2009年6月22日 星期一

學了捨不得用嗎?談基礎數學與刀具路徑


用了上回提到的"頭G"法

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=33306&prev=33561&next=32912&l=f&fid=8

我們的銑刀已經從下圖的黑色圓圈 "滾"到藍色圓圈處,而且所走的路徑為最短、沒有突然的加速

此法可在不提高進給速度下:縮短加工時間、降低刀具磨耗、減少材料浪費...

至於G碼該怎麼寫,要看工件的外廓交角是多少、刀具尺寸是多少

移動前後的刀具圓心連線是三角形的斜邊

此三角形與 "工件斜邊與附近任意兩平行於X、Y軸的直線,所圍的三角型為相似三角形"

於是刀具"漂移"前後所產生的X、Y軸變量即可求得,配合G02碼便能順暢的漂移...

以上是前情提要

===========================================================

然後咧,這次我們走到座標1.(-60.42, -28.06),開始走原弧到座標2.處

中間有一個準備加工的孔,座標(-56.25, -32.5),座標2應該是多少?

而且這工件的斜邊上下的角度並不同,我們該在哪裡出彎、降檔、踩油門呢?


卡住了?那應該是被工件上眾多的數據、或是我的文字誤導了!

其實這也是國小數學有提到的:如何在任意兩點間做出垂直平分線

國中數學有再次提到座標求法,兩點座標加起來除以二便是中點,於是我們可以推算座標2的值

以下是完成品


下圖的黑色輪廓是工件的外形,紅圈是銑刀

工件兩端圓圈外徑5mm、銑刀外徑4mm、中間瘦的地方寬度是2mm

已知工件左側圓心座標:(11.5, 0),問銑刀走至紅圈處的圓心座標是多少?


想一下...

1.工件半徑是2.5、銑刀半徑2,加起來的4.5是平面上三角形的斜邊

2.銑刀半徑是2、工件中央部寬度是2,2+(2/2)=3,這就是三角形的高

於是根據畢氏定理,這直角三角形的底就出來了,然後銑刀座標也就知道了

以下是成果


過去一直是二維加工加上深度

這次有轉換座標平面,做出XZ平面的圓弧


這又是KYOSHO 4RUNNER的零件,繼上回CCVT後又一樁

http://tw.myblog.yahoo.com/looka330/article?mid=33680&prev=33766&next=33645&l=f&fid=8


我...我突然不怎麼喜歡這車了,累屬...


說了這麼多也是白搭,因為現在畫好3D圖丟給kam去生成刀具路徑就好啦!


現今的加工型態由早期的傳統加工轉變數控加工,做為中間橋樑的G碼逐漸沒落

將加工的內容過程拍攝分享技術的傳承,呈現出機械加工的微妙樂趣。

汪老師對不起,不要告我啊...

這段話是我從汪老師的部落格竄改過來的

16 則留言:

  1. 唉...女人變心就是這個樣子,做我的東東要是也這麼有心就好了
    [版主回覆06/23/2009 13:48:51]誰叫你對我不理不睬的...

    ㄟ威,你的東西我也很用心ㄟ,那個算數更不好算,兩個圓圓揪在一起真八嘎~

    回覆刪除
  2. 不過就2個連續彎道,不是嗎...彎道情人
    [版主回覆06/23/2009 13:52:31]問題是車比彎道寬就很機車...

    回覆刪除
  3. 好~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~你用這種解說,我就完全懂啦....
    [版主回覆06/23/2009 13:56:22]缸內直噴系統?大王銷原理?

    你真的是藝術家嗎?

    回覆刪除
  4. 座標 數學 數據圖文並用分析解說...
    機械傳統也是傳承 樂趣在於互動
    電腦的科技 縮短彼此間的距離也帶動速度...
    鼻要累屬吼...
    喝杯咖啡 看看自己的精心成品~讚啦!

    [版主回覆06/23/2009 13:58:06]這個東西正擺在桌上喔,雖然不夠重、不能當文鎮

    但是邊畫圖邊抬頭看看便暑氣全消

    是不是吼?橘小貓~

    回覆刪除
  5. 應該是學過不會用吧...不然你去問問你們學校數學系的大頭們看看~
    [版主回覆06/23/2009 14:00:14]他們會說這些太淺不屑用...

    只有艱深的數學定理與證明對他們來說才是數學

    學通了之後很會用啊,用在傳承數學這件事

    我是阿里不達的傢伙,他們不會想理我的問題啦

    回覆刪除
  6. 我聽說數學還可以用來證明愛情哩...別打我!!
    [版主回覆06/23/2009 14:03:02]這...

    我果然太淺,你證給我看

    回覆刪除
  7. 我一直都覺得數學是很玄ㄉ東西...
    雖然以前ㄉ數學成績都不錯 可是沒摸過它ㄉ實體 不知可用在哪
    不知學以致用...
    [版主回覆06/23/2009 20:50:31]ㄚ我是成績一向不好,真不公平

    回覆刪除
  8. 我只有學mastercam ,數學原理倒沒有深入嘹解,反正就是試刀,干涉就換路徑,應該要來探討一下才對.....
    [版主回覆06/24/2009 10:07:40]老大您真厲害

    mastercam 我不會、也沒用過ㄟ


    回覆刪除
  9. 看到圖一..想到拿來丟我那些寵物的頭......那些寵物考試考得的很爛..真是污辱我的名聲.....
    我只是隨便說說而已
    [版主回覆06/24/2009 10:06:39]妳真好ㄟ,我以前的老師都把隨便說說轉換為實際行動...

    我也污辱了好多老師...

    回覆刪除
  10. 能秀一下您的cnc機台嗎,並介紹一下
    [版主回覆06/24/2009 10:05:31]啊,超小型的小雞雞,難登大雅之堂啦

    X、Y軸行程只有45X16公分...

    回覆刪除
  11. 因為現在畫好3D圖丟給「kam」去生成刀具路徑就好啦!→CAM?
    老大好厲害呀....進步的真是神速
    哪像我現在畢業了..機器都看不到碰不到了
    最多就接個案子畫畫CAD圖,賺個幾百塊
    沒有操作機會,實在是很怕技能退化。
     
    哀...
    [版主回覆06/24/2009 09:59:11]阿...對吼~

    大概是我都用kcam,所以自動如此寫錯

    我進步龜速啦,一直在原地踏步

    管他哪一種CAD,我通通都不會

    管他哪一種cam,我只用過kcam的"GOTO"指令跟G碼編輯窗...

    回覆刪除
  12. 這...我不得不說~特許魯卡可以使用
    不過咧~您也真是厲害阿
    [版主回覆06/24/2009 23:09:31]老師謝謝您哩

    您可能不知道自己的影響力有多大,真的受惠的人太多

    所以還來不及知道的,我總是想廣告一下^^

    回覆刪除
  13. 總覺的學生時代學的數學,不知到什麼時候會用上,不好好學,
    看吧!這篇就看不懂了吧!
    魯大
    是不是寫了G碼就不用畫三低圖了?(不了解什麼是G碼)
    是這個意思嗎?(想多了解cnc的門外漢)


    [版主回覆06/25/2009 21:15:21]G碼其實很簡單

    像G00就是要機器以最高進給速度快速移動到另一個座標

    G01就是要機器慢速直線進給(速度可用F值來調)

    G02、03是畫圓或畫弧

    ...

    G17、18、19是切換平面...

    平常我就用這幾個

    直接寫G碼就不用畫3D圖,但要算出各點座標就要碰數學

    不碰數學可以畫3D圖,請cam轉碼、生成刀具路徑

    但如果用自製刀具、或是刀具路徑不對(外廓?挖槽?),還是得修改G碼...

    回覆刪除
  14. 回到第一題... 如果入彎和出彎的路徑平行或不是平行的時候,2的座標會一樣嗎?
    [版主回覆06/26/2009 15:50:10]嘿!您有發現~

    這是我偷懶的方式,平行與不平行當然不同!

    可以先求出平行的座標2,然後用正、餘弦乘上刀具半徑,算出該進退多少

    或是直接用出彎的地方,其法線上,刀具半徑處取該點座標

    在這邊因為我用的刀子半徑只有1mm、有沒有平行差異相當小便沒有做區分

    今天工作物蠻大,就不能這樣搞

    不過今天的工作物我就不用這樣慢慢算

    直接把每個區塊的垂直座標標定,然後該旋轉的就成以旋轉矩陣、該平移的就平移

    下次不敢把偷懶方法寫上來了

    回覆刪除
  15. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年9月5日 上午8:30

    ㄟ,有點怪怪的咩。
    如果我沒記錯的話,G00應該是直線高速空跑(還是可以F調速),G02跟G03都是畫圓,兩者只差一個順時一個逆時,要畫弧或是圓,由後面的IJQKUV這幾個參數決定(看用到幾軸)。
    車床我是大外行,但是大部分機台控制器,只要先設刀具路徑,然後在偏補正+轉角減速(多重進刀)後,就可以自動解決了。一開始如果以G42當G40在跑才會需要去處理這個問題,如果先令G42模式+補正值+間隙+減速補償設定,這樣其實機台內部程式運算就會閃過這個問題(也就是你只要給路徑各block座標就好)。
    [版主回覆09/06/2009 00:00:19]G00是快速進給到某某座標(應該是無法調F值)

    G02是順時針畫圓、03是逆時針

    雖然補正指令很好用,但我在操作時都沒有用(不習慣?不喜歡?其實我也搞不懂)

    或許是擔心一些補正指令無法允許的干涉或什麼、又懶得去檢查...

    所以都把刀具半徑直接考慮下去做計算,所以我記載G碼的記事本上,都會標明該次加工用多大的刀具...

    蠻笨、蠻土的我知道,不過我一心期待進階到3D與MasterCAM前,能把需要的數學摸熟練,盡量不靠方便的輔助

    算是對自己的磨練與期許吧

    回覆刪除
  16. 最愛柊鏡~~ (小豬)2009年9月5日 上午9:38

    狠強了~~~
    妳已經把自己當控制器在用了,一般控制器上的基本指令你都用手工去處理,這真的非常不簡單,這得要對加工非常了解才行。
    如果你在繼續深造下去,真的不可限量。
    [版主回覆09/06/2009 13:03:07]不過好累哦~

    如果工件再更複雜,這控制器會當機的...

    等這一步踩穩,我再試著往上爬吼~

    回覆刪除