第5章1.pptVIP

第5章数控机床的控制原理 5.1 概述 5.2 逐点比较法 5.3 数字积分法 5.4 直线函数法 5.5 扩展数字积分法 5.6 曲面直接插补（SDI） 5.7 刀具半径补偿 5.1 概述 5.1.1 插补的基本概念 为什么数控机床能加工出曲线？ 怎样把单个的坐标运动组合成理想曲线呢？ 这就是插补所要解决的问题！ 插补是一种运算程序，经过运算，判断出每一步 怎样进给误差更小？应同时向一个、还是几个坐 标轴进给？进多少？…… 插补运算的速度→进给速度→加工精度 插补运算的速度的稳定性→进给速度的均匀性→工件表面质量 插补算法的精度→加工误差的大小→加工精度 5.1.2 插补方法的分类 插补器： 数控装置中完成插补运算工作的装置或程 序。 硬件插补器 按插补器结构分类： 软件插补器 软硬件结合插补器 1．基准脉冲插补 脉冲增量插补（行程标量插补）：插补算法是以脉冲形式输出，每次插补结束仅向各运动坐标轴输出一个控制脉冲，各坐标仅移动一个脉冲当量或行程的增量。 特点： 数控装置在插补结束时向各个运动坐标轴输出一个基准脉冲序列，驱动各坐标轴进给电动机的运动。 每个脉冲代表了刀具或工件的最小位移， 脉冲的数量代表了刀具或工件移动的位移量， 脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速度。 插补速度与进给速度密切相关, 因而进给速度指标难以提高. 当脉冲当量为10μm时，采用该插补算法所能获得最高进给速度是3-4 m/min。 脉冲增量插补的实现方法较简单，通常仅用加法和移位运算方法就可完成插补。因此它比较容易用硬件来实现，而且，用硬件实现这类运算的速度很快的。但是也有用软件来完成这类算法的。 着重解决两个问题： 1. 如何选择插补周期T？ 2. 如何计算在一个插补周期内各坐标轴的增量值△x或△y ？ 插补周期T＞插补运算时间Tcpu，为什么？ 因为除完成插补运算外，还要执行显示、监控、位置采样及控制等实时任务。 插补T与采样周期T 可相同或不同，一般： 插补T＝采样T 的整数倍 5.2 逐点比较法 5.2.1 逐点比较法直线插补 （1）偏差函数构造 设在X—Y平面的第一象限有一加工直线，如图5-3所示，起点为坐标原点O，终点坐标为E（xe，ye），则 直线插补的终点判别可采用三种方法。 判断插补或进给的总步数：； 分别判断各坐标轴的进给步数； 仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。 1）判断插补或进给的总步数 设置一个终点减法计数器，存入各坐标轴插补或进给的总步数，在插补过程中每进给一步，就从总步数中减去1，直至计数器中的存数被减为零，表示到达终点； 2) 分别判断各坐标轴的进给步数 各坐标轴分别设置一个进给步数的减法计数器，当某一坐标方向有进给时，就从其相应的计数器中减去1，直至各计数器中的存数均被减为零，表示到达终点； 3) 仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数 设置一个终点减法计数器，存入进给步数最多的坐标轴的进给步数，在插补过程中每当该坐标轴方向有进给时，就从计数器中减去1，直至计数器中的存数被减为零，表示到达终点。 例5-1 设加工第一象限直线，起点为坐标原点O（0，0），终点为A（6,4），试用逐点比较法对其进行插补，并画出插补轨迹。 其他象限直线插补的方法? 1）分别处理法 分别建立其他三个象限偏差函数计算公式。脉冲进给方向由实际象限决定。 2）坐标变换法（常用） 经坐标变换，按第一象限偏差函数计算公式计算；进给脉冲方向则由实际象限决定。 象限问题 均沿y方向步进，无论+y，-y，|y|增大， I，II走+y，III，IV走－y（随ye的＋，－）。 5.2.2? 逐点比较法圆弧插补 设圆弧AB的圆心O（0，0），半径R，加工点坐标为 P（xi，yj），则圆弧插补偏差判别函数为： 若Fi,j≥0， 若Fi,j ＜ 0 ， 例5-3 设加工第一象限逆圆弧AB，起点A（6, 0），终点B（0,6）。试用逐点比较法对其进行插补并画出插补轨迹图。 插补从圆弧的起点开始，故F0，0=0； 终点判别寄存器E存入X和Y两个坐标方向的总步数， 即E＝6＋6=12， 设加工第一象限顺圆弧AB，起点A（0, 6），终点B（6, 0）。试用逐点比较