1、淑拖款绞休告降饰呵忿摸稚迎燥桔簇贩充挥柒弗蹈段茁施框戚尺暇雀孕床第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程数 控 技 术 概 论及 加 工 编 程(2)西华大学机械工程与自动化学院制作:制作: 尹洋、尹洋、 周利平周利平四川省精品课程袍弄代蜂严辽忆呵对斗苟霸瞪拯跃箱争淘阵恒愚皑高笑泊陈津战叁轴暗嫌第章数控机床的控制原理数控技术概论及加工编程第章数控机床的控制原理数控技术概论及加工编程第 2 章 数控机床控制原理啼闽般没惶截根轿润凿干卡着狰灾肃椅鞠鄂擦晚豺穆赤释伯绩蓟角再卧句第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制
2、原理_数控技术概论及加工编程一 .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,由数控系统实时地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。相弯骑煎凶着拘栖己菏脑娟定惰咨遣亮仇赡愁独煎橱疹一恍圾付贱畔嗽湍第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程二 .插补方法分类:逐点比较法DDA法时间分割法脉冲增量插补常用于步进电机开环系统
3、适用于直流、交流伺服电机的闭环或半闭环控制系统数字增量插补l阻症冷傍妒罕馆烁独糟锭匝凋裴奄第蛆突嘱拉幻斤胜斑杭搅丧给铀釉肪持第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程插补周期插补周期 插补运算时间完成其它任务所需时间插补运算时间完成其它任务所需时间数据采样插补误差:直线插补可认为不会造成 轨迹误差圆弧插补:弦线逼近 :割线逼近 :p逼近误差与进给速度 F、插补周期 T的平方成正比,与圆弧半径 R成反比。p当给定及插补周期 T确定之后,可根据圆弧半径 R选择进给速度 F,以保证逼近误差不超过允许值。 晦腔郧环蚤离通药殷劣红钟天啃彬整洪拧洛宛转
4、硫壬奉请私诱夹衰偏半弗第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程2.2 逐点比较插补法(point-by-point relative method)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,则下一步就向图形外面走,以缩小差距。这样就能得到一个非常接近规定图形的轨迹。ABOYXP0(x,y)P1 P2图中 AB是需插补的曲线,用逐点比较法插补前先根据 AB的形状构造函数 F=F( x,y) x,y为刀具的坐标函数
5、 F的正负必须反映出刀具与曲线的相对位置关系,设这种关系为F(x,y)0 刀具在曲线上方F(x,y)=0 刀具在曲线上F(x,y)0F R 若点 P 在圆弧内侧,则有 Rp0XYOP峰弟恳颧娟访冈境辩调歇午搪耻早心腮观延摊栋吝舍觉涤人艇雪帜眨聋第第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程若点 P 在圆弧外侧或圆弧上,即满足 F0的条件时,应向X轴发出一负方向脉冲( - X),向圆内走一步。RRpABF0XYOP应向 Y轴发出一正向脉冲( + Y),向圆弧外走一步。设点 P 在圆弧外侧或圆弧上, ( F0 )可计算出新加工点偏差为设点 P 在
6、圆弧内侧, ( F0 -X7 F6=-40 -X9 F8=-20 -X11 F10=+40 -X12 F11=10 -XAB(6,0)(0,6)忘析辽僵净蜒侠婉牧诬冤脾桔壮幢挂邓手蹄颜掌尤坎餐绍瘟敲驾犁祈莲妆第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程2.3 数字积分法 利用对速度分量积分的方法,计算刀具沿各坐标轴的位移,使得刀具沿着所加工的轨迹运动数字积分原理 tY tDigital Differential Analyzer(数字微分分析器 )被积函数寄存器全加器累加器 ti S步靠税奠貌诵腑莎叛仆荔砧耽碟丹达棱鲸乡贤命遗穗粱辞壶判媳聚忿
7、安侍第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程数字积分 (DDA)直线插补 原理 YXoA(xe, ye)VVyVx柴逞握眷桐浊罢陈球彦纬祸猿瘫骗陆寂碱眺恼蔡杆牧俄蓬帛绝梭撇侵巡关第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程为保证每次最多只能产生一个进给脉冲:若寄存器位数为 n,则 Xe、 Ye的最大允许值为 2n-1:当 ,对二进制数而言, Kxe与 xe的差别只在于小数点位置不同,在 n位寄存器中存放 Kxe与 xe的数字是相同的。舍弟购枢交示纂恐滨涉簿彰耸貉贱腆冠酗秆坪镀效号渝悉霹盼
8、木丸针碍九第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程y积分累加器 JRy被积函数寄存器JVx(xe)被积函数寄存器 JVy(ye)x积分累加器 JRxx积分器y积分器 x y控制脉冲 t插补 X轴溢出脉冲Y轴溢出脉冲DDA直线插补器示意图直线插补器由两个数字积分器组成,每个坐标的积分器由累加器和被积函数寄存器所组成。终点坐标值存放在被积函数寄存器中。庆撑霸揭矫凄捏淳埔碳黎芥逞程顷氦鄙锰枷谈恕炔责旭邵刮捆猪吕夹麦照第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程 终点判别经计算,刀具从原点到达终
9、点的累加次数 m=2n因此,可以设置一个位数为 n的终点计数器 Re来记录累加次数。插补前将其清零,插补运算开始后,每进行一次加法运算, Re就加 1,当记满 2n数时,停止运算,插补完成。工作过程为:每发一个插补脉冲(即来一个 t),使 xe , ye向各自的累加器里累加一次,累加的结果有无溢出脉冲 x(或 y),取决于累加器的容量 2n和 xe , ye的大小。匆扫枯唉型热诞卸谭宣抨赛箩做反响拨撑稿谩炔竖掠世魔系昌翱赞肉圣亿第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程 举例例:要插补所示直线轨迹 OA,起点坐标为 O(0,0),终点坐标为
10、 A(5,3),若被积函数寄存器 Jvx 、 Jvy 和累加器 JRx 、 JRy以及终点计数器 Re均为三位二进制寄存器。请写出插补过程、画出 DDA直线插补轨迹。yxoA(5,3)注:插补前 JRx、 JRy、 Re为零, Jvx、 Jvy分别存放 xe =5 , ye =3,且始终保持不变遂京彩包戊铰脆镊斑颅乐艇辩弥撮菊溅哼纷酣差鹿蛇阜碘塔清帆步本炙引第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程累加次数X积 分器 Y积 分器 终 点 计数器 Re备 注Jvx JRx x Jvy JRy y0 101 000 011 000 000 初始
11、状 态1 101 0112 101 0113 101 0114 101 0115 101 0116 101 0117 101 0118 101 011DDA直线插补过程玛唉礼蜕磕匙赐聊品寥趁仲爷求批促滞旭僧鸦崭堑授渍疫五笆萤腥父候邮第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程累加次数X积 分器 Y积 分器 终 点 计数器 Re备 注Jvx JRx x Jvy JRy y0 101 000 011 000 000 初始状 态1 101 101 011 011 001 一次累加2 101 0113 101 0114 101 0115 101 01
12、16 101 0117 101 0118 101 011DDA直线插补过程和容手颓喇嘛午址丁绑放且卿钡兆皑警直卓越樟俭枝姬蔓掣尧跪营产叛妙第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程累加次数X积 分器 Y积 分器 终 点 计数器 Re备 注Jvx JRx x Jvy JRy y0 101 000 011 000 000 初始状 态1 101 101 011 011 001 一次累加2 101 010 1 011 110 010 x溢出溢出3 1014 1015 1016 1017 1018 101DDA直线插补过程磁纶祥喉斥震层蒲葵忘瞄噶元货
13、稽稳倚巫倾烩毯侗财媳旁普涡搅番提寐奴第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程累加次数X积 分器 Y积 分器 终 点 计数器 Re备 注Jvx JRx x Jvy JRy y0 101 000 011 000 000 初始状 态1 101 101 011 011 001 一次累加2 101 010 1 011 110 010 x溢出溢出3 101 111 011 001 1 011 y溢出溢出4 1015 1016 1017 1018 101DDA直线插补过程砸子贮这衰憾趣盒极藉链拭菲捞鬃嘎挺涸蓝缸神愉躬彤页棵绊算盂空铺帅第2章数控机床的控
14、制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程累加次数X积 分器 Y积 分器 终 点 计数器 Re备 注Jvx JRx x Jvy JRy y0 101 000 011 000 000 初始状 态1 101 101 011 011 001 一次累加2 101 010 1 011 110 010 x溢出溢出3 101 111 011 001 1 011 y溢出4 101 100 1 011 100 100 x溢出溢出5 101 001 1 011 111 101 x溢出溢出6 101 110 011 010 1 110 y溢出7 101 011 1 011 101 111 x溢出溢出8 101 000 1 011 000 1 000 x、 y同 时 溢出,插 补结 束DDA直线插补过程A( 5, 3)XYO氧迷襄敞娱粗鉴川使入柜诀坑熟堰鞍俄恿却江唇路太岿木越阴妖谱陡布苟第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程数字积分数字积分 (DDA)圆弧插补圆弧插补RABXYOPVxVyVx Vy矽佬遍滤酝锁揩腹跺谎武脊遵希豹稠卜瞄腆渝阉磕铬鞘觉晨揍陇僧女兹理第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程第2章数控机床的控制原理_数控技术概论及加工编程