第五章数控装置的轨迹控制案例.ppt

第五章 数控装置的轨迹控制原理;第五章 数控装置的轨迹控制原理;第五章 数控装置的轨迹控制原理;第一节 概述;（二）数据采样插补/时间标量插补/数字增量插补 基本原理：这类算法插补结果输出的是标准二进制数。 一般分为粗、精插补两步完成。 粗插补：根据插补周期T和程编进给速度F，把轮廓曲线分割为一系列微小直线段ΔL=FT。 精插补：然后将这些微小直线段再做“数据点的密化”，即做直线的脉冲增量插补。 应用：多用于直线和交流伺服电机驱动的闭环、半闭环数控系统中。; 脉冲增量插补包括： 逐点比较法（代数运算法或醉步法） 原理：数控装置在控制刀具移动过程中，不断比较刀具与给定轮廓的误差，由误差值决定刀具下一步运动方向，使刀具向误差减小的方向移动，且只有一个方向移动。 特点：运算直观、插补误差小于一个δ，(进给脉冲跟随插补频率)，输出脉冲均匀且速度变化小，调节方便。 应用：适于两坐标联动的机床。 数字积分法（数字微分分析法DDA） 原理： 特点：运算速度快，脉冲分配均匀，但(溢出脉冲频率与被积函数值大小有关)速度调节不便，插补精度需一定措施才能满足。应用：应用广泛，易于实现多坐标联动。 比较积分法;一、逐点比较法插补原理 ;1. 直线插补 （1）偏差计算 第一象限直线OE，起点O为坐标 原点，直线的终点坐标E(Xe，Ye)， 直线方程为： P（X，Y）为动点坐标，与直线 的位置关系有三种情况： 动点在直线上方 动点在直线上 动点在直线下方 ;（1） 若P1点在直线上方，则 XeY－XYe0 （2） 若P点在直线上，则 XeY－XYe＝0 （3）若P2点在直线下方，则 XeY－XYe0 因此，可以构造偏差函数为 ; F＝0时，表示动点在OE上，如点P，可向＋X向进给，也可向＋Y向进给。 F0时，表示动点在OE上方，如点P1，应向＋X向进给。 F0时，表示动点在OE下方，如点P2，应向＋Y向进给。 这里规定动点在直线上时，可归入F0的情况一同考虑。 将F的运算采用递推算法予以简化， 动点Pi(Xi，Yi)的Fi值为; 若Fi≥0，表明Pi(Xi，Yi)点在OE直线上方或在直线上，应沿＋X走一步，新点坐标值为Xi+1=Xi+1，Yi+1=Yi , ; (2) 进给 第一象限直线偏差判别函数与进给方向的关系为：; (4) 直线插补软件流程; 例5-1： 加工第一象限直线OE，起点为坐标原点，终点坐标为E（4，3）。试用逐点比较法对该段直线进行插补，并画出插补轨迹。 ; 表5-1 直线插补运算过程 ;2. 圆弧插补 偏差计算 设圆弧圆心在坐标原点，已知圆弧起点A（Xs，Ys），终点B（Xe，Ye）。设圆上任意一点为（x，y），则下式成立：; 若动点沿-x方向走一步后，则：;（3）终点判别 圆弧插补终点判别与直线插补终点判别方法同。;（4）圆弧插补软件流程图; 例3-2 现欲加工第一象限逆圆弧AB，如图所示，起点A（5，0），终点B（0，5），试用逐点比较法进行插补。; 圆弧插补过程：;3.象限处理与坐标变换 （1）直线插补的象限处理 对于第二象限的直线，x的进给方向与第一象限不同，在偏差计算中只要将xe、ye取绝对值，代入第一象限的插补公式即可插补运算。第三、第四象限也是一样。所以不同象限的直线插补共用一套公式，所不同的是进给方向不同。 四个象限各轴插补运动方向如下图所示：;图5-8 四象限直线偏差符号和进给方向;图5-9 四个象限圆弧进给方向; 圆弧插补计算过程：;（3）圆弧自动过象限 圆弧过象限，即圆弧的起点和终点不在同一象限内。若坐标采用绝对值进行插补运算，应先进行过象限判断，当X＝0或Y＝0时过象限。需将圆弧分成两段圆弧，到X＝0时，进行处理，对应调用插补程