活塞中凸变椭圆数控加工技术

　　(1)活塞中凸变椭圆的数据编辑和插补编译程序

　　活塞中凸变椭圆立体型面可以用一组空间的离散点来定义，这些点在空间由三个坐标所确定，分别是X.Z.θ，这三个坐标在加工时分别代表X,Z向导轨的进给值和主轴的转位。三维坐标的原点就是X.Z向的加工起始点和主轴的零位点，主轴的零位点在控制系统内可以通过主轴编码器和电子开关来确定。

　　用户如何编辑中凸变椭圆程序一般分解为三部分。

　　第一部分是活塞横向截面的椭圆程序。如图2所示，可参照椭圆收缩量△公式:

　　式中:刀为修正椭圆的修正系数，由活塞设计者给出。

　　用户可以根据实际需求参照公式输入相应的参数，通过软件自动地进行编译。部分特殊截面形状不符合上述公式，用户可以在不同的α处输入不同的△值，α的间隔一般按1°插补编译即可，中间插补可以按直线或圆弧处理。

　　第二部分是活塞的纵向型线。如图2所示，一般情况，型线在设计完成经过发动机的台架试验后根据实验结果进行修改，很难给出一个比较准确的统一的函数曲线，设计者给出的是间隔高度上的收缩量△。用户可以直接按要求输入间隔高度上的收缩量即可，然后通过软件按照高次曲线或样条曲线逼近来进行插补编译，插补精度根据型线精度确定，一般0.1 mm的间隔即可满足要求。

　　第三部分是插补截面间的函数关系。一般变化椭圆的椭圆度都是按照线性变化的，这样用户只要输入一个变化系数即可。如果不是线性变化，用户则需要输入较多的截面，每截面之间用近似线性来处理。软件通过这些变化系数来插补形成所有截面的数据。

　　通过上述三部分用户数据的输入，中凸椭圆的数据处理程序便可生成一个数据表描述的活塞数学立体模型。这些数据可以存储在计算机的专用区域，为了适应计算机的处理速度，在加工时调入计算机的专用内存供适时存取。

　　(2)中凸变椭圆机构的伺服控制程序

　　伺服控制程序的主要功能是从已生成的专用数据区读取相应的数据，井根据反馈回来的数据进行综合运算，最后生成当前应该发送出的信号值。该值通过D/A转换控制功放回路来控制电动机的转动或直线位移，这个软件模块与硬件电路关联非常强。

2 数控系统的硬件构成

　　前面已叙述了活塞中凸变椭圆车床控制系统的两种方式，全面集成或者椭圆加工系统独立式。不论那种系统，数控控制的原理是相同的，一部分是车床总控系统(图4)，还有一部分是椭圆控制系统(图5)，可以通过原理图来设计每一部分的具体硬件，从而实现系统的组装。