转子泵叶轮数控代码的计算机辅助编程

2013/11/26 10:15:03      点击:
无堵塞转子泵转子端面型线为多段曲线(渐开线、圆弧等)连接而成。叶轮端面形状如图5所示。
图5数控刨削叶轮
数控刨床的滑枕作向前运动时,刨刀随滑枕运动切削工件。向前运动结束时,刨刀接受数控系统的指令抬起,随滑枕作向后运动。此时,刨刀不切削工件,同时刨刀上的上下溜板和工作台作插补运动或直线运动。滑枕向后运动结束时,等待正向运动的指令。数控系统发出正向运动的指令时,刨刀下落,随滑枕作向前运动,切削工件。
因此,数控程序的编制关键是求解端面型线的刀具圆心轨迹。对于具备刀具半径补偿功能的数控系统,可直接计算叶轮端面轮廓的节点坐标,然后在程序的适当位置写入刀补指令,则刀心轨迹就能自动得到。由于叶轮型线主要由非圆曲线连接而成,因此为了能在具有直线和圆弧插补功能的数控机床上加工,就要用直线段或圆弧段逼近这些非圆曲线,用逼近直线段或圆弧段代替这些非圆曲线。本文考虑采用等误差法直线逼近计算节点坐标,结合图6,该方法的具体的计算步骤如下:
图6等误差法直线逼近
(1)以起点A(xa,ya)为圆心、如为半径画允差圆,得圆的方程为:
(x-xa)2+(y-ya)2=b2
(2)作允差圆与曲线的公切线T,并求公切线T的斜率k。
由允差圆方程、允差圆切线方程及曲线方程、曲线切线方程联立,可求解出公切线T与允差圆的切点c(xc,yc)和公切线T与曲线的切点d(xd,yd),则公切线T的斜率:
k=(yd-yc)/(xd-xc)
(3)过A点作T的平行线交于曲线上的B点,该平行线方程设为:
y-ya=k(x-xa)
将该方程与曲线方程y=f(x)联立,求出交点坐标B,该交点B就是所求的第一个节点。再以B(xb,yb)为圆心作允差圆并重复上述步骤,就可依次求出曲线上各节点坐标。
图7是数控刨削代码计算机辅助编程的流程图。
图7数控代码计算机辅助缡程流程图
如果是直线或圆弧,就直接应用直线或圆弧插补求轮廓轨迹;如果是非圆曲线,则采用等误差直线逼近算法计算节点。在程序的适当位置增加刀补指令,则刀心轨迹可由此求得。其中进刀是指刨刀下落,滑枕向前运动以切削工具,该动作定义为指令M11完成:退刀是指刨刀抬起,牛头上的上下溜板和工作台联动以使刨刀退回,该动作定义为指令M10完成。
用Visual Basic设计交互界面,以使程序获得必要的设置参数。程序界面如下图所示。
图8叶轮数控刨削辅助编程
设定好各个参数后,点击生成代码,则由程序自动生成文本格式的叶轮数控刨削工代码。部分代码示例如下所示:
N0002 G92 X100.000 Z150.000 ;建立工件坐标系
N0004 G00 X15.000 Z90.000     ;快速接近工件
N0004 G18 G41 D01                    ;刀补启动
N0010 G1l X14.459 Z87.197 F200L100  ;慢速接近工件
N0012 M1l ;进刀
N0014 Ml0 ;退刀
N0020 X23.244 Z81.825
N0022 M11
N0024 M10
N0030 X23.284 Z81.792
N|210 X14.459 Z-87.197
N1212 M11
N1214 M10
N1220 G00 G40 Z90 ;取消刀补,刀具抬离工件

N1230 M30 ;程序结束


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