[工学]电气控制技术第五章.pptVIP

5.3 轨迹插补原理 一．插补的基本概念 数控系统的核心问题，如何控制刀具的运动。 通常在零件程序中提供的参数： 直线：起点、终点坐标 圆弧：起点、终点坐标，圆弧走向、圆弧半径； 插补：数控系统实时地算出从起点到终点的各中间点坐标，“插入、补上”运动轨迹的各中间点的坐标。 二．逐点比较插补法 基本思想： 　每走一步和规定轨迹计较，由比较结果决定下步的移动，方向总是逼近给定轨迹，每次只在一个方向上进给。 既可以作直线插补／圆弧插补。 运算直观、插补误差小于一个脉冲当量。 每进给一步都要经过四步： 1）偏差判别：判别当前加工点位置与给定轮廓的偏离，决定刀具的前进方向； 2）坐标进给：刀每进一步，向轮廓靠近； 3）偏差计算：每进一步计算新点的偏差； 4）终点判别：判别加工点是否到达轮廓线的终点，到则停，否则继续。 （一）直线插补 若动点A就在直线OE上，据直线方程应满足　　 ，即 　　 ； 若动点A位于直线OE的上方，则有βα， ，即 　　 ； 若动点A位于直线OE的下方，则有βα， ，即 　　 ； 判别函数： 2．进给方向 F不为零，加工点不在直线上，有偏差。对第一象限的直线插补作规定： 1）当F=0，X轴正方向走一步； 2）当F0，Y轴正方向走一步； 3．偏差计算 4．终点判别 (总步长法) 若+X方向进给一步: 若+Y方向进给一步: 例5-1 欲加工第一象限直线OE，起点坐标为原点，终点坐标为Xe=5，Ye=3，试进行插补计算并画出轨迹图。 …… …… （二）圆弧插补 1．偏差计算公式 一般以圆心为原点，给出圆弧的起点和终点坐标。 动点坐标(Xi，Yi)，若位于圆弧上，则成立 选择判别函数： F0，动点在圆弧外； F=0，动点在圆弧上； F0，动点在圆弧内； 2．进给方向 第一象限逆圆的圆弧插补规定 １）F=0，动点在圆上或圆外，—X方向进给一步； ２）F0，动点在圆内，+Y方向进一步； 3．终点判别 　终点判别采用与直线插补相同的方法 4．插补计算过程 例5-2 设AB为第一象限逆圆弧，起点坐标A(4，3)，终点B(0，5)用逐点比较法进行插补计算并画出轨迹图。 解： 开始时，刀具位于圆弧上，故F0=0，终点判别采用总步长法，故有： Σ=|4-0|+|5-3|=4+2=6 …… 作业 5-4，5-6，5-7 补充 实时性要求最高的任务是插补和位控，CNC系统的插补器既可软件也可硬件。 1）插补完全由硬件完成的CNC系统。 2）由软件插补器完成粗插补，由硬件插补器完成精插补的CNC系统。 3）完全用软件实施插补的CNC系统。? 5.4 数控加工程序的编制 一．概述 （一）程序编制的内容和步骤 1．分析零件图纸 据零件的材料、形状等确定方案、选机床。 2．工艺处理 　确定零件的加工方法和顺序等。 3．数学处理 4．编写零件程序清单 　加工线路和工艺参数确定后，逐段编写。 5．制作控制介质或程序输入 　现代：键盘输入； 　CAD设计的零件可直接转换成数控加工程序； 6．程序校验与首件试切 （二）数控机床编程的方法 1．手工编程 　人工完成整个过程，形状不复杂的零件。 2．自动编程 　计算机编程。只需按图纸和工艺，用规定的语言写简短的零件加工源程序，由计算机内部的“系统软件”自动生成零件加工程序，效率高。 自动编程: 编程的大部分或全部由计算机完成，有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程的发展趋势。 手工编程是基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。 二．数控编程的基础知识 （二）指令字 1．准备功能字（G字）从G00~G99 2．进给功能字（F字） 刀具相对工件的进给速度；各坐标矢量和。 3．主轴转速功能字（S字） 　表示主轴的速度值，单位是r/min。 4．刀具功能字（T字） 　数值表示刀具编号； 6．辅助功能字（M功能） （三）坐标系和运动方向的规定 坐标系: 右手笛卡尔坐标系 刀具运动的正方向：刀具与工件距离增大的方向。 （四）绝对坐标与增量坐标 表示刀具（或机床）运动位置的坐标： 绝对坐标：坐标的绝对位置 增量坐标：用第二坐标U、V、W表增量坐标，分别与X、Y、Z平行且同向。 三．常用编程指令及编程方法 （一）编程基础 1．右手笛卡尔坐标系 绝对尺寸编程： 增量尺寸编程： U值（沿X的增量）W值（沿Z的增量）表刀具相对运动； 2．直径编程 坐标系的原点设在工件的对称轴上 U100: 指刀具进给50mm X100: （二）编程指令及编程方法