金属切削机床 (2).ppt

三、数控技术的发展第95页，共151页，星期日，2025年，2月5日三、数控技术的发展数控技术的发展趋势：1）向高速度、高精度方向发展2）向柔性化、功能集成化方向发展3）向智能化方向发展4）向高可靠性方向发展5）向网络化方向发展6）向标准化方向发展7）向驱动并联化方向发展第96页，共151页，星期日，2025年，2月5日三、数控技术的发展自动对刀直线电机自动测量第97页，共151页，星期日，2025年，2月5日三、数控技术的发展第98页，共151页，星期日，2025年，2月5日三、数控技术的发展第99页，共151页，星期日，2025年，2月5日四、机床数控装置的插补原理1.插补的基本概念数控系统根据零件轮廓线型的有限信息，计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。插补有二层意思：一是用小线段逼近产生基本线型（如直线、圆弧等）；二是用基本线型拟和其它轮廓曲线。插补原理也叫轨迹控制原理。下面以基本线型直线、圆弧生成为例，论述插补原理。第100页，共151页，星期日，2025年，2月5日2.插补方法的分类1）基准脉冲插补每次插补结束仅向各运动坐标轴输出一个控制脉冲，各坐标仅产生一个脉冲当量或行程的增量。基准脉冲插补的方法很多，如逐点比较法、数字积分法等。2）数据采样插补采用时间分割思想，根据编程的进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段（又称轮廓步长）进行数据密化，以此来逼近轮廓曲线。驱动装置按伺服检测采样周期采集实际位移，并反馈给插补器与指令比较，有误差运动，误差为零停止，从而完成闭环控制。数据采样插补方法有：直线函数法、扩展DDA、二阶递归算法等。第101页，共151页，星期日，2025年，2月5日3.逐点比较法早期数控机床广泛采用的方法，又称代数法、醉步伐，适用于开环系统。原理：每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，而每走一步都要通过偏差函数计算，判断偏差点的瞬时坐标同规定加工轨迹之间的偏差，然后决定下一步的进给方向。每个插补循环由偏差判别、进给、偏差函数计算和终点判别四个步骤组成。逐点比较法可以实现直线插补、圆弧插补及其它曲线插补。特点：运算直观，插补误差不大于一个脉冲当量，脉冲输出均匀，调节方便。第102页，共151页，星期日，2025年，2月5日1）直线插补（1）偏差函数构造对于第一象限直线OA上任一点(X,Y):Y/X=Ye/Xe若刀具加工点为Pi（Xi，Yi），则该点的偏差函数Fi可表示为若Fi=0，表示加工点位于直线上；若Fi0，表示加工点位于直线上方；若Fi0，表示加工点位于直线下方。（2）偏差函数的递推计算采用偏差函数的递推式（迭代式）既由前一点计算后一点YXF0F0Pi(Xi,Yi)Ae(Xe,Ye)O第103页，共151页，星期日，2025年，2月5日Fi=YiXe-XiYe若Fi=0，规定向+X方向走一步Xi+1=Xi+1Fi+1=XeYi–Ye(Xi+1)=Fi-Ye若Fi0，规定+Y方向走一步，则有Yi+1=Yi+1Fi+1=Xe(Yi+1)-YeXi=Fi+Xe（3）终点判别直线插补的终点判别可采用三种方法。1）判断插补或进给的总步数：；2）分别判断各坐标轴的进给步数；3）仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。第104页，共151页，星期日，2025年，2月5日举例对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0。终点判别是判断进给总步数N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。OA98754321610YX第105页，共151页，星期日，2025年，2月5日举例对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0。终点判别是判断进给总步数N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。步数判别坐标进给偏差计算终点判别0??F0=0∑=101F=0+XF1=F0-ye=0-4=-4∑=10-1=92F0+YF2=F1+xe=-4+6=2∑=9-1=83F0+XF3=F2-ye=2-4=-