。9、#20=#20+#3=0+1=110、因为1小于360所以循环N60至N90之间的程序。11、计算离心角为1所对应椭圆上节点的X轴坐标。12、计算离心角为1所对应椭圆上节点的Y轴坐标。13、直线移动至上两步计算出来的坐标处。14、#20=#20+#3=1+1=215、因为1小于360所以循环N60至N90之间的程序。80、#20=#20+#3=359+1=36081、因为360等于360所以循环N60至N90之间的程序。82、计算离心角为360所对应椭圆上节点

8、的X轴坐标。83、计算离心角为360所对应椭圆上节点的Y轴坐标。84、直线移动至上两步计算出来的坐标处。85、#20=#20+#3=360+1=36186、因为361大于360所以不再循环N60至N90之间的程序顺序执行END1后的程序。椭圆轨迹宏指令的制作：上一页所示的程序只适合图所示工件的加工。当椭圆中心、长轴、短轴、加工深度发生变化时，上一页所示的程序是不能使用的。我们需修改程序中相对应的参数才能使用。我们可以用一宏指令来调用执行椭圆轨迹的宏程序，把已知条件作为自变量在宏指令中指定。加工同类椭圆轨迹工件时只需修改宏指令的自变量值而不需要修改宏程序里面的参数，这样可以更加方便我们编写同类工

9、件的加工程序。主程序：主程序：N10 M3 S500N20 G0 G90 G54 X0 YO Z20.0N40 G65 P0100 X0 Y0 Z-6.0 R10.0 A27.5 B19.0 C1.0 F30N50 G0 Z20.0N60 M30宏指令：宏指令：G65 P0100 X0 Y0 Z-6.0 R10.0 A27.5 B19.0 C1.0 G65 P0100 X0 Y0 Z-6.0 R10.0 A27.5 B19.0 C1.0 F30F30格式注释：格式注释：P0100 _:P0100 _:调用编号为调用编号为01000100的宏程序。的宏程序。X _:X _:椭圆中心的椭圆中心的X

10、 X轴坐标，对应变量轴坐标，对应变量#24#24。Y _:椭圆中心的Y轴坐标，对应变量#25。Z _:Z轴加工深度，对应变量#26。R _:R基准面，对应变量#18。A _:椭圆长轴半径，对应变量#1 B _:椭圆短轴半径，对应变量#2 C _:椭圆离心角增量，对应变量#3 F _:切削进给速度，对应变量#9。被调用的被调用的01000100号宏程序：号宏程序：N20 G0 G90 X#24+#1 Y#25N30 G1 Z#26 F#9N40#20=0 （离心角起始角度为0）N50 WHILE#20LE360DO1N60#101=#24+#1*COS#20N70#102=#25+#2*SIN#20N80 G1 X#101 Y#102N90#20=#20+#3N100 END1N110 M99