数控技术课件5-现代数控轨迹插补原理与控制的方法2.pptVIP

现代数控轨迹插补原理与控制的方法 3.3 现代数控系统新的控制方法 现代数控系统的功能越来越强大，下面介绍几种新的控制方法 柔性加减速、前瞻、合成轨迹误差、位姿控制和STEP-NC数控 3.3.1 加减速控制 在高速高效加工中 一方面由于进给速度很高，要求各坐标运动部件能在极短时间达到给定速度，并能在高速行程中瞬间停准。运动平稳不振动。 另一方面，由于高速加工的切削时间缩短，换刀间隔缩短，机床运动启停频繁，因此，缩短运动部件起停的过渡过程时间，已将具有重要意义。 上述二方面要求归结到一点。就是要求机床运动具有极短的加、减速过渡过程。然而，如果仅从时间上考虑缩短过渡过程，而不对机床的加减速动态过程进行合理的控制，必将将给机床结构带来很大冲击，轻者将使其难以正常工作，重者将损伤机床零部件。;（一）数控系统中加减速控制方法 1. 插补前加减速和补插后加减速 插补前加减速：是在插补前对合成速度进行加减速控制，不会因各坐标轴差异造成合成误差 插补后加减速：是在插补后，速度已分解，对单个坐标轴进行加减速控制，会造成合成误差 在高速高精数控系统中，采用插补前加减速控制 2. 数控系统中常用加减速控制方法 ①指数加减速 加速： 匀速 减速 运动平稳，跟踪误差大 ; ②直线加减速 跟踪精度较好 ③钟形（鼓形）加减速 综合了上两种优点 以上三种均在拐点处有震动，运动有不平稳的点;④S形加减速：;3. 加减速的实现 ①加速时采用瞬时速度概念，速度由零或初始速度开始vi = v0 + △v ②由瞬时速度参加插补，瞬时速度逐渐增加 ③瞬时速度与给定的匀速进行比较，到达给定速度时，以给定速度 参加插补 ④减速时，要预测减速点，速度由已有速度开始 vi = vc - △v， ⑤减速过程瞬时速度参加插补，直到速度为零或达到规定的速度 4. 提高速度不冲击的措施 ①减小摩擦，滚动、静压、气浮代替滑动 ②提高伺服电机的转矩及性能，匹配电机惯量郁负载惯量的关系 ③减小运动部件负载惯量 ④缩短传动链，零传动，采用电主轴、直线电机、力矩电机 ⑤提高机床刚度和润滑特性 ⑥柔性加减速; ; 为做到加减速的计算和控制与加减速曲线形状无关，可以实时数据库的形式来独立存储加减速曲线，即将用户给定的加减速曲线或系统自动生成的加减速曲线进行数字化处理，得到其离散形式，并以数字形式存放于开放式数控系统内的加减速曲线库中。在数控系统软件中，则设计一条通用的与加减速数据库内容（曲线形状）无关的控制通道，由其独立完成加减速计算和轨迹控制。该方法实现的原理如图3-14所示。 ;; 首先，根据加速开始前的进给速度F1 , 加速过程结束后的希望进给速度F2 ，求出加速过程的速度差 FD = F2 - F1 此为实际速度差，它与与样板速度差得比值： （3-56） 然后，根据加速开始到当前时刻，所经过的插补周期个数n，计算出查表时间 （3-57） 式中△T — 采样周期。 根据tn 查加速曲线表可得速度增量 fn 。由此可计