数控线切割机床加工程序过滤转换器的研究

2021-06-021
数控线切割机床加工程序过滤转换器的研究郭艳玲赵万生宋博岩王刚(东北林业大学哈尔滨工业大学)阐明了加工程序过滤转换器的具体实现方法,指出使用加工程序过滤转换器符合现代数控系统开放性的要求。

我国生产的线切割控制系统已逐步采用ISO代码即G代码,但还有相当一部分用户习惯使用3B代码。为了满足用户的不同要求,我们在新研制的线切割自动编程/加工一体化系统中,采用程序过滤转换器的方法,实现了这两种代码间的双向转换。该系统既能分别接受这两种代码,也能接受这两种代码混合的数控程序,使编程变得简单、方便。

1程序过滤转换器的工作原理本系统内核处理的是ISO代码。在自动编程部分,根据用户需要,可将图形直接生成的**形式的ISO代码通过过滤转换器转化为3B格式,再经后置处理,生成不同机床的加工程序。

对于一种机床来说,程序仿真和加工部分只针对一种ISO代码,这使程序检查、译码及后续处理简单。

如果加工程序以3B格式出现,则通过过滤转换器转换为ISO代码。

线切割加工三维形状工件时,零件的描述形式有两种:一种是直接用X Y UV表示,如用G01X 100 Y100 U50 V 50表示母线的终点在下表面为点( 100,100) ,上表面为点( 50, 50)另一种是上下编程轨迹分别用二维编程表示,再用冒号连接,上述的程序可以表描述二维表面。

过滤转换器不仅能实现G代码和3B代码的双向过滤,还能实现两种三维零件描述形式的G代码间的过滤转换。

2程序过滤转换器的实现本系统默认生成和执行的数控代码是冒号格式G代码。所以过滤转换器应实现从冒号格式向X Y UV格式和3B格式的转化,及实现从XYUV格式和3B格式向冒号格式的逆向转化。

2 1 XYUV格式与冒号格式之间的过滤(1)将X Y UV格式过滤成冒号格式X YUV格式只能表示直线,所以过滤成的冒号格式代码也只能是G01.把X YUV格式程序当作源文件,另定义一目的文件。过滤转换器只将UV滤出并转换,其它代码前的G01X 100 Y100直接读入到目的文件,在U或V**次出现的位置之前加上: G01 ,然后将U改写成X , V改写成Y, U、V后面的数字照写到目的文件中。

其它代码如T代码、M代码等通过过滤照写。

只有一点要特别注意,即初始点设定G92后的代表数字),这会使上表面每次加工都从(0, 0)点开始。因为如果不设定G92,系统的默认设置的起点是 ,才使程序保持不变。

(2)将冒号格式过滤转换成X YUV格式如果只是G01,处理方法很简单,是上述处理的逆过程。即将冒号后的X、Y变成U、V ,将: G01去掉。

如果冒号格式中,上下编程轨迹面有一个或两个是G02或G03时,需先将圆弧根据编程精度变为直线段后,再进行过滤转化。其它代码通过过滤照写。

2 2 3B格式与ISO格式之间的过滤转换3B格式能表示二维直线和圆弧,故对应的ISO代码是二维的,也就是代码中没有U、V ,也没有冒号及冒号后面的代码。

设计与研究黑龙江省自然科学基金资助项目( E9802)制造技术与机床B2B1B100000GX L2表示第象限直线,起点为两个B后的数字为X、Y方向坐标值的比例。与坐标轴重合的直线可以直接写成B40000BB40000GX L1,起点为( 30, 40) ,按X方向计数,计数长度为60的圆弧。规则是取终点坐标中绝对值较小的方向为计数方向,如果计数长度较长,跨越两个象限或两个象限以上,计数长度为计数方向上各象限投影绝对值的累加。

进行过滤转换时,首先应将三个B后面的数值取出,存入b1、b2、b3三个变量中,等待处理。根据后面令,及计数方向GX和G Y ,对b1、b2、b3进行处理,变成对应的G代码格式。

变量进行处理的过程。圆弧的处理要复杂得多,以NR1为例, NR1指的是圆弧起点在第象限,但根据计数方向和计数长度的不同,终点可能在第、、、象限或跨越了三个象限后又回到了第象限。以GX计数时有这五种情况,以G Y计数时也有五种情况,所以顺圆和逆圆加起来共有80种情况。根据每一种情况计算出圆弧的终点,作为G02或G03后的X、Y坐标值,由于b1和b2是圆弧起点相对于圆心的坐标绝对值,根据起点所在象限,很容易求出G代码要求的圆心相对于起点的坐标。写出过滤后的G代码。

进行代码转换时,首先应判断圆弧终点所在象限。

为此,先求出圆弧半径R = ( b1 1/ 2,并定义一象限判别函数P,对于NR1, P = b3 b1.无论终点在哪个象限,由于NR1起点不变,所以圆心相对于起点坐标不变。

b1 0,终点坐标为包括终点在Y正向坐标轴上,终点坐标同式(2)。

R,包括终点在X负向坐标轴上,终点坐标为数符合关系3 R P 2R,包括终点在Y负向坐标轴上,终点坐标同式(3)。

b32 b33,判别函数符合关系4R P 3R,包括终点在X正向坐标轴上,终点坐标为同理可推导出其余75种情况下的终点坐标和圆心相对于起点的坐标。

有一点需要注意,就是3B代码的直线都是采用的相对坐标,而上述圆弧终点却是绝对坐标,所以应转换成统一的坐标形式。

(2)将ISO格式过滤成3B格式直线的过滤转化是取出X、Y后,根据两者符号判断终点所在象限,再根据两者大小判断计数方向,写入到目的文件中。

圆弧的过滤转化先根据I、J确定圆弧起点,再根据X、Y、I、J的值确定圆弧终点计算出计数长度。计数方向根据圆弧终点绝对坐标的绝对值大小判定。

3结束语数控程序过滤转换器的使用,符合现代数控系统的开放性质,使数控系统功能更强,应用面更广,而且不改变自动编程、加工仿真及加工控制模块。不论哪种程序,都通过过滤转换器检查,符合要求的代码则通过,否则拣出转换。

1刘晋春等特种加工北京:机械工业出版社, 1998 2冯北京:人民邮电出版社,3范俊广数控机床及其应用北京:机械工业出版社, 1995**作者:郭艳玲,哈尔滨工业大学特种加工及机电控制研究所博士研究生,东北林业大学机电学院副(编辑徐洁兰)设计与研究制造技术与机床

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