裝配圖車床數(shù)控改造
裝配圖車床數(shù)控改造,裝配,車床,數(shù)控,改造
在(3-7)中的進(jìn)給量計(jì)算如下:FRN=106(1.5+0.5)/1.5=80在(3-8)的進(jìn)給量的計(jì)算應(yīng)用公式(3-6)中的負(fù)號(hào)。主軸轉(zhuǎn)速s:主軸轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)定義的并且以一個(gè)三位代碼數(shù)字表示,通常以magic-three代碼計(jì)算。magic-three代碼計(jì)算如下:1、 速度(轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘)精確至兩位;代碼的第二和第三個(gè)數(shù)字這兩個(gè)數(shù)。2、 速度寫成最大十位分?jǐn)?shù)乘以10的指數(shù)形式;代碼的第一個(gè)數(shù)字是十的指數(shù)加上3。 例如,1645rpm減至1600寫成0.1610,它的代碼是716。類似,一個(gè)742rpm的主軸轉(zhuǎn)速寫成magic-three就是674。刀具t:刀具在代碼數(shù)字里是由一個(gè)最大五位數(shù)字組成。每個(gè)切削刀具都有一個(gè)不同的代碼數(shù)字。當(dāng)?shù)毒叩拇a數(shù)字在對(duì)堆棧中運(yùn)行時(shí),自動(dòng)換刀裝置就會(huì)自動(dòng)選擇刀具。加工刀具制造商使用幾種不同的方法制定刀柄代碼。在這些方法中制造商提供了和五位代碼數(shù)字相匹配的“鑰匙”;每把鑰匙對(duì)應(yīng)每個(gè)刀柄。鑰匙有五組環(huán)組成,鑰匙中的一些環(huán)用來生成刀具代碼。鑰匙插入與刀柄一致的匣子里,在這里環(huán)彈出一個(gè)與之接觸的金屬?gòu)椈桑a(chǎn)生一個(gè)代碼信號(hào)。當(dāng)已編程的t數(shù)字和匣子里發(fā)出的信號(hào)一致時(shí),就會(huì)選擇合適的刀具并自動(dòng)完成換刀。各種功能m:各種功能字符包含兩個(gè)數(shù)字。這種功能隸屬和加工平面運(yùn)動(dòng)無關(guān)聯(lián)的輔助信息,比如軸命令,開關(guān)冷卻液,和其它在表3-2中解釋的功能。需要注意m00,m01,m02,m06和m30只能在堆棧中的其他所有命令完成后才能實(shí)施。表3-2 各種功能代碼 功能 解釋m00 Programm stop 完成堆棧命令后關(guān)閉主軸,冷卻液和進(jìn)給,為了繼續(xù)程序必須按一個(gè)按鈕。m01 Optional (planned) stop 近試與m00,但它只有當(dāng)操作者先按按鈕才能進(jìn)行,否則命令不可行。m02 End of programm 表示完成了工作面。完成堆棧中的所有命令后關(guān)閉主軸,冷卻液和進(jìn)給,可能包括倒帶。m03 Spindle CW 順時(shí)針開啟主軸旋轉(zhuǎn)m04 Spindle CWW 逆時(shí)針開啟主軸旋轉(zhuǎn)m05 Spindle off 關(guān)閉主軸,關(guān)掉冷卻液m06 Tool change 實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)更換刀具,不包括刀具選擇m07 Coolant no.2 on 開啟水冷卻m08 Coolant no.1 on 開啟霧冷卻m09 Coolant of 自動(dòng)關(guān)閉冷卻液m10 Clamp 自動(dòng)夾緊機(jī)械滑道,工作面,固定物,主軸等(由操作者具體定)m11 Unclamp 松開命令m13 Spindle CW & coolant on 在同一個(gè)命令里開啟主軸旋轉(zhuǎn)和冷m14 Spindle CWW & coolant on卻液m15 Motion+ 在正負(fù)方向快速移動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)m16 Motion-m19 Oriented spindle stop 使主軸停止在先前制定的角度位置m30 End of tape 除了必須包括倒帶外它和m00相似,倒帶是為了下個(gè)工作面m31 Interlock bypass 暫時(shí)繞行正常的連接m32 Constant cutting speed 控制保持了一個(gè)穩(wěn)定的切削速度使之through 適應(yīng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度與刀具到旋轉(zhuǎn)中心的距 m35 離成比例,常用于車削m40 Gear changes if used;through otherwise unassignedm45 沒有標(biāo)明的:m12,m17,m18,m20到m29,m36到m39,m46到m993-2.3 輪廓編程-例子為了示范人工穿孔帶的準(zhǔn)備技術(shù),選擇了圖3-7所示零件。盡管這個(gè)零件相對(duì)簡(jiǎn)單,實(shí)際上為了確定刀具中心路線人需要大量的計(jì)算。加工是用一個(gè)裝備有能產(chǎn)生直線和圓弧運(yùn)動(dòng)的三軸MCU的數(shù)控銑床實(shí)現(xiàn)的。數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:1、 穿孔帶的設(shè)計(jì)符合EIA標(biāo)準(zhǔn)的RS-274-B;運(yùn)用連續(xù)設(shè)計(jì)的步驟;用字符安排以下的命令:n,g,x,y,z,i,j,k,f,s。2、 預(yù)備功能從g00到g17,和g17到g19是有效的。3、 尺寸:最大的五位數(shù)字;結(jié)果是BLU=0.01mm;增加的編程;起始和痕跡編程是0。當(dāng)一個(gè)尺寸沒有被編程時(shí),它就意味著相對(duì)坐標(biāo)不需要改變。進(jìn)給是一個(gè)四位數(shù)代碼,用inverse-time代碼計(jì)算。慣用的加工進(jìn)給量是500mm/min,快速移動(dòng)進(jìn)給量是2500m槻仿俿翿翿祿勿棿翿個(gè)一個(gè)堆棧進(jìn)行描述。注意以下堆棧,特征常作為標(biāo)簽特征。穿孔帶的第一個(gè)特征是倒帶代碼后跟著EB特征,下面開始運(yùn)動(dòng)堆棧。從起點(diǎn)到A點(diǎn):當(dāng)從起點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)時(shí),要使用兩個(gè)堆棧。在第一個(gè)堆棧里,系統(tǒng)會(huì)加速到2500mm/min的快速移動(dòng)進(jìn)給量,在第二個(gè)堆棧里使用500mm/min的加工進(jìn)給量,在碰到工作面以前運(yùn)動(dòng)減速。在這兩個(gè)堆棧后刀具中心定位于A點(diǎn)。A的Z軸坐標(biāo)也必須編程,為了使刀具下降到合適的面上:n g x y z f s m001/01/06000/00000/-04000/0417/717/03002/01/01000/ / /0500/ /08在第一個(gè)堆棧里開啟主軸,加速,在堆棧的最后達(dá)到1700rpm。f的計(jì)算是根據(jù)公式(3-4),功能m03和m08分別開啟主軸旋轉(zhuǎn)和冷卻液從A點(diǎn)到B點(diǎn):運(yùn)動(dòng)沿著X軸方向進(jìn)行,堆棧是:n g x f 003/17/08000/0063在第一個(gè)圓弧開始前任何一個(gè)堆棧都必須設(shè)置g17代碼。從B點(diǎn)到C點(diǎn):刀具沿Y軸正方向運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),它是在圖3-8的幫助下計(jì)算軌跡的。設(shè)置一個(gè)角BMC是22.5的三角形MBC。從而,邊CB長(zhǎng)度是 CB=MBtan22.5=10tan22.5=4.14mm邊BC的長(zhǎng)度是BC=10+50+4.14=64.14mm相應(yīng)的堆棧是:n g x y f 004/01/00000/06414/0078從點(diǎn)C到點(diǎn)D:我們從圖3-8看到x=y可以按下面的計(jì)算:x=CD/2=30+4.14/2=32.93mm相應(yīng)的堆棧是:n g x y f 005/01/-03293/-03293/0106從點(diǎn)D到點(diǎn)E:經(jīng)過D點(diǎn)后在開始切削圓弧EF前,刀具必須移動(dòng)到圓弧ED上的E點(diǎn),它的中心是N。如圖3-9所示,完成下面的公式:i+j=R (3-9) j+y=R (3-10) i=x=0.707R (3-11)可以用10mm代替R,結(jié)果 x=i=j=7.07mm y=2.93mm對(duì)應(yīng)的堆棧是:n g x y i j f 006/03/-00707/00293/00707/00707/0167因?yàn)檫@個(gè)堆棧里沒有切削面,任何一個(gè)f都可以使用。但是,當(dāng)前的進(jìn)給數(shù)字是為下個(gè)堆棧計(jì)算準(zhǔn)備的。刀具中心的速度是50040/30=667mm/min。根據(jù)公式(3-5)FRN=10667/40=167從E點(diǎn)到F點(diǎn):運(yùn)動(dòng)沿著半徑是40mm角度是90圓弧n g x y i j f 007/03/-04000/-04000/00000/04000/0167需要注意使用f0167代碼,刀具中心速度增加到667mm/min是為了保持表面進(jìn)給量500mm/min。從F點(diǎn)到A點(diǎn):這是沿Y軸負(fù)方向的直線切削 n g x y f 008/01/00000/-06000/0083從點(diǎn)A到起點(diǎn):運(yùn)用快速移動(dòng)進(jìn)給量,堆棧是 n g x y z f m 009/01/-07000/00000/04000/0357/30功能m30將會(huì)關(guān)掉主軸和冷卻液并倒帶到程序的開始。完整的草稿如圖3-10所示,T代表標(biāo)簽特征。注意x軸和y軸尺寸的總和為零。從這個(gè)例子中,很明顯除了極其簡(jiǎn)單的零件外,計(jì)算機(jī)對(duì)處理計(jì)算輪廓程序是非常重要的。3-3 計(jì)算機(jī)輔助編程3-3.1簡(jiǎn)介在早期的數(shù)控使用中計(jì)算機(jī)作為輔助零件編程是不必要的。兩個(gè)尺度結(jié)構(gòu)的零件加工只需要簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算。隨著數(shù)控系統(tǒng)使用的增加和加工復(fù)雜零件的數(shù)量增加,零件編程者不再能有效地計(jì)算所需要的刀具路徑,作為輔助零件編程計(jì)算機(jī)的使用成為了必然。計(jì)算機(jī)能經(jīng)濟(jì)地對(duì)人工不能處理的復(fù)雜零件的刀具中心路徑進(jìn)行編程。計(jì)算機(jī)能快速準(zhǔn)確的完成所需要的數(shù)學(xué)計(jì)算,計(jì)算機(jī)輔助編程消除了經(jīng)常在人工計(jì)算中出現(xiàn)的計(jì)算錯(cuò)誤。由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生穿孔帶所需要的計(jì)算是由保存在其內(nèi)部的編程軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。編程者通過基于英語的系統(tǒng)語言和這個(gè)系統(tǒng)交互。APT語言是最智能和流行的零件編程系統(tǒng),實(shí)際上ATP同時(shí)代表了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(程序)和語言。使用ATP對(duì)零件編程,編程者需要先用類似英語的語言定義零件的幾何外形,然后是刀具中心路徑。定義完零件后,編程者通過寫合適的指令來描述切削刀具遵循的路徑。另外,要給計(jì)算機(jī)需要的公差和參數(shù),例如直徑。計(jì)算機(jī)處理信息和進(jìn)行計(jì)算類似于人工進(jìn)行零件編程的過程,它計(jì)算刀具中心路徑,進(jìn)給量代碼等。計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)文件,它由傳送器程序翻譯成能操作數(shù)控系統(tǒng)的代碼指令。傳送器是每個(gè)MCU/MT結(jié)構(gòu)需要的一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。傳送器產(chǎn)生輸出或是穿孔帶或是能直接應(yīng)用于使用標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備產(chǎn)生穿孔帶的信息。除了ATP系統(tǒng),還有許多由計(jì)算機(jī)公司或機(jī)械刀具制造商開發(fā)的其它編程系統(tǒng),這些系統(tǒng)中的一少部分應(yīng)用于微型機(jī)上,但它們中的大多數(shù)只能在普通意義的大型機(jī)上使用。計(jì)算機(jī)給與準(zhǔn)備穿孔帶的大量幫助依賴于計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)。它們中常用的有COMPACTII,ADAPT,EXAPT,AUTOSPOT,AUTOPROMPT和SPLIT。3-3.2 傳送器計(jì)算機(jī)輔助準(zhǔn)備穿孔帶可以分成兩個(gè)部分:1、 使用一個(gè)普通處理機(jī),例如ATP編程系統(tǒng),它接受編程者的聲明和產(chǎn)生用合適的加工參數(shù)引導(dǎo)刀具的指令,加工參數(shù)如軸速和進(jìn)給量。2、 一個(gè)附加的計(jì)算機(jī)程序,提到的比如傳送器,它接受普通處理機(jī)的輸出作為輸入,產(chǎn)生輸出或是一個(gè)實(shí)際MCU/MT結(jié)構(gòu)的穿孔帶或是能很容易產(chǎn)生穿孔帶的信息。當(dāng)由普通處理機(jī)運(yùn)行一個(gè)計(jì)算,忽略和指定MCU/MT結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息時(shí),傳送器是必要的。傳送器的輸出必須能生成一個(gè)零件,這個(gè)零件要有指定公差,以編程的進(jìn)給量和諸如過切和機(jī)械刀具的幾何約束對(duì)系統(tǒng)帶來的動(dòng)力影響。這就是每種類型MCU/MT結(jié)構(gòu)需要單獨(dú)傳送器的原因。有普通處理機(jī)和傳送器兩個(gè)分離處理器的優(yōu)點(diǎn)是使傳送器適應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)的影響比需要修改計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)影響小,例如APT傳送器的各部分:每個(gè)傳送器包括如圖3-11所示的五個(gè)主要部分:輸入,運(yùn)動(dòng),輔助,輸出和控制。對(duì)每個(gè)部分和它們主要特征的簡(jiǎn)明描述如下。輸入:輸入部分讀入程序系統(tǒng)(如APT)的輸出。讀入可以直接實(shí)現(xiàn)也可以在輸入媒介如打印卡或磁帶的幫助下實(shí)現(xiàn)。輸入部分檢查輸入數(shù)據(jù)的可靠性和打印不可靠信息和隨后進(jìn)程的輔助部分的清單。運(yùn)動(dòng):運(yùn)動(dòng)部分是傳送器的主要部分,它運(yùn)行和刀具運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所有信息。運(yùn)動(dòng)部分包含以幾何和動(dòng)力部分顯示的兩個(gè)功能,對(duì)傳送器的輸入定義了零件處于右手坐標(biāo)系統(tǒng)。此外,還有使用其它坐標(biāo)系統(tǒng)的MCU/MT結(jié)構(gòu),如多軸加工的事例,在這些事例中幾何部分把坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成需要的系統(tǒng)。為了確定保持所需的公差,幾何部分在新的坐標(biāo)系統(tǒng)里檢查零件的外形。在超出公差范圍的事例中,為了保證指定公差沿著路徑產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)點(diǎn)。另外,幾何部分確保給MCU的運(yùn)動(dòng)指令不會(huì)超過工作臺(tái)尺寸。為了保持先前的公差,動(dòng)力部分必須防止過切,未切和與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的其它動(dòng)力影響。這些由修改需要的進(jìn)給量和建立加速和減速的間距來做。輔助:輔助部分比較可利用的具體數(shù)控結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備和各種功能,所需要的功能來自于輸入部分,它決定了每個(gè)功能對(duì)MCU是否可用。事例中的功能可用,就會(huì)傳遞給輸出部分來準(zhǔn)備一個(gè)正確的設(shè)計(jì)輸出。輸出:輸出部分接受來自于運(yùn)動(dòng)和輔助部分的數(shù)據(jù),這個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成能被指定MCU接受的格式。輸出部分產(chǎn)生或是穿孔帶或是能很容易轉(zhuǎn)化成穿孔帶的另一種形式的輸出。另外,它打印出零件程序清單??刂疲嚎刂撇糠之a(chǎn)生傳送的安排時(shí)間,使之適應(yīng)所有部分和允許程序流通。它也控制數(shù)據(jù)流通到外部輸出和接受用于傳送的新數(shù)據(jù)。3-4 APT編程許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是為了數(shù)控編程而發(fā)展的。然而APT系統(tǒng)是最廣泛和最智能一種,APT系統(tǒng)能在許多計(jì)算機(jī)上使用并且被許多數(shù)控系統(tǒng)制造商廣泛使用。APT原型是在1956年由麻省技術(shù)研究院(MIT)的電子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的。隨后,這一系統(tǒng)被由空中工業(yè)協(xié)會(huì)(AIA)創(chuàng)辦的21工業(yè)公司在MIT的幫助下進(jìn)一步發(fā)展了。這些努力的結(jié)果,一個(gè)叫做APTII的系統(tǒng)在1958年被開發(fā),一個(gè)更有效的系統(tǒng)APTIII在1961年開發(fā)成功。技術(shù)研究協(xié)會(huì)的伊利諾斯研究院(IITRI)被公認(rèn)指明了這一程序進(jìn)一步擴(kuò)展方向,它的功能正被進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)前的APT語言有一個(gè)將近300詞的詞匯庫(kù)。3-4.1 簡(jiǎn)介APT程序是一個(gè)計(jì)算機(jī)的長(zhǎng)系列指令,它為生產(chǎn)一個(gè)零件指明了道具必須遵循的路徑。為了把刀具路徑傳給計(jì)算機(jī),必須給計(jì)算機(jī)提供零件表面的幾何描述。APT語言能為編程者做到這些并且指定刀具沿這些表面移動(dòng)的路徑。幾何描述和運(yùn)動(dòng)聲明占了平均程序的70,一個(gè)幾何描述的例子如:PT2=POINT/3,4 PT2是指定x軸坐標(biāo)是3 y軸坐標(biāo)是4的點(diǎn)的符號(hào)。運(yùn)動(dòng)聲明的例子:GOTO/HOLE2 移動(dòng)刀具到一個(gè)叫HOLE2點(diǎn)的x軸和y軸上,這個(gè)點(diǎn)在程序中的其它地方被定義。GOLET/L1,PAST,L2 開始向左運(yùn)動(dòng)然后沿著直線L1直到它經(jīng)過直線L2。 注意PT2, L1和 HOLE2是確定名,確定名是幾何表達(dá),比如點(diǎn),線等但不能是APT字符。除了幾何描述和運(yùn)動(dòng)聲明外還有其它形式的聲名和特性。一個(gè)最常用的聲明就是CLPRNT,CLPRNT是一個(gè)生成已經(jīng)計(jì)算的所有刀具定位坐標(biāo)的打印清單APT系統(tǒng)的指令。在傳送之前,計(jì)算結(jié)果是APT系統(tǒng)的。許多APT聲明被分成重要的和次要的兩部分,它們由斜杠隔開。重要部分出現(xiàn)在斜杠的左側(cè),一般是一個(gè)包含從一個(gè)到六個(gè)字母的詞。次要部分如果需要出現(xiàn)在斜杠的右側(cè),它是重要部分的修飾。例如,在最后一個(gè)聲明中GOLET是重要部分,PAST是一個(gè)修飾。APT語言能定義和加工三尺度(3-D)表面。但這篇文章的內(nèi)容只介紹基本編程,它包括對(duì)加工2-D零件生命的描述。3-4.2 幾何表達(dá)一個(gè)幾何表達(dá)定義了一個(gè)幾何外形或形式,對(duì)每一個(gè)幾何形式都有1到14種不同的方法來定義。APT包含了16種不同的幾何形式的定義,最常用的是POINT,LINE,PLANE,CIRCLE,CYLNDR,ELLIPS,HYPERB和SPHERE。下面是定義前四種形式的幾個(gè)例子。Points 在APT中一個(gè)點(diǎn)可以用10種不同的方法定義;下面給出他們中的三種1、 通過坐標(biāo) POINT /x , y , z 例:PT1= POINT/10.1 , 5 注意:沒有給出z坐標(biāo),就默認(rèn)為02、 通過兩直線的交點(diǎn) POINT /INT OF 線,線例:PT2= POINT/INT OF LIN1,LIN23、通過一個(gè)圓心 POINT /CENTER,圓例:PT3= POINT/ CENTER,C1注意:PT1, PT2 和PT3是確定名,在以后的程序中可以使用。Lines一條直線可以用13種不同的方法表達(dá),下面給出它們中的三種1、通過兩個(gè)點(diǎn) LINE/點(diǎn),點(diǎn)例:L1= LINE/ PT1,PT22、通過一點(diǎn)和相切圓?。▓D3-12) LINE/點(diǎn),LEFT/RIGHT,TANTO,圓例:L1=P1,LEFT,TANTO,CIR1L2=P1,RIGHT,TANTO,CIR13、 同過一點(diǎn)和一個(gè)與另一條直線的角度LINE/點(diǎn),ATANGL,角度,直線例:L1=LINE/P1,ATANGL,40,L2在這個(gè)例子中新定義的直線L1和給定的直線L2之間的夾角是40。角度值常以度數(shù)和度的分?jǐn)?shù)來指定,如果逆時(shí)針從L2到L1測(cè)定角度是正值,如果順時(shí)針就是負(fù)值。因此,在上面的例子中可以用-140代替40。Planes 類似于點(diǎn)和線,一個(gè)面可以用8種不同的方法定義;給出它們中的兩種:1、通過不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn) PLANE/點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)例:PL1=PLANEP1,P2,P33、 通過一個(gè)平行面和兩個(gè)面之間的垂直距離PLANE/PARLEL,面,XLARGE/XSMALL/YLARGE/YSMALL/ZLARGE/ZSMALL,距離例:PL2=PLANE/PARLEL,PL1,ZSMALL,5.1在這個(gè)例子中,面PL2和給出的面PL1平行,并且在Z方向上比PL1低5.1個(gè)單位。假如面不和主平面平行,就要用到兩個(gè)修飾,它們中的任何一個(gè)都可以在聲明中使用。Circles 一個(gè)圓可以用10種不同的方法表達(dá),下面定義了它們中的三種1、 通過圓弧經(jīng)過的三個(gè)點(diǎn)CIRCLE/點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)例:C1= CIRCLE/PN2,(POINT/5.5,7,4.1)PNT12、 通過圓心和圓弧上的一點(diǎn) CIRCLE/CENTER,圓心,點(diǎn)例:C2=CIRCLE/CENTER,(POINT/9,7,3),PT13、通過圓心和半徑 CIRCLE/CENTER,點(diǎn),RADIUS,半徑例:C3=CIRCLE/CENTER,PT1,RADIUS,3CIRCLE/的聲明實(shí)際上是定義了圓柱垂直于XY面的圓。CYLNDR/聲明通常是定義了一個(gè)CIRCLE/聲明不能定義的圓柱面。例3-1 用APT語言編寫圖3-13所示零件的幾何描述SOLUTIONP1=POINT/0.5,0P2=POINT/6.0,3.0P3=POINT/6.0,4.0CR=CIRCLE/CENTER,P3,P2L2=LINE/P1,LEFT,TANTO,CRPL=PLANE/P1,P2,P33-4.3 運(yùn)動(dòng)聲明一旦所需要的零件已經(jīng)進(jìn)行完幾何表達(dá),就需要用運(yùn)動(dòng)聲明來指定刀具運(yùn)動(dòng)。每一個(gè)運(yùn)動(dòng)聲明都會(huì)使到一個(gè)新的位置或是沿著聲明指定的表面運(yùn)動(dòng)。有兩組運(yùn)動(dòng)聲明可以用:點(diǎn)到點(diǎn)和輪廓操作。點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)聲明:有三種運(yùn)動(dòng)聲明來放置刀具到指定的點(diǎn),它們的格式如下:FROM/ symbol for a defined point顯示刀具的最初位置GOTO/ symbol for a defined point 放置刀具到指定的位置GODLTA/*X,*Y,*Z 從當(dāng)前位置以指定的增長(zhǎng)量放置刀具注意:(1)用一個(gè)聲明(POINT/X,Y,Z)或?qū)慩,Y,Z的坐標(biāo)來代替“symbol for a defined point”。(2)FROM提供了一個(gè)運(yùn)動(dòng)開始的最初位置并且在程序中作為運(yùn)動(dòng)聲明的第一個(gè)。操作者對(duì)準(zhǔn)機(jī)床的刀具位置到相關(guān)的編程位置。(3)GOTO/聲明會(huì)使刀具從當(dāng)前的位置沿著路徑到指定的位置,GODLTA/聲明會(huì)從當(dāng)前位置以指定的增長(zhǎng)量移動(dòng)刀具。(4)在鉆孔操作中GOTO/聲明通常把刀具放置在要鉆孔正上方,然后用GODLTA/聲明把刀具下到工作面里,使用另外的GODLTA/聲明撤回刀具,隨后對(duì)每個(gè)孔重復(fù)操作。例3-2 寫一個(gè)鉆孔程序,從設(shè)置點(diǎn)(SETPT)開始孔位于點(diǎn)point(1,1),加工深度0.5inSOLUTIONFROM/SETPTGOTO/1,1,0GODLTA/0,0,-0.5GODLTA/0,0 ,0.5GOTO/SETPT輪廓運(yùn)動(dòng)聲明:在APT編程中,默認(rèn)零件保持靜止刀具運(yùn)動(dòng)。在輪廓中三個(gè)面控制刀具運(yùn)動(dòng):刀具末端在part surface上運(yùn)動(dòng),刀具沿drivr surface滑動(dòng),刀具碰到check surface運(yùn)動(dòng)結(jié)束,如圖3-14所示各面。因此,在刀具沿輪廓面運(yùn)動(dòng)前,它必須被帶到這些面上。這是由最初的運(yùn)動(dòng)聲明實(shí)施的,它的格式如下:GO/刀具修飾,引導(dǎo)面,刀具修飾,零件面,刀具修飾,檢查面三種刀具修飾,如圖3-15所示,可以用:TO ON PAST例:GO/TO,CIRC1,ON,PL1,TO,LIN1一個(gè)GO/聲明的引導(dǎo)面會(huì)是下一個(gè)運(yùn)動(dòng)聲明沿著切削的面,建立零件面是為了隨后的運(yùn)動(dòng)聲明。在一個(gè)零件程序中只出現(xiàn)一次最初的運(yùn)動(dòng)聲明,它把刀具從設(shè)置點(diǎn)帶到工作面,實(shí)際切削是由另一種類型的聲明控制,它以中間運(yùn)動(dòng)聲明表示(intermediate motion statements)在APT中可以使用四種不同的中間輪廓運(yùn)動(dòng)聲明,最長(zhǎng)用的有下面的格式:運(yùn)動(dòng)命令/引導(dǎo)面,刀具修飾,檢查面例:GOLFT/DRS,TO,CKS引導(dǎo)面是切削沿著的面,檢查面定義了刀具運(yùn)動(dòng)的結(jié)束。如圖3-16存在六種不同的運(yùn)動(dòng)命令:GOLFT GORGT GOFWD GOBACK GOUP GODOWN在中間運(yùn)動(dòng)聲明在中,有四種不同類型的刀具修飾,如圖3-15所示,可以用:TO ON PAST TANTO注意:(1)從刀具的視點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)編程。(2) 每個(gè)運(yùn)動(dòng)聲明都依賴于確立運(yùn)動(dòng)方向的優(yōu)先聲明。(3)刀具運(yùn)動(dòng)的檢查面經(jīng)常是下一個(gè)是聲明的引導(dǎo)面。例:3-3 用APT語言寫圖3-17所示加工零件的運(yùn)動(dòng)聲明,零件面叫做PLNSOLUTIONGO/TO,L1,ON,PLN,ON,LLGORGT/L1,TO,L2GORGT/L2,TANTO,C1GOFWD/C1,TANTO,L3GOFWD/L3,PAST,L4GOLFT/L4,PAST,L5GOLFT/L5,PAST,L6GOLFT/L6,PAST,LLGOLFT/LL,PAST,L1GOTO/SP注意GO/TO和GOTO/聲明的不同用法。3-4.4額外的APT聲明幾何表達(dá)和運(yùn)動(dòng)聲明大約占了平均程序的2/3,完成一個(gè)APT程序還需要有其它類型的聲明。傳送器聲明 一個(gè)APT程序的第一個(gè)聲明定義了傳送器被APT使用。這個(gè)聲明的結(jié)構(gòu)如下:MACHIN/傳送器名例:MACHIN/UN1傳送器允許把一個(gè)傳送器的控制聲明翻譯成合適的控制代碼,傳送器的控制聲明例子:COOLNT/ON 開啟冷卻液(m08代碼)SPINDL/ON 開啟主軸(m03代碼)FEDRAT/25 刀具進(jìn)給量是25in/minSPINDL/1250,CCLW 主軸轉(zhuǎn)速是1250rpm,逆時(shí)針方向TOOLNT/3527,6 刀具數(shù)字3527,長(zhǎng)6個(gè)單位END 結(jié)束程序(m02代碼)公差和刀具修飾 所有的輪廓運(yùn)動(dòng)命令都縮減成近似給出曲線的連續(xù)的直線運(yùn)動(dòng)命令;這些直線用不超過指定的公差分割輪廓表面。公差后跟數(shù)學(xué)參數(shù)。例:OUTTOL/.0005 外部公差影響過切;就是直線和曲線的外側(cè)相切,距離輪廓不超過0.0005個(gè)單位。INTOL/.0001 內(nèi)部公差影響未切TOLER/.005 外部和內(nèi)部公差是一樣的刀具修飾是由聲明(CUTTER/后跟的數(shù)學(xué)參數(shù)達(dá)到7位)給出的,第一位是刀具直徑。在APT編程例中使用一個(gè)簡(jiǎn)化的聲明:CUTTER/10.0 表明刀具直徑是10個(gè)單位開始和終止聲明 在APT程序中的第一個(gè)聲明以PARTNO開始,其它的任何信息都在PARTNO后的同一線后,例PARTNO PROGRAMMING EXAMPLEPARTNO聲明表明了零件的名字。在APT程序中的最后一個(gè)聲明是FINI,它定義后面沒有了并終止程序。結(jié)論 在這本書里提到的APT詞匯足夠生成點(diǎn)到點(diǎn)和輪廓系統(tǒng)的2-D零件程序。一個(gè)完整的APT詞匯允許用不同的方法定義同一個(gè)幾何體,這些就方便了零件編程者的工作。下面的例子包含了一個(gè)完整的APT程序,并且進(jìn)一步顯示編程過程。3-4.5 APT編程的一個(gè)例子為了一步步說明編程步驟,把3-2.2所示的人工編程的零件用APT語言編程,零件尺寸如圖3-7。下面的規(guī)則可能對(duì)于零件編程者有用:1、 必須按指定的APT詞準(zhǔn)確拼寫;注意只使用主要字母。2、 一般地,在每?jī)蓚€(gè)詞或數(shù)之間有標(biāo)點(diǎn)記號(hào)(逗點(diǎn),等號(hào)或斜杠)。3、 在聲明的最后沒有標(biāo)點(diǎn)。4、 句號(hào)作為十位數(shù)的點(diǎn)是可以用的,在聲明的最后使用是錯(cuò)誤的。5、 除了少數(shù)的APT詞(比如PARTNO),可以插入或刪除空格;例如使用GO LFT 和GOLFT沒有分別。6、 推薦使用和幾何形狀相聯(lián)系得象征名作為幾何表達(dá)確定名;例如用RITISID作為指定零件右側(cè)輪廓的詞。7、 一個(gè)APT詞不能作為一個(gè)確定名。8、 確定名可以是不超過6個(gè)字母或數(shù)字的任何組成,第一個(gè)字符必須是一個(gè)字母。9、 在任何一個(gè)確定名里可以插入或刪除空格,在同一個(gè)程序里插入或刪除的空格可以不一樣;例LIN2可以在開始使用隨后使用LIN 2。10、 必須定義幾何表達(dá)(形狀)和優(yōu)先給出在一個(gè)聲明中使用的確定名。因此,推薦在運(yùn)動(dòng)聲明前定義零件的幾何外形。11、 運(yùn)動(dòng)指令是從刀具的視點(diǎn)寫的,因此刀具向右或向左運(yùn)動(dòng)就像是編程者“騎”在刀具上引導(dǎo)它沿必須的路徑運(yùn)動(dòng)。12、 使用標(biāo)志$表示在下一個(gè)卡里繼續(xù)使用這個(gè)聲明。13、 一個(gè)推薦的APT程序結(jié)構(gòu)如下:PARTNO 零件名和代號(hào)MACHIN 傳送器名零件幾何的描述和定義加工條件運(yùn)動(dòng)聲明關(guān)閉軸和冷卻液FINI這些一般規(guī)則可以在具體的事例中應(yīng)用,確定名分配給幾何部分如圖3-18所示。刀具運(yùn)動(dòng)方向由人工編程事例布置的指定,完整的零件程序如下:The part programPARTNO PROGRAMMING EXAMPLE 10MACHIN/UN1 20SETPT=POINT/0,30,25 30CNTR=POINT/110,90 40CRCL=CIRCLE/CENTER,CNTR,RADIUS,30 50 LFTSID=LINE/(POINT/80,40),LEFT,TANTO,CRCL 60PTB=POINT/140,40 70BASLIN=LINE/(POINT/80,40),PTB 80PTM=POINT/140,90 90RITSID=LINE/PTB,PTM 100 TOPLIN=LINE/PTM,(POINT/110,120) 110AUXLIN=LINE/(POINT/140,120),RIGHT,TANTO,CRCL 120XYPLN=PLANE/CNTR,PTB,PTM 130PSURF=PLANE/PARLEL,XYPLN,ZSMALL,15 140$ PART DESCRIPTION HAS NOW BEEN COMPLETED CUTTER/20.0 150TOLER/.005 160 SPINDL/1740,CLW 170FEDRAT/2500 180FROM/SETPT 190GO/TO,BASLIN,TO,PSURF,TO,LFTSID 200FEDRAT/500 210GO FWD/BASLIN,PAST,RITSID 220GO LFT/RITSID,PAST,TOPLIN 230GO LFT/TOPLIN,PAST,AUXLIN 240GO LFT/AUXLIN,TANTO,CRCL 250GOFWD/CRCL,TANTO,LFTSID 260GOFWD/LFTSID,PAST,BASLIN 270FEDRAT/2500 280GOTO/SETPT 290STOP 300 FINI 310評(píng)述:10 指定零件名20 說明傳送器名30 SETPT是刀具的起點(diǎn),當(dāng)?shù)毒咴赟ETPT時(shí)放置零件40 這個(gè)點(diǎn)在聲明50中使用50 定義了一個(gè)圓叫CRCL,圓心是CNTR,半徑是30mm60 定義了一條線LFTSID,它經(jīng)過坐標(biāo)是(80,40)的點(diǎn),當(dāng)從這個(gè)點(diǎn)向圓看時(shí)它和圓CRCL的左側(cè)相切70 為隨后的幾何定義定義了一個(gè)點(diǎn)80 定義了經(jīng)過指定點(diǎn)的線BASLIN90 定義了在下一個(gè)聲明中使用的點(diǎn)100 定義了在零件右側(cè)的線RITSID110 定義了一條線TOPLIN120 定義了在剛開始圖形中沒有的新線130 定義了一個(gè)和XY平面重合的面140 定義了一個(gè)隨后作為零件表面的平面PSURF,建立銑削時(shí)要保持的深度。PSURF和XY面平行,并低于它15mm150 使用直徑是20mm的刀具160當(dāng)?shù)毒哐貙?shí)際數(shù)學(xué)表面運(yùn)動(dòng)時(shí),它的末端會(huì)一直在0.005mm內(nèi)170 主軸以1740rpm的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180 需要的進(jìn)給量是2500mm/min,傳送時(shí)加速和減速的距離是自動(dòng)計(jì)算的(保持過切在公差里)190 定義刀具的最初位置200初始運(yùn)動(dòng)聲明移動(dòng)刀具到命名的面,PSURF是零件面,整個(gè)運(yùn)動(dòng)中刀具會(huì)一直在它上面,BASLIN是引導(dǎo)面也是在下一個(gè)運(yùn)動(dòng)聲明中沿著切削的面210 進(jìn)給量減至500mm/min,它是銑削需要的進(jìn)給量220 刀具沿BASLIN運(yùn)動(dòng)到RITSID230 刀具沿線RITSID向左運(yùn)動(dòng)直到TOPLIN240 和230相似250 刀具沿AUXLIN運(yùn)動(dòng)直到它到達(dá)AUXLIN和CRCL相切的點(diǎn)260 類似于250270 類似于220280 類似于180290 刀具運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)離零件的點(diǎn)SETPT300 STOP聲明關(guān)掉機(jī)床和冷卻液310 表明程序結(jié)束3-5其它編程系統(tǒng)除了APT編程系統(tǒng),還有許多其它或多或少使用的系統(tǒng)。一些最出名的如表3-3的概述,下面給出一些廣泛使用系統(tǒng)的簡(jiǎn)要描述。3-5.1 COMPACT II 的描述COMPACT II(computer program for automatically controlling tools)是一個(gè)普通意義的處理機(jī),由制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā),Inc,Ann Arbor,Michigan,a division of Schlumberger,Ltd. COMPACT II通常為車削,銑削,鉆孔,刨削,應(yīng)用加工中心,電火花切割和EDM編寫零件程序。它通常為簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)鉆孔加工和復(fù)雜的三軸,四軸,五軸加工零件編程。COMPACT II操作在交互環(huán)境上在距離遠(yuǎn)的同步計(jì)算機(jī),房間里的小型機(jī),或在房間里主機(jī)的一組環(huán)境。處理機(jī)是獨(dú)立的機(jī)器并用一個(gè)非獨(dú)立機(jī)器的子程序操作,叫做連接,編寫指定的機(jī)械刀具和控制單位。COMPACT II用單一的計(jì)算機(jī)相互作用把它的語言聲明轉(zhuǎn)化成人工數(shù)控代碼。和需要附加傳送來完成穿孔帶代碼的(例APT)語言對(duì)比,連接自動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳送作為每個(gè)聲明是計(jì)算機(jī)處理的。連接縮短了計(jì)算時(shí)間并很方便的迅速發(fā)現(xiàn)可察覺聲明的錯(cuò)誤。表3-3 數(shù)控計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)程序 開發(fā)者 方向ADAPT IBM(U.S Air Force contract) P,3CAUTOSPOT IBM PCINTURN Cincinnati Milacron TCOMPACT II MDSI ,Ann Arbor,Mich P,2.5CEXAPT I T.H.Aachen in Germany PEXAPT II T.H.Aachen in Germany T EXAPT III T.H.Aachen in Germany 3CGENRURN General Electric TMILTURN Metaalinstitut in Netherlands TNEL 2PL Ferranti 2PNEL 2C Ferranti TNEL 2CL Ferranti 2C PROMPT Weber CSPLIT White-Sundstrand Machine Tool 5P,5CUNIAPT United Computing,Carson,Calif P,C注意:C,contouring;P, positioning;T,turning operations;2,3,number of controlled axesCOMPACT II的聲明:在COMPACT II聲明中使用的語言相似英語并接近于機(jī)械工廠術(shù)語。一個(gè)COMPACT II程序包括四種聲明類型:初始化,零件描述,刀具選擇和刀具運(yùn)動(dòng)。初始化聲明具體指定機(jī)械刀具連接,輸入輸出方式和機(jī)械移動(dòng)限制。零件聲明描述通常定義點(diǎn),線,圓和面。自動(dòng)或人工的刀具選擇是由刀具選擇聲明指定的。刀具運(yùn)動(dòng)聲明通常描述進(jìn)給量(CUT)和快速移動(dòng)(MOVE)。過程包括通知使用的加工刀具/控制單元系統(tǒng),通過軟件連接傳遞每個(gè)聲明,把產(chǎn)生結(jié)果的數(shù)據(jù)放在輸出文件里。輸出文件數(shù)據(jù)被打成數(shù)控零件程序穿孔帶,或者數(shù)據(jù)被直接翻譯成CNC控制。在進(jìn)程中,使用者可以和計(jì)算機(jī)一起校正語法錯(cuò)誤,錯(cuò)誤的刀具運(yùn)動(dòng),和超過加工刀具移動(dòng)限制的運(yùn)動(dòng)。沿著刀具輪廓和零件幾何外形,實(shí)際的刀具路徑可以被規(guī)劃。用這種方法,可以生成一個(gè)正確的零件程序并在某一計(jì)算機(jī)部分檢測(cè)。就像在APT里,在COMPACT II中的幾何定義和刀具運(yùn)動(dòng)聲明是由描述要發(fā)生什么的主命令和描述怎么發(fā)生在那里發(fā)生的次命令組成的。描述幾何外形的主命令包括:DPTi定義一個(gè)點(diǎn)并為了以后的使用儲(chǔ)存坐標(biāo);i是點(diǎn)定義的序號(hào)。DCIRi定義一個(gè)圓并為了以后使用儲(chǔ)存它的圓心和半徑;i是圓定義的序號(hào)。描述刀具運(yùn)動(dòng)的主命令包括:MOVE開始快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)到指定位置CUT開始進(jìn)給運(yùn)動(dòng)到指定位置DRL開始在一個(gè)指定位置鉆孔定義一個(gè)點(diǎn)的聲明可以按下書寫:DPT1,10XA,6YA,4ZA在DPT1中一個(gè)點(diǎn)并指定它作為點(diǎn)1,10XA是這個(gè)點(diǎn)X軸的坐標(biāo),從絕對(duì)零點(diǎn)10個(gè)單位;6YA是這個(gè)點(diǎn)Y軸的坐標(biāo),從絕對(duì)零點(diǎn)6;個(gè)單位;4ZA是這個(gè)點(diǎn)Z軸的坐標(biāo),從絕對(duì)零點(diǎn)4個(gè)單位??焖僖苿?dòng)運(yùn)動(dòng)是使用一個(gè)MOVE聲明編程,從當(dāng)前點(diǎn)移動(dòng)刀具到點(diǎn)1,你可以簡(jiǎn)單編程 MOVE,PT1COMPACT II軟件將會(huì)產(chǎn)生加工刀具控制代碼移動(dòng)刀具到點(diǎn)1的坐標(biāo)位置。為了產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)給從點(diǎn)1(刀具當(dāng)前位置)到和相近邊直線1相切的垂直位置,你可以編程 CUT,TOLN1COMPACT II的功能: COMPACT II提供了實(shí)現(xiàn)困難的專門操作加工功能(比如加工凸輪),實(shí)現(xiàn)在圓柱零件上加工,和生成加工字母。COMPACT II也允許為加工一組完整的相似形狀的零件(一組零件)編寫一個(gè)程序。COMPACT II語言的車床特點(diǎn)包括自動(dòng)循環(huán)攻螺紋和車削。FasTurn是COMPACT II清除材料循環(huán)以實(shí)現(xiàn)粗車和在車床上完成操作。使用FasTurn,操作者定義了當(dāng)前未制造工作面的輪廓和已加工零件輪廓的邊界。兩個(gè)輪廓間的封閉工作區(qū)域是要用FasTurn清除的材料(看圖3-19)。完成材料清除的操作是使用一個(gè)單獨(dú)的COMPACT II輸入聲明來完成的。近似的,銑削,刨削加工,電火花和EDM的特點(diǎn)也包括使用COMPACT II簡(jiǎn)化零件編程的循環(huán)模式。3-5.2 附加語言ADAPT APT編程系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是它需要大型計(jì)算機(jī),為了解決這一缺點(diǎn),由IBM在U.S. Air Force 的契約下開發(fā)了ADAPT(APT的改編)編程系統(tǒng)。因?yàn)锳DAPT有一個(gè)柔性系數(shù)結(jié)構(gòu),它適合從小型到中型的計(jì)算機(jī),使用系數(shù)結(jié)構(gòu),我們意味著根據(jù)計(jì)算機(jī)尺寸刪除或插入subroutines。ADAPT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是它是用了APT系統(tǒng)使用的編程語言簡(jiǎn)化版本。通常一個(gè)ADAPT程序可以在一個(gè)APT系統(tǒng)上運(yùn)行,但是,由于APT系統(tǒng)統(tǒng)能非常強(qiáng)大,它一般不能在ADAPT運(yùn)行。ADAPT對(duì)定位編程和簡(jiǎn)單的兩尺度或三尺度輪廓零件是有用的,但它沒有編程一個(gè)多軸輪廓零件的功能。EXAPT 一些編程系統(tǒng)是由歐洲開發(fā)的,最廣泛使用的就是由德國(guó)的亞琛和柏林的技術(shù)研究所開發(fā)的EXAPT(延伸APT的子集)。EXAPT語言和APT是一致的,它可以通過APT使用通用的傳送器。EXAPT具有自動(dòng)選擇切削速度和進(jìn)給量的功能,這一特點(diǎn)擴(kuò)大了計(jì)算需要的記憶空間并且只能在利用大型機(jī)的時(shí)候使用。EXAPT有三種類型:點(diǎn)到點(diǎn)加工的EXAPT I;車削操作的EXAPT II;一個(gè)3-D輪廓編程的EXAPT III。AUTOSPOT AUTOSPOT(定位刀具自動(dòng)系統(tǒng))是由IBM開發(fā)的并于1962年第一次面世。它是可利用的最流行程序中的一種定位任務(wù)例如鉆孔。AUTOSPOT允許用類似英語的輸入字符在三尺度里編程并被許多數(shù)控制造商使用。參考書目:1、Brown, S., C. E. Drayton, and B. Mittman: A Description of the APT Language, Commun. ACM, vol. 6, no. 11, November 1963.2、Childs, J. J.: “Principles of Numerical Control,” Industrial Press, New York, 1965.3、Conaway, J. O., D. Bringman, and R. C. Deane: “Handbook for SLO-SYN Numerical Control,” The Superior Electric Company, Bristol, Connecticut, 1969.4、EIA STANDARD RS-273-A, May 1967; STANDARD RS-274-B, May 1967; revised February 1969.5、ITT Research Institute:“APT Part Programming,”McGraw-Hill Book Company,New York,19676、Kelley, R. S.: The Production Mans Guide to APT-ADAPT, Am. Mach., vol. 97, June22, 1969.7、Leslie, W. H. P.: Numerical Control Progrmming Languages, Proc. PROCLAMAT-Congr., Rome, 1969, North-Holland Publishing Co., Amsterdam,1970.8、McWaters,J. F.:“NC Users Guide to the International Computer Programs,” McGraw-Hill Publishing Company, London, 1968.9、Stute, G.: “EXAPT, Mglichkeiten und Anwendung der automatisierten Programmierung fr NC Maschinen,” Carl Hanser, Munich, 1969.10、Thomas, L. J.: “N/C Handbook,” 3d ed., BENDIX Industrial Controls Division, Detroit, Michigan, January 1971.11、Weil, R.: IFAAPT a Unified System of Modular Design of NC-Languages, IFIP-IFAC-PROCLAMAT-Congr., Rome, 1969. North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1970.
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