3 数控装置轨迹控制原理1课件.ppt
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第五章 插补计算原理;第五章 插补计算原理;§5-1 概述;§5-1 概述;§5-1 概述;§5-1 概述; 插补工作可由硬件逻辑电路或执行软件程序来完成,在CNC系统中,插补工作一般由软件完成,软件插补结构简单、灵活易变、可靠性好。
目前普遍应用的两类插补方法为基准脉冲插补和数据采样插补。
(一)基准脉冲插补
基准脉冲插补又称脉冲增量插补,这类插补算法是以脉冲形式输出,每插补运算一次,最多向每一坐标轴输出一个进给脉冲。 这个进给脉冲先被转变成电机的转角,然后被转换成工作台的位移——脉冲当量。; (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。);插补方案;2.采用多个CPU的分布式处理方案
模块化:将数控系统的全部功能划分为几个子功能模块,各配置一个独立的CPU来完成其相应功能。
通过系统软件来协调各CPU的工作。
输入/输出;轮廓插补及进给速度控制;坐标轴伺服;程序编辑和CRT
;3.采用单台高性能微型计算机方案
处理速度可达2GHz
;§5-1 概述;§5-2 逐点比较法;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;四象限直线偏差符号和进给方向;开始;二、逐点比较法圆弧插补;
坐标进给;
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;
第一象限顺圆弧CD:即Fi≥0时,走-Y轴,
动点的偏差函数为
Fi0时,走+X轴沿正向进给,新动点的偏差函数为 ; 例 现欲加工第一象限顺圆弧AB,如图所示,起点A(0,4),终点B(4,0),试用逐点比较法进行插补。
? ;顺圆弧插补过程; 如果插补计算都用坐标的绝对值,将进给方向另做处理,四个象限插补公式可以统一起来,当对第一象限顺圆插补时,将X轴正向进给改为X轴负向进给,则走出的是第二象限逆圆,若将X轴沿负向、Y轴沿正向进给,则走出的是第三象限顺圆。
如图所示,用SR1、SR2、SR3、SR4分别表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的顺时针圆弧,用NR1、NR2、NR3、NR4分别表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的逆时针圆弧,四个象限圆弧的进给方向表示在图3-12中。 ;四个象限圆弧进给方向; 四个象限圆弧插补软件流程图;C;进给;逐点比较法的框图:
输出脉冲X
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