数控插补原理.pptVIP

第四节 数据采样插补 4.1概述 1.数据采样插补的基本原理 粗插补：采用时间分割思想，根据进给速度F和插补周期T，将廓型曲线分割成一段段的轮廓步长L,L=FT(一个插补采样周期的轮廓步长)，然后计算出每个插补周期的坐标增量。 精插补：根据位置反馈采样周期的大小，由伺服系统完成。 2.插补周期和检测采样周期 插补周期大于插补运算时间与完成其它实时任务时间之和 ，现代数控系统一般为2~4ms，有的已达到零点几毫秒。插补周期应是位置反馈检测采样周期 的整数倍。 3.插补精度分析 直线插补时，轮廓步长与被加工直线重合，没有插补误差。 圆弧插补时，轮廓步长作为弦线或割线对圆弧进行逼近，存在半径误差。 3.3.2 数据采样法直线插补 1.插补计算过程 （1）插补准备 主要是计算轮廓步长及其相应的坐标增量。 （2）插补计算 实时计算出各插补周期中的插补点（动点）坐标值。 2.实用的插补算法(原则：算法简单、计算速度快、插补误差小、精度高) （1）直接函数法 插补准备： 插补计算： （2）进给速率数法（扩展DDA法） 插补准备:步长系数 插补计算： （3）方向余弦法 插补准备： 插补计算： （4）一次计算法 插补准备： 插补计算： 3.3.3 数据采样法圆弧插补 1.直线函数法（弦线法） 上式中， 和 都是未知数，难以用简单方法求解，采用近似计算，用 和 来取代， 则 一. 刀具半径补偿的基本概念 1. 什么是刀具半径补偿(Tool Radius Compensation[offset]) 根据按零件轮廓 编制的程序和预先设 定的偏置参数，数控 装置能实时自动生成 刀具中心轨迹的功能 称为刀具半径补偿功 能。 . 刀具半径补偿功能的主要用途 实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。可避免在加工中由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原因)而重新编程的麻烦。 刀具半径误差补偿，由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。 减少粗、精加工程序编制的工作量。由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，均要为精加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。 . 刀具半径补偿的常用方法： B刀补： R2 法，比例法，该法对加工轮廓的连接都是以圆弧进行的。如图示， 在外轮廓尖角加工时，由于轮廓尖角处，始终处于切削状态，尖角的加工工艺性差。 在内轮廓尖角加工时，由于C”点不易求得(受计算能力的限制)编程人员必须在零件轮廓中插入一个半径大于刀具半径的园弧，这样才能避免产生过切。 这种刀补方法，无法满足实际应用中的许多要求。因此现在用得较少，而用得较多的是C刀补。 C刀补 采用直线作为轮廓间的过渡 特点： 尖角工艺性好 可实现过切自动预报(在内轮廓加工时) ，从而避免产生过切。 . 刀具半径补偿的工作原理 . 刀具半径补偿的工作过程 刀补建立 刀补进行 刀补撤销。 . C刀补的转接形式和过渡方式 转接形式 根据前后两编程轨迹的不同，刀具中心轨迹的不同连接方法。在一般的CNC装置中，均有圆弧和直线插补两种功能。对由这两种线形组成的编程轨迹有以下四种转接形式 过渡方式 对应两编程轨迹间，刀具中心轨迹过渡连接形式 矢量夹角α：指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角α 根据两段程序轨迹的矢量夹角α和刀补方向的不同，过渡方式有以下几种： 缩短型：矢量夹角α≥180o 刀具中心轨迹短于编程轨迹的过渡方式。 伸长型：矢量夹角90o≤α＜180o 刀具中心轨迹长于编程轨迹的过渡方式。 插入型：矢量夹角α＜90o 在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线的过渡方式。 . 刀具中心轨迹的转接形式和过渡方式列表 刀具半径补偿功能在实施过程中，各种转接形式和过渡方式的情况，如下面两表所示。表中实线表示编程轨迹；虚线表示刀具中心轨迹；α为矢量夹角；r为刀具半径；箭头为走刀方向。表中是以右刀补（G42）为例进行说明的，左刀补（G41）的情况于右刀补相似，就不再重复。 刀具半径补偿的建立和撤消 刀具半径补偿的进行过程 . 刀具半径补偿的实例 读入OA，判断出是刀补建立，继续读下一段。 读入AB，因为∠OAB＜90o，且又是右刀补（G42），由表可知，此时段间转接的过渡形式是插入型。则计算出a、b、c的坐标值，并输出直线段oa、ab、bc，供插补程序运行。 读入BC，因为∠ABC＜90o，同理，由表可知，段间转接的过渡形式是插入型