第4章计算机数控系统.pptVIP

3 数据采样（时间分割法）简介 一 产生的背景 时间分割的插补算法把加工一段直线或圆弧的整个时间分为若干个相等的时间间隔（也称插补周期），每经过一个插补周期，就进行一次插补计算，并按给定的F值算出在一个插补周期内的进给量ΔL，然后根据所加工的轨迹与坐标轴的几何关系计算出各轴在一个插补周期内的进给量，即一小段步长数据 ，这就是要CNC系统完成的粗插补。而精插补由闭环或半闭环的伺服系统完成。 二 插补周期的选择 时间分割的插补算法要着重解决如何确定插补周期和如何计算一个插补周期时间内的各轴的增量进给值 如何选择插补周期？ 1）插补周期与插补运算的时间关系： T插插补运算与完成其它实时任务所需之和。 2）插补周期与位置反馈采样周期的关系： T插=n T位 （ n常取1或2 ） 3）插补周期与速度、精度的关系。 eR =R（1-conδ/2 ），con δ/2 用幂级数展开并略去高阶项，注意到ΔL=TF δ=ΔL/R 可以eR=δ2 R/8= （TF）2 /8R 由此可以确定插补周期T。 §4-5 刀具补偿 当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓工件 同一名义尺寸的刀具因磨损、换刀而引起尺寸变化时为了保证加工精度，为了编程方便和不改变已经编制好的零件程序，数控系统要有刀具长度补偿和刀具半径补偿功能，即有：G40、G41、G42、G43、G44、G49数控指令。 一 刀具位置补偿 1 刀具位置补偿计算 当刀具位置发生变化时，就需要刀具位置的补偿。 用1号刀具（标准刀具）刀尖B点作为所有刀具的编程起点。 1号刀从B点运动到A点的增量值如下： UBA=XA-X1 WBA=ZA-Z1 刀具补偿的建立 当用2号刀（非标准刀具）加工时，刀尖在C点，要想用A、B两点坐标实现C 到A，显然要考虑B点与C点差值，用这个差值修正B 到A位移量就可实现实现C 到A，这一过程叫刀具补偿建立过程。刀具补偿量用B点相对于C点坐标差表示，记为I补、K补。 当用2号刀具加工，其位移： UCA=XA-X1+I补 WCA=ZA-Z1+ K补 I补、K补可用拨吗开关或键盘输入。 刀具补偿的取消 当用2号刀具加工完毕从点A点返回，就要取消刀补。（使 2号刀具刀尖到达原来的C点） 其位移过程为: UAC= X1-XA-I补=-(XA-X1+I补) WAC=Z1-ZA-K补=-(ZA-Z1+ K补) 该过程与建立过程相反，即补偿一个相反的刀补，称为取消刀补。 二 . 刀具半径补偿 1）刀具半径补偿的作用 轮廓铣削中，由于刀具总有一定半径，刀具中心的运动轨迹与零件轮廓不一致，因此数控系统需要进行刀具中心轨迹计算，使刀具沿零件轮廓自动偏移一个半径值，这一功能就是刀具半径补偿功能。（如图示） 2） B刀具半径补偿 进行刀具半径补偿时，数控系统需要进行两方面的工作：根据加工轮廓偏移r值；尖角过渡处理。 B刀具半径补偿只能计算出直线或圆弧终点的刀具中心坐标，程序段之间的轮廓转接以圆弧方式进行，没有考虑转接的各种实际情况，称为B刀补 。 刀具半径补偿计算矢量处理 在刀具半径补偿计算中，为了交点的计算方便，将所有输入都当作矢量对待。直线轨迹的起点到终点本身就是一个矢量；圆弧视作三条矢量组成；刀具补偿矢量为垂直于零件轮廓，方向指向刀心的矢量，大小为刀具半径。 转接矢量 编程轨迹的交点指向刀具中心轨迹的交点矢量 。 直线B的刀补计算 A (X, Y) A‘(X‘,Y‘) α X‘=X+ΔX Y‘=Y+ΔY 圆弧B的刀补计算 A‘(X‘,Y‘) A (X, Y) X‘=X+ΔX Y‘=Y+ΔY ΔX=rcosα=r X/R ΔY=rsinα=r Y/R X=X+r X/R Y=Y+ r Y/R 3. C刀具半径补偿方法 B刀具半径补偿只根据本程序段进行刀具半径补偿计算，不能很好解决程序段轨迹之间的过渡问题。 C刀具补偿技术的关键在于如何实现组成零件轮廓的各轨迹间拐角的过渡。它的计算是根据零件尺寸和刀具半径计算出刀具中心轨迹，求出前后两条刀具中心轨迹的交点或过渡轨迹。 （1）C刀补设计思想 B刀补缺陷的原因；单段读、单段算、单段走 C刀补要考虑下一段加工轨迹的影响，就要设 四个寄存器：工作寄存器存放在加工的程序段信息；刀补寄存器存放下一段要加工的；缓冲寄存器存放下一段要加工的信息。要执行的结果存入输出寄存器。 （2） 自动过渡转接方式 C刀补偿的主要特点就是采用直线过渡。 不同的转接类型： 直线到直线、直线到圆弧、圆弧到圆弧，圆弧到直线转接根据两段程序轨迹矢量夹角和刀具补偿方向的不同分为三种。即伸长型，缩短型，插入型。如