第三章 插补原理及控制方法汇总.ppt

插补原理及控制方法 * 为什么要变象限？ * Fi,j 0 ，ΔX ，Xi+1=Xi+1 Fi+1,j = Fi,j – Ye 当 Fi,j 0时，X轴向目标进给一步（I、IV象限+ΔX , II、III象限-ΔX ）, 其坐标值加一。 o x y Fi,j 0 Fi,j 0 Fi,j 0 Fi,j 0 小结 Fi,j 0 ， ΔY， Yj+1=Yj+1 Fi,j +1 = Fi,j +Xe 当Fi,j 0时，y轴向目标进给一步（I、II象限+ΔY, III、IV象限 -ΔY ）, 其坐标值加一。 * 程序流程 结束 Fi,j 0 N I或II ? II或III ? + ΔY - ΔY + ΔX - ΔX Xi+1=Xi+1 Fi+1,j = Fi,j - Ye Yj+1=Yj+1 Fi,j +1 = Fi,j +Xe 终点？ G01 Y Y Y N N N * 作 业 试推导逐点比较法直线插补第三象限直线的递推公式，并画出插补过程程序流程图。 注意：1、正确设定偏差函数 2、进给运动后的坐标增量均为数值增加。 * 二、逐点比较法圆弧插补—第一象限 设要加工第 I 象线逆圆弧AE, M为某一时刻加工点，其坐标为（xi , y j） 当( R m R ) ，M点在圆外 当( R m R ) M点在圆内 当( R m = R ) M点在圆上 o x y A M (Xi,Yj) E R Rm * 由勾股定理得： R m2 = Xi2 + Yj2 比较R m与R 只需比较R2m与R2的大小 令偏差函数： Fi ，j = R2m- R2 = Xi2+Yj2 - R2 o x y A M (Xi,Yj) E R Rm * 当M点在圆外时， (F 0) -ΔX Xi+1= Xi - 1 当M点在圆内时, (F 0) +ΔY Yj+1= Yj + 1 当M点在圆上时, (F= 0) -ΔX Xi+1= Xi - 1 o x y A M (Xi,Yj) E R Rm 第三章　　插补原理及控制方法 * 第三章 一、插补的基本概念 机床数字控制的核心问题，就是如何控制刀具或工件的运动。 对于平面曲线的运动轨迹需要两个运动坐标协调的运动，对于空间曲线或立体曲面则要求三个以上运动坐标产生协调的运动，才能走出其轨迹。 在计算机数字控制机床中，各种轮廓加工都是通过插补计算实现的。 插补计算的任务就是对轮廓线的起点到终点之间再密集地计算出有限个坐标点，刀具沿着这些坐标点移动，来逼近理论轮廓，以保证切削过程中每一点的精度和表面质量。 插补的实质是根据有限的信息完成 “数据密化” 的工作，即数控装置依据编程时的有限数据，按照一定方法产生基本线型 (直线、圆弧等) ，并以此为基础完成所需要轮廓轨迹的拟合工作。 无论是普通数控(硬件数控NC)系统，还是计算机数控(CNC)系统，都必须有完成“插补”功能的部分，能完成插补工作的装置叫插补器。 NC系统中插补器由数字电路组成，称为硬件插补；而在CNC系统中，插补器功能由软件来实现，称为软件插补。 二、插补器的基本要求 插补是数控系统的主要功能，它直接影响数控机床加工的质量和效率。因此，对插补器的基本要求是： 1．插补所需的原始数据较少； 2．有较高的插补精度，插补结果没有累计误差，局部偏差不能超过允许的误差(一般应保证小于规定的分辨率)； 3．沿进给路线，进给速度恒定且符合加工要求； 4．硬件线路简单可靠，软件插补算法简捷，计算速度快。 三、插补方法的分类 大多数数控机床的数控装置都具有直线插补器和圆弧插补器。 根据插补所采用的原理和计算方法的不同，可有许多插补方法。 目前应用的插补方法分为两类 基准脉冲插补 数据采样插补 (一)基准脉冲插补 基准脉冲插补又称为行程标量插补或脉冲增量插补。 基本思想是采用折线来逼近曲线(包括直线)。 这种插补算法的特点是每次插补结束，数控装置向每个运动坐标输出基准脉冲序列，每个脉冲代表了最小位移，这个最小位移称为脉冲当量。 脉冲序列的频率代表了坐标运动速度，而脉冲的数量表示移动量。 基准脉冲插补的实现方法较简单(只有加法和移位)，容易用硬件实现。而且，硬件电路本身完成一些简单运算的速度很快。目前也可以用软件完成这类算法。 它仅适用于一些中等精度或中等速度要求的计算机数控系统，即常用于步进电机控制系