數(shù)控機(jī)床加工的原理-展示頁(yè)
2025-06-26 16:51本頁(yè)面
【正文】 =YEH？ MOV A，YL CJNE A，YEH，LOOP3A ；YL=YEH？ST MOV P0，0EBH MOV A，00H MOVX R0,A AJMP ST LOOP3A AJMP LOOP3 END ；主程序結(jié)束 ORG 2500H CHFZ： PUSH PSW ；雙字節(jié)乘2子程序 PUSH A PUSH B PUSH C MOV R2，00H SHIO MOV A，R1 MOV B，02H PUSH PSW MUL AB POP PSW ADDC A，R2 MOV R0，A MOV R2，B INC R0 INC R1 DJNZ R7，SHIO POP B POP A POP PSW RET 非圓曲線的加工編程采用等距離逼近法。該程序用MCS51指令編寫，電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)，采用8255并行接口的A、B兩端口進(jìn)行控制。根據(jù)以上算法，每個(gè)象限可設(shè)計(jì)順、逆圓弧兩個(gè)子程序。第一象限的逆圓弧插補(bǔ)算法流程圖如圖25所示。每走一步利用遞推公式計(jì)算出新加工點(diǎn)的Fi,j 值，以決定下一步進(jìn)給方向。開始設(shè)棧指針，8255初始化，A口、B口輸出，清內(nèi)存，送控制電極代碼進(jìn)內(nèi)存確定控制字初值0AH→70H循環(huán)次數(shù) 14→R3各坐標(biāo)值及偏差值送內(nèi)存Xe→28H X→2AH F→2EH Ye→29H Y→2BHF≥0？置控制字為03H置控制字為0CH調(diào)環(huán)分子程序沿+X走一步，調(diào)延時(shí)程序調(diào)環(huán)分子程序沿+Y走一步，調(diào)延時(shí)程序F=FYeX=X+1F=F+XeY=Y+1Y=Ye？結(jié)束終點(diǎn)判別NNY圖23 直線插補(bǔ)流程圖表21 內(nèi)存分配表內(nèi)存單元地址存放內(nèi)容28H終點(diǎn)坐標(biāo)SE值29H終點(diǎn)坐標(biāo)SE值2AH插補(bǔ)值X2BH插補(bǔ)值Y2CH偏差值A(chǔ)70H控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的控制字14H計(jì)數(shù)器直線插補(bǔ)的程序清單如下： ORG 2300H MAIN： MOV SP，60H ；主程序開始 MOV R0，T8255 ；8255初始化 MOV A，80H MOV R0,A LOP4： MOV 28H，0C8H ；Xe MOV 29H，0C8H ；Ye MOV 2AH，00H ；X MOV 2BH，00H ；Y MOV 2EH，00H ；F MOV 70H，0AH LOP3： MOV A，2EH JB ，LOP1 MOV A，70H SETB CLR MOV 70H，A ；OB+X LCALL MOTR ；調(diào)環(huán)行分配器，x方向走一步 LCALL DELAG MOV A，2EH SUBB A，29H ；FYe INC 2AH ；X+1 AJMP LOP2 LOP1： MOV A，70H SETB CLR MOV 70H，A ；OF+Y LCALL MOTR ；Y方向走一步 LCALL DELAY MOV A，2EH ADD A，28H ；F+Xe INC 2BH ；Y+1LOP2： MOV 2EH，A MOV A，28H CJNE A，2AH，LOP3 ；Xe=X？ST： MOV R0，T8255 ；關(guān)8255 MOV A，00H MOVX R0,A LJMP ST 如圖24所示，設(shè)逆圓弧AB在第一象限，原點(diǎn)為圓心O，起點(diǎn)A（Xo，Yo），終點(diǎn)B（Xe，Ye），半徑為R，瞬時(shí)加工點(diǎn)為P（Xi，Yj），令Fi,j=Xi2+Yj2R2 。圖23是直線插補(bǔ)程序的流程圖。下面是第一象限的子程序，其它象限只須加以修改即可。圖22 第一象限直線插補(bǔ)算法流程圖其它三個(gè)象限的直線插補(bǔ)可根據(jù)相同原理得到其插補(bǔ)計(jì)算方法?？偛綌?shù) J=Xe+Ye ,每走一步J減1，當(dāng)J為0時(shí)刀具到達(dá)直線終點(diǎn)，插補(bǔ)結(jié)束。根據(jù)加工點(diǎn)位置的不同有以下三種情況：（1） 如Fi,j= 0, 則點(diǎn)P在直線OA上；（2） 如Fi,j＞0, 則點(diǎn)P在直線OA上方；（3） 如Fi,j＜0, 則點(diǎn)P在直線OA下方；圖21 逐點(diǎn)比較法第一象限直線插補(bǔ)為了逼近直線，規(guī)定Fi,j≥0 時(shí)，刀具向+X方向進(jìn)給一步（一個(gè)脈沖當(dāng)量）；Fi,j＜0 時(shí)，刀具向+Y方向進(jìn)給一步。如圖21所示，設(shè)直線OA為第一象限的直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)為A（Xe,Ye）,P（Xi,Yj）為加工點(diǎn)。插補(bǔ)計(jì)算就是對(duì)數(shù)控系統(tǒng)輸入基本數(shù)據(jù)（如直線的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)，圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)及圓心坐標(biāo)等），運(yùn)用一定的算法計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果向相應(yīng)的坐標(biāo)發(fā)出進(jìn)給指令，對(duì)應(yīng)著每一個(gè)進(jìn)給指令，機(jī)床在相應(yīng)的坐標(biāo)方向上移動(dòng)一定距離，最終將工件加工出所需的輪廓形狀。實(shí)際加工中零件的形狀各式各樣，有由直線、圓弧組成的零件輪廓；也有由諸如自由曲線、曲面、方程曲線和曲面體構(gòu)成的零件輪廓。CNC系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制分為“軌跡控制”和“邏輯控制”。并將該程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)讀出信息，并送入數(shù)字控制裝置。本文通過(guò)對(duì)復(fù)雜零件的工藝設(shè)計(jì)和非圓曲面的刀具軌跡優(yōu)化算法設(shè)計(jì)，編制出復(fù)雜零件的加工程序，并利用此程序?qū)α慵M(jìn)行加工。充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的作用，需要大量的數(shù)控機(jī)床編程和加工人才，尤其是對(duì)復(fù)雜零件的編程及加工，各行業(yè)急需大批這樣高水平人才。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)取得了快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量以年超過(guò)30﹪的速度遞增，數(shù)控機(jī)床的可供品種達(dá)1500余種，2007年產(chǎn)量預(yù)計(jì)10萬(wàn)臺(tái)。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取特別措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。1．2 發(fā)展數(shù)控技術(shù)的目的和重要性數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。自上世紀(jì)50年代第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生以來(lái)，經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)由最初的電子管、晶體管、集成電路到超大規(guī)模集成電路，尤其自20世紀(jì)80年代以來(lái)，數(shù)控裝置廣泛采用32位到64位CPU組成的微處理器，極大地提高了系統(tǒng)的集成度，使體積縮小，機(jī)構(gòu)模塊化；驅(qū)動(dòng)裝置廣泛采用交流伺服、數(shù)字化；CNC系統(tǒng)人工智能化，并有多種通信功能，數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。1．1 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)逐步成為國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展的重大關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的根本動(dòng)力。第一章 引 言制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，它的發(fā)展程度突出反映了一個(gè)國(guó)家、地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和綜合國(guó)力，人民的生活水平和生活質(zhì)量，國(guó)防能力和社會(huì)發(fā)展程度。近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和一些新興工業(yè)化國(guó)家已把發(fā)展制造業(yè)作為一項(xiàng)極其重要的發(fā)展戰(zhàn)略和政策，投入巨大的財(cái)力、人力和物力，進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)的研究。數(shù)控加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分和基礎(chǔ)之一，在數(shù)控機(jī)床上加工非圓曲面和其它復(fù)雜曲面一直是數(shù)控加工的難題，而市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，要求加工周期越來(lái)越短，如何提高這些復(fù)雜零件的加工效率和加工質(zhì)量已成為數(shù)控加工技術(shù)的一個(gè)重要課題。它綜合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、通訊、微電子、自動(dòng)控制、傳感測(cè)試、機(jī)械制造等多門技術(shù)。近年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，目前正朝標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)前進(jìn)。這個(gè)基礎(chǔ)直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到國(guó)家的戰(zhàn)略地位。我國(guó)數(shù)控技術(shù)雖然起步晚，但國(guó)家非常重視。目前全
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