数控车床微机gnc系统研究

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1、数控车床微机GNC系统研究1前言数控机床最主要的优点靈无・机・庖子】高效与柔性的高度结合，其主要表现在数控机床能完成对不同零件的加工仅需改变的是机床的控制介质一一数控代码，»UUt«71正是数控加工区别于其它传统加工之处。目前国内企业的数控机床利用率普遍较低，造成这一情况的原因是数控编程技术跟不上，很多企业述停留在手工编程阶段，因此迫切需要改变数控编程的现状。经历了手工编程和计算机辅助编程之后，数控加工自动编程技术进入了图形编程时代。图形数控编程己成为CAD/CAM必不可少的一部分，是数控编程的最佳

2、途径。目前国内该方面的软件还很少，而国外的软件多处于工作站方面，微机运用上也不多，并口软件系统费用很高，不适合国内企业的实际情况，操作界面为外文，不便于工程入员操作，需花费大量的人力和物力来培训。因而迫切地需要一套适合国内运用的数控编程软件。本系统是基丁微机、面向国内企业而开发的图形数控编程软件，用户输入零件的几何信息（或打开相关的数据文件）后，系统自动生成零件图形，结合输入的加工信息（毛坯尺寸、切削參C5HW子】数等），系统能进行动态模拟加工，并自动牛成数控车床的G/M代码。木系统是利用VB5.0

3、开发出来的，采用纯中文操作，界面通俗易懂、形象直观，适合于普通工程技术人员使用。系统采用了下拉式菜单、弹岀式菜单和工具条相结合的方式进行操作，极大地方便了用户的使用。2GNC系统的硬件组成一个完整的GNC系统包括完成从信息的获取到加工指令的全过程。手工输入（MDl）NC代码程序单内容，既麻烦，又枯燥，出错率高。将计算机系统与机床数控装置联机，可以省去人工操作这一环节，还可以同时对多台机床进行实时或分时控制，所以可以配上用于通讯的串行口和D7C接口。GNC系统硬件结构如图1所示，系统结构如图2所示。3

4、零件几何信息的输入和图形生成零件几何信息的输入包括确定零件的线条总数、各段的参数及相互间的连接特性。零件几何图形的生成是指系统根据用户输入的相关信息自动在屏幕上生成零件的儿何图形。零件几何信息的输入用户自左至右依次输入零件各段的参数并确定其连接特性后，系统能准确地求出相互间的交点坐标，并“记住”相关几何信息（如各段的线型特征、圆弧的顺逆、各段间是否相切等）。在零件中若有非圆曲线（抛物线、椭圆），系统则采用“变间距直线逼近法”求出其节点坐标值，并将该值放入一数组中储存起来。几何信息输入完毕后，系统会将

5、所得的数据放在一用户指定的文件中，以便后1=1置处理时使用。非圆曲线的处理方法(以椭圆为例):本系统采用“变间距直线逼近法”，该方法与传统的“等间距法”相比具有明显的优越性。传统的“等间距法”是将非圆曲线所在的区间平均细分为n份，即将曲率半径较大的地方也依曲率半径较小的地方分成同样大小的子区间。这样反应到数控机床上就是不必要的多走刀，效率很低。而变间距法则能较好地处理这一问题。具体方法如图3所示。图3变间距直线逼近法根据已知的参数方程求出的表达式：(x-xc)VRx2-!-(Y-Yc)2/rM,将指

6、定区间se分成Z7份，根据求得的间距D/求出无，将所得的必代入即可求出一系列的(X,X),即为每个线段终点坐标，并以该坐标值或对应的刀心坐标值编制直线程序段。算至p点，若发现不满足精度要求，则将pe区间分得更细,依次进行，直到全部满足精度要求为止。误差检验方法如图3所示。血为试算后的某一段逼近线段，平行于肋且到删的距离为D(用户给定)，可得MN及的方程：MN：AX^BY^C=QM'N'：砧〃方Q士d[(才+阴]*求解联立方程，当/"和(X-Xc)(Y-Yc)2/RM两者有交点时，说明需再次细分区间，

7、以减小D*的值(即增加所分的区间数n),直到两者无交点为止。D的允许值，一般取零件公差的1/5或1/10,本系统推荐D的允许值在0.001mm以内。零件几何图形的生成VB(VisualBasic)提供了较为丰富的画图指令，因而在知道相关参数的情况下,能较为轻松地生成零件的图形。直线和圆弧直接利用“Line”和“Circle”命令。遇到非圆曲线时，将采用变间距直线逼近法求出非圆曲线的节点，依次用直线连接起来，即可近似地得到非圆曲线。4数控加工模拟模拟加工时，用户需按系统提示依次输入毛坏尺寸、机床起刀点

8、、刀补值及丝杠间隙补偿值、切削参数(切削深度、切削速度、进给量)、数控代码在机床存储单元的位置等信息。考虑到车床的加工工艺较复杂，且车削的零件千变万化，很难以每一固定方式编程，而尽可能多地包括各种情况。系统将车床零件分成两类：阶梯轴和典型零件（基木上能解决常见形状零件的加工）O阶梯轴是指严格意义上的从左至右依次递减的类型，系统根据输入的加工信息，结合零件的几何信息，自动制定加工路线进行模拟加工，并自动生成相应的G/M代码。典型零件是指需去除的金属形状如图4所示的5种类