数控系统加工控制原理.pptVIP

3.1 数控装置的工作过程 ? 3.1?? 数控装置的工作过程 3.2??插补原理 3.2.2 逐点比较法 加工图3-2所示圆弧AB，如果刀具在起始点A，假设让刀具先从A点沿－Y方向走一步，刀具处在圆内1点。为使刀具逼近圆弧，同时又向终点移动，需沿＋X方向走一步，刀具到达2点，仍位于圆弧内，需再沿＋X方向走一步，到达圆弧外3点，然后再沿－Y方向走一步，如此继续移动，走到终点。 例3-1 加工第一象限直线OE，如图3-6所示，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。 ? 图3-7 第三象限直线插补 3.4??进给速度控制原理 (3-50) (3-51) 加工如图3-43外部轮廓零件ABCD时，由AB直线段开始，接着加工直线段BC，根据给出的两个程序段，按B刀补处理后可求出相应的刀心轨迹A1B1和B2C1。 图3-43 B刀补示例 可见，B刀补采用了读一段，算一段，再走一段的控制方法，这样，无法预计到由于刀具半径所造成的下一段加工轨迹对本程序段加工轨迹的影响。为解决下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响，在计算本程序段轨迹后，提前将下一段程序读入，然后根据它们之间转接的具体情况，再对本段的轨迹作适当修正，得到本段正确加工轨迹，这就是C功能刀具补偿。 事实上，加工完第一个程序段，刀具中心落在B1点上，而第二个程序段的起点为B2，两个程序段之间出现了断点，只有刀具中心走一个从B1至B2的附加程序，即在两个间断点之间增加一个半径为刀具半径的过渡圆弧B1B2，才能正确加工出整个零件轮廓。 3. C功能刀具半径补偿 图3-44为CNC系统中采用C刀补方法的原理框图，CNC装置内部又增设了一个刀补缓冲区CS。当系统启动后，第一个程序段先被读入BS，在BS中算得第一段刀具中心轨迹，被送到CS中暂存后，又将第二个程序段读入BS，算出第二个程序段的刀具中心轨迹。接着对第一、第二两段刀具中心轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果，再对第一段刀具中心轨迹进行修正。 输出寄存区 OS 工作寄存区 AS 刀补缓冲区 CS 缓冲寄存区 BS 图3-44 C刀补方法原理图 C功能刀补更为完善，这种方法能根据相邻轮廓段的信息自动处理两个程序段刀具中心轨迹的转换，并自动在转接点处插入过渡圆弧或直线从而避免刀具干涉和断点情况。 采样是指由时间上连续信号取出不连续信号，对时间上连续的信号进行采样，就是通过一个采样开关K（这个开关K每隔一定的周期TC闭合一次）后，在采样开关的输出端形成一连串的脉冲信号。这种把时间上连续的信号转变成时间上离散的脉冲系列的过程称为采样过程，周期TC叫采样周期。 计算机定时对坐标的实际位置进行采样，采样数据与指令位置进行比较，得出位置误差用来控制电动机，使实际位置跟随指令位置。对于给定的某个数控系统，插补周期T和采样周期TC是固定的，通常T≥TC，一般要求T是TC的整数倍。 对于直线插补，不会造成轨迹误差。在圆弧插补中，会带来轨迹误差 如图3-29所示，用弦线逼近圆弧，其最大径向误差er为 (3-26) 式中 R—被插补圆弧半径（mm）； —角步距，在一个插补周期内逼近弦所对应的圆心角。 将式(3-26)中的 用幂级数展开，得 (3-27) (3-26) 图3-29 可见，圆弧插补过程中，用弦线逼近圆弧时，插补误差er与程编进给速度F的平方、插补周期T的平方成正比，与圆弧半径R成反比。 (3-28) (3-29) (3-30) 将(3-29)代入式（3-27）,得 用轮廓步长代替弦长，有 设T为插补周期，F为进给速度，则轮廓步长为 若已计算出轮廓步长，从而求得本次插补周期内各坐标轴进给量为 (3-31) 3.2.5 直线函数法 1. 直线插补 设要加工图3-30所示直线OE，起点在坐标原点O，终点为E（），直线与X轴夹角为，则有 图3-30 2. 圆弧插补 圆弧插补，需先根据指令中的进给速度F，计算出轮廓步长l，再进行插补计算。以弦线逼近圆弧，就是以轮廓步长为圆弧上相邻两个插补点之间的弦长，由前一个插补点的坐标和轮廓步长，计算后一插补点，实质上是求后一插补点到前一插补点两个坐标轴的进给量ΔX, ΔY。如图3-30所示，A(Xi,Yi)为当前点，B(Xi+1,Yi+1）为插补后到达的点，图中AB弦正是圆弧插补时在一个插补周期的步长l，需计算x轴和y轴的进给量ΔX=Xi+1-Xi ， ΔY=Yi+1-Yi 。AP是A点的切线，M是弦的中点，OM⊥AB，ME ⊥AG，E为AG的中点。