3 数控装置的轨迹控制原理1.ppt

第五章 插补计算原理 第五章 插补计算原理 概述 逐点比较法 数字积分法 数字脉冲乘法器 数据采样插补法 其它插补方法 刀具半径补偿 插补技术是数控系统的核心技术 §5-1 概述 1. 插补的定义 加工直线的程序 §5-1 概述 1. 插补的定义 数据密集化的过程。数控系统根据输入的基本数据（直线起点、终点坐标，圆弧圆心、起点、终点坐标、进给速度等）运用一定的算法，自动的在有限坐标点之间形成一系列的坐标数据，从而自动的对各坐标轴进行脉冲分配，完成整个线段的轨迹分析，以满足加工精度的要求。 §5-1 概述 §5-1 概述 §5-1 概述 §5-1 概述 （二）数据采样插补 数据采样插补又称时间增量插补，这类算法插补结果输出的是标准二进制数。这个二进制数表示工作台的的位移量。(与脉冲增量插补算法相比，数据采样 插补算法的结果不再是单个脉冲，而是位置增量的数字量。) §5-1 概述 2. 分类 插补是数控系统必备功能，NC中由硬件完成，CNC中由软件实现，两者原理相同。 基准脉冲插补（脉冲增量插补） 逐点比较法 数字脉冲乘法器 数字积分法 矢量判别法 比较积分法 数据采样插补（单位时间） §5-2 逐点比较法 应用广泛，能实现平面直线、圆弧、二次曲线插补，精度高。 一、逐点比较法直线插补 1. 基本原理 在刀具按要求轨迹运动加工零件轮廓的过程中，不断比较刀具与被加工零件轮廓之间的相对位置，并根据比较结果决定下一步的进给方向，使刀具向减小误差的方向进给。其算法最大偏差不会超过一个脉冲当量δ。 每进给一步需要四个节拍： 2. 算法分析（第Ⅰ 象限） 偏差判别 坐标进给 终点比较 用Xe+Ye作为计数器，每走一步对计数器进行减1计算，直到计数器为零为止。 3. 运算举例（第Ⅰ 象限） 加工直线OA，终点坐标xe=6, ye=4, 解：插补从直线起点开始，故F0=0； 终点判别：E 存入X、Y坐标方向总步数， 即E＝6＋4=10，E=0时停止插补。 第三象限直线插补 二、逐点比较法圆弧插补 偏差判别 二、逐点比较法圆弧插补 坐标进给 二、逐点比较法圆弧插补 终点比较 用(X0-Xe)+(Ye-Y0 )作为计数器，每走一步对计数器进行减1计算，直到计数器为零为止。 总结 运算举例（第Ⅰ 象限逆圆弧） 例： 起点A（6,0）,终点B（0,6）。逐点比较法进行插补，画出插补轨迹。 解：插补从圆弧起点开始，故F0=0； E 存X、Y方向总步数，E＝6＋6=12，每进给一步减1，E=0时停止插补。 逐点比较法总结 判别：判别刀具当前位置相对于给定轮廓的偏差状况。 进给：根据判断结果，控制相应坐标轴的进给方向。 运算：按偏差计算公式重新计算新位置的偏差值。 比较：若已经插补到终点，结束插补计算，否则重复上述过程。（方框图和流程图见P28） 思考问题： 1. 不同象限的直线、圆弧插补算法相同吗？ 2. 同一象线的逆时针圆弧和顺时针圆弧插补算法一样吗？ 1 插补方法 （1） 基准脉冲 逐点比较 数字积分 （2） 数据采样 直线函数 扩展DDA2 速度控制 （1）恒速控制 （2）加减速控制 （2）直线加减速控制方法 起点 终点 l = ViT (mm/cycle) 5.7 ??进给速度控制原理 数字采样法 进口 出口 加速结束否 ?s’ ?s ? i+1= ? i+ αT 置加速状态标志 清加速状态标志 N Y Y N 进口 出口 减速状态否 Si=S ? ? i