[发明专利]利用宏程序数控加工叶轮的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种利用宏程序在四轴数控铣机床加工叶轮的方法。

背景技术

随着工业技术的飞速发展，产品形状越来越复杂，精度要求越来越高，产品更新换代越来越快，传统的设备已不能适应新要求。现在制造业中已广泛地应用了数控车床、 数控铣床、 加工中心机床、 数控磨床等数控机床。这些先进设备的加工过程都需要由程序来控制，需要由拥有高技能的人来操作。要发挥数控机床的高精度、高效 率和高柔性，就要求操作人员具有优秀的编程能力。常用的编程方法有手工编程和计算机编程。计算机编程的应用已非常广泛。与手工编程比较，在复杂曲面和型腔零件编程时效率高、质量好。因此，许多人认为手工编程已不再重要，特别是比较难的宏程序编程也不再需要。只须了解一些基本的编程规则就可以了。这样的想法并不能全面。因为，计算机编程也有许多不足：

1、程序数据量大，传输费时。

2、修改或调整刀具补偿需要重新后置输出。

3、打刀或其他原因造成的断点时，很难及时复位。

手工编程是基础能力是数控机床操作编程人员必须掌握的一种编程方法。手工编程能力是计算机编程的基础，是刀具轨迹设计，轨迹修改，以及进行后置处理设计的依据。在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理使程序具有特殊功能，这种有变量的程序叫宏程序。宏程序是数控系统厂家面向客户提供的的二次开发工具，是数控机床编程的最高级手工方式。合理有效的利用这个工具将极大地提升机床的加工能力。在平时的工作中，常常用宏程序来解决生产中的难题。非圆曲面可以用方程曲面描述其零件轮廓的曲面的。如抛物线、椭圆、双曲线、渐开线、摆线等。这种曲线可以用先求节点，再用线段或圆弧逼近的方式。以足够的轮廓精度加工出零件。选取的节点数目越多，轮廓的精度越高。然而节点的增多，用普通手工编程则计算量就会增加的非常大，数控程序也非常大，程序复杂也容易出错，不易调试。即使用计算机辅助编程，其数据传输量也非常大。而且调整尺寸补偿也很不方便。如应用普通方式编程是非常困难的，即使编出来也是语句庞大，检查修改也非常麻烦。使用宏程序的计算语句和循环控制语句就可以解决这些问题。由于铣削曲面需要计算整个曲面上若干个轮廓素线的若干节点。计算量大，宏程序非常复杂。编制铣削曲面宏程序确实非常难。

叶轮类零件的加工通常需要用到五轴机床加工，并需用编程软件生成加工程序，其加工程序往往体积庞大，修改繁琐。且传统四轴FANUC机床手工编程是主程序结合子程序的方式，其需要单独编写大量子程序，在主程序中调用子程序实行循环，其主程序和子程序会形成若干单独程序，程序查找、修改十分不便。

发明内容

本发明的目是针对现有技术存在的问题，提供一种宏程序调试准备时间短，程序简洁高效，程序查找修改方便，能够提高叶轮零件加工效率和零件表面光洁度，利用宏程序数控加工叶轮的方法，

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：一种利用宏程序数控加工叶轮的方法，其特征在于包括如下步骤：

在建立数学模型和循环体中，建立叶轮加工回转轴A与直线运动轴X之间的运动轨迹函数式A=[X*[360/叶轮导程]]；在宏程序编制中，设#1=18，#1为加工深度Z方向赋值；#2=6，#2为加工深度最低点；叶轮加工深度与加工角度之间的程序嵌套，分别由加工深度条件判断语句WHILE[#1GE#2]DO1，以及叶片加工角度循环判断语句WHILE[#4LE360]DO2组成；采用G91相对值指令G1G91X#6A[#6*[360/#7]]F500，进行联动加工；将#4=#4+60, #1=#1-2，作为角度增量与吃刀深度递减语句，以END1,END2 作为程序循环结束；加工刀具采用锥度平底立铣刀，用铣刀锥度加工面进行曲面的拟合铣削加工；将锥度平底立铣置于叶轮回转轴心，根据典型四轴机床VMC700结构带A轴旋转工作台的特点，将叶轮零件固定于四轴机床的回转轴A轴中心，并将机床Y向和Z向的加工原点设置在A轴回转中心，保持加工中Y向处于回转轴心位置不变，加工刀具沿叶轮轴线旋转，走刀方向沿回转轴线进行，多轴联动完成叶轮的曲面加工。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。