第二讲 数控机床的控制原理.ppt

终点判别 解：插补运算过程见表 圆弧插补实例分析 * * NUMERICAL CONTROL TECHNOLOGY AND PROGRAMMING 四川省精品课程 第2章 数控机床的控制原理 2.1 概述 一、插补的基本概念 机床数控系统轮廓控制的主要问题，是怎样控制刀具 或工件的运动轨迹。一般情况是已知运动轨迹的起点坐标、 终点坐标、曲线类型和走向，由数控系统实时的算出各个中 间点的坐标。即需要“插入、补充”运动轨迹各个中间点的坐 标，这个过程称为“插补” （Interpolation）。插补结果是 输出运动轨迹的中间点坐标值。 二、插补方法分类 1、基准脉冲插补（脉冲增量插补） 其特点是数控装置在插补结束时向各个运动坐标轴 输出一个基准脉冲序列，驱动各坐标轴进给电机的运动。 每个脉冲使各坐标轴仅产生一个脉冲当量的增量，代表了 刀具或工件的最小位移；脉冲的数量代表了刀具或工件移 动的位移量；脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速 度。 基准脉冲插补 数据采样插补 2、数据采样插补（数字增量插补） 其特点是数控装置产生的不是单个脉冲，而是标准二进制字。 插补程序以一定的插补周期定时运行，在每个周期内根据进给速度计算出各坐标轴在下一插补周期内的位移增量，其基本思想是用直线段来逼近曲线。 时间分割法、二阶近似插补法、角度逼近插补 法等。 用于由交、直流伺服电机驱动的闭环、半闭环数控系统！ 2.2 逐点比较法（直线插补） 基本原理：每走一步都要将加工点的瞬时坐标与规定的 图形轨迹相比较，判断一下偏差，然后决定下一步的走向， 如果加工点走到图形外面去了，那么下一步就往图形里面 走；如加工点在图形里面，则下一步就往图形外面走，这样 就能得到一个非常接近规定图形的轨迹。 Y P1 PO(x,y) O X A B P2 逐点比较法中每进给一步都要完成偏差判别、坐 标进给、偏差计算、终点判别四个工作节拍。 判别偏差函数的正负，以确定刀具相 对于所加工曲线的位置。 偏差判别 坐标进给 偏差计算 终点判别 根据偏差判断结果，确定控制X坐标 （或Y坐标）进给一步，使加工点向规定 图形靠拢，以缩小偏差。 计算进给一步后加工点与要求图形的新偏差，作为下一步偏差判别的依据。 判断刀具是否到达曲线的终点。若到达终点，则 插补工作结束；若未到达，则返回到节拍1继续插补。 分别判断各坐标轴的进给步数。设置∑x和∑y两个减法计 数器，其中分别存入终点坐标值（脉冲当量总数）Xe和Ye。 当X或Y方向进给一步时，就在相应的计数器中减1，直到两 个计数器的数都减为零时，则到达终点，停止插补。 判断插补或进给的总步数。设置一个减法计数器∑，其 中存入X和Y两坐标总进给步数之和，即∑=Xe+Ye。当X或Y 方向进给一步时，均在减法计数器∑中减1，直到减为零 时，则到达终点，停止插补。 E=E-1=1-1=0 F8=F7-Ye=3-3=0 +X F7=30 8 E=E-1=2-1=1≠0 F7=F6+Xe=-2+5=3 +Y F6 =-2 7 E=E-1=3-1=2≠0 F6=F5-Ye=1-3=-2 +X F5=10 6 E=E-1=4-1=3≠0 F5=F4-Ye=4-3=1 +X F4=40 5 E=E-1=5-1=4≠0 F4=F3+Xe=-1+5=4 +Y F3 =-10 4 E=E-1=6-1=5≠0 F3=F2-Ye=2-3=-1 +X F2=20 3 E=E-1=7-1=6≠0 F2=F1+Xe=-3+5=2 +Y F1=-30 2 E=E-1=8-1=7≠0 F1=F0-Ye=0-3=-3 +X F0=0 1 E=8 F0=Y0Xe-X0Ye=0 0 终点 判别 偏差 计算 进给 方向 偏差 判别 脉冲 个数 X O A(5,3） Y 2.2 逐点比较法（逆圆弧插补） E=0 E=1 E=2 E=3 E=4 E=5 E=6 E=7 E=8 E=9 E=10 E=11 E=12 终点 判别 X12=0 Y10=6 F12=F11-2X11+1=0 -X F11=10 12 X11=1 Y10=6 F11=F10-2X10+1=1 -X F10=40 11 X10=2 Y10=6 F10=F9-2X9+1=4 -X F9=90 10 X9=3 Y9=6 F9=F8+2Y8+1=9 +Y F8 =-20 9 X8=3 Y8=5 F8=F7-2X7+1=-2 -X F7=50 8 X7=4 Y7=5 F7=F6+2Y6+1=5 +Y F6 =-40 7 X6=4 Y6=4 F6=F5-2X5+1=-4 -X F5=50 6 X5=5