![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
插补原理与刀具补偿原理.ppt
《插补原理与刀具补偿原理.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《插补原理与刀具补偿原理.ppt(66页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、数控原理与系统数控原理与系统第一节第一节 概述概述n插补运算定义插补运算定义:插补运算的任务就是在已知加工轨迹曲线的起点和终点间进行“数据点的密化”。n插补原理插补原理:插补是在每个插补周期(极短时间,一般为毫秒级)内,根据指令、进给速度计算出一个微小直线段的数据,刀具沿着微小直线段运动,经过若干个插补周期后,刀具从起点运动到终点,完成轮廓的加工。n插补功能插补功能是是轮廓控制系统轮廓控制系统的本质特征。的本质特征。n插补分类:插补分类:一、脉冲增量插补:一、脉冲增量插补:每输出一个脉冲,坐标移动一个距离脉冲增量插补用于步进电机控制系统。n特点:特点:n每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量每
2、次插补的结果仅产生一个单位的行程增量(一个脉冲当量)。以一个一个脉冲的方式输出给步进电机。其基本思想是:用折线来逼近曲线(包括直线)。n插补速度与进给速度密切相关插补速度与进给速度密切相关。因而进给速度指标难以提高,当脉冲当量为10m时,采用该插补算法所能获得最高进给速度是3-4m/min。n n脉冲增量插补的实现方法较简单脉冲增量插补的实现方法较简单脉冲增量插补的实现方法较简单脉冲增量插补的实现方法较简单,通常仅用加,通常仅用加法和移位运算方法就可完成法和移位运算方法就可完成插补。因此它比较容易用硬件来实现,而且,用硬件实现这类运算的速度很快的。但是也有用软件来完成这类来完成这类算法的。算法
3、的。n n这类插补算法有这类插补算法有这类插补算法有这类插补算法有:逐点比较法;最小偏差法;:逐点比较法;最小偏差法;数字积分法;目标点跟踪法;单步追综法等数字积分法;目标点跟踪法;单步追综法等n n它们主要用早期的采用步进电机驱动的数控系它们主要用早期的采用步进电机驱动的数控系它们主要用早期的采用步进电机驱动的数控系它们主要用早期的采用步进电机驱动的数控系统。统。统。统。n n由于此算法的速度指标和精度指标都难以满足由于此算法的速度指标和精度指标都难以满足现在零件加工的要求,现在的数控系统已很少现在零件加工的要求,现在的数控系统已很少采用这类算法了。采用这类算法了。n插补分类:插补分类:n二
4、、数据采样插补:二、数据采样插补:用直线段(内接弦线,内外均差弦线,切线)来逼近曲线(包括直线)。粗插补程序以一定的时间间隔(插补周期)定时运行精插补时,再对粗插补算出的每一个微小直线段作数据点的加密工作,即相当于对直线的脉冲增量插补。粗插补一般用软件来实现,简称为插补精插补可以用软件来实现,也可以用硬件来实现二、数据采样插补二、数据采样插补数字增量插补特点数字增量插补特点:实现算法较脉冲增量插补复杂,:实现算法较脉冲增量插补复杂,它对计算机的运算速度有一定的要求,不过现在的它对计算机的运算速度有一定的要求,不过现在的计算机均能满足要求。计算机均能满足要求。插补方法插补方法:数字积分法数字积分
5、法(DDA)(DDA)、二阶近似插补法、二阶近似插补法、双双 DDA DDA 插补法、角度逼近插补法、时间分割法等。插补法、角度逼近插补法、时间分割法等。这些算法大多是针对圆弧插补设计的。这些算法大多是针对圆弧插补设计的。适用场合:适用场合:交、直流伺服电机为伺服驱动系统的闭交、直流伺服电机为伺服驱动系统的闭环,半闭环数控系统,也可用于以步进电机为伺服环,半闭环数控系统,也可用于以步进电机为伺服驱动系统的开环数控系统,而且,目前所使用的驱动系统的开环数控系统,而且,目前所使用的 CNC CNC 系统中,大多数都采用这类插补方法。系统中,大多数都采用这类插补方法。第二节第二节 逐点比较法逐点比较
6、法逐点比较法逐点比较法是这类算法最典型的代表,它是一种最早的插补算法,该法的原理是:CNC系统在控制过程中,能逐点地计算和判别运动轨迹与给定轨迹的偏差,并根据偏差控制进给轴向给定轮廓靠扰,缩小偏差,使加工轮廓逼近给定轮廓。逐点比较法工作过程图偏差判别偏差判别终点判别终点判别进给输出进给输出偏差计算偏差计算终点退出终点退出n四个工作节拍:n偏差判别判别当前动点偏离理论曲线的位置。n进给控制确定进给坐标及进给方向。n新偏差计算进给后动点到达新位置,计算出新偏差值,作为下一步判别的依据。n终点判别查询一次,终点是否到达。n特点特点n1、逐点比较法可以实现直线插补、圆弧插补及其它曲安插补。n2、特点:
7、运算直观,插补误差不大于一个脉冲当量,脉冲输出均匀,调节方便。业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术,现代的CAD/CAM,FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等,都是建立在数控技术之上一、逐点比较法第一象限直线插补一、逐点比较法第一象限直线插补1第1象限直线插补基本原理XYA(Xa,Ya)oE(Xe、Ye)B(Xb,Yb)C(Xc,Yc)如图所示,定直线起点为坐标原点,终点坐标为E(Xe、Ye),动点坐标为I(Xi、Yi),若每运动一步在X或Y方向进给一个脉冲当量,则插补过程如下:(1)偏差判别直线的一般表达式为:Y/X=Ye/Xe(可改写为YXeXYe=0)对于位于直线上方的A点,有Y
8、aXeXaYe0对于位于直线上的B点,有YbXeXbYe=0对于位于直线下方的C点,有YcXeXcYe0XYA(Xa,Ya)oE(Xe、Ye)B(Xb,Yb)C(Xc,Yc)则取函数F=YXeXYe来判别插补点和直线的偏差,且F被称为偏差函数。所以,任意动点I的判别方程Fi为:Fi=YiXeXiYe若Fi0,则动点恰好在直线上;Fi0,动点在直线上方;Fi0,动点在直线下方。XYA(Xa,Ya)oE(Xe、Ye)B(Xb,Yb)C(Xc,Yc)(2)进给控制当Fi0时,向+X方向进给一步,使动点接近直线OE;当Fi0时,向+Y方向进给一步,使动点接近直线OE;当Fi=0时,向任意方向进给一步,
9、但通常归于Fi0处理;XYA(Xa,Ya)oE(Xe、Ye)B(Xb,Yb)C(Xc,Yc)(3)新偏差计算设任意动点I(Xi、Yi)的F值为Fi,i,且Fi,i=YiXeXiYe若Fi0沿+X方向进给一步,有Xi+1=Xi+1,Yi+1=Yi则Fi+1=Yi+1XeXi+1Ye=FiYeFi0时,沿+Y方向进给一步,有Xi+1=Xi,Yi+1=Yi1则Fi+1=Yi+1XeXi+1Ye=Fi+XeXYoE(Xe、Ye)(4)终点判别1)根据X、Y坐标方向要走的总步数来判断,即=Xe+Ye,每走一步进行1计算,当=0时即到终点。2)比较Xe和Ye,取绝对值大的值为,当沿该方向进给一步时进行1计
10、算,当=0时即到终点。例:设OA为第一象限的直线,其终点坐标为Xa=2,Ya=3。用逐点比较法加工出直线OAXYoA(2,3)12132逐点比较法直线插补过程序号012345判别F0=0F1=3进给方向新偏差计算终点判别+XF0=0=F1=F0-Ya=-3=4+YF2=F1+Xa=-1=3F2=-1+YF3=F2+Xa=1=2F3=1+XF4=F3-Ya=-2=1F4=-2+YF5=F4+Xa=0=0一、逐点比较法第一象限直线插补一、逐点比较法第一象限直线插补2硬件实现一、逐点比较法第一象限直线插补一、逐点比较法第一象限直线插补3软件实现二、逐点比较法第一象限圆弧插补二、逐点比较法第一象限圆弧
11、插补1基本原理在圆弧加工过程中,要描述刀具位置与被加工圆弧之间的相对位置关系,可用动点到圆心的位置的距离大小来反映(1 1)偏差函数)偏差函数 任意加工点任意加工点P Pi i(X Xi i,Y Yi i),),偏差函数偏差函数F Fi i可表示为可表示为若若F Fi i=0=0,表示加工点位于圆上;表示加工点位于圆上;若若F Fi i00,表示加工点位于圆外;表示加工点位于圆外;若若F Fi i0 0F 0(2 2)偏差函数的递推计算)偏差函数的递推计算 1 1)逆圆插补逆圆插补 若若FF0 0,规定向规定向-X-X方向方向 走一步走一步 若若F Fi i00,规定向规定向+Y+Y方向方向
12、走一步走一步 2 2)顺圆插补顺圆插补 若若F Fi i00,规定向规定向-Y-Y方向方向 走一步走一步 若若F Fi i00,规定向规定向+X+X方向方向 走一步走一步(3 3)终点判别)终点判别 1 1)判断插补或进给的总步数:)判断插补或进给的总步数:2 2)分别判断各坐标轴的进给步数)分别判断各坐标轴的进给步数;,(4 4)逐点比较法圆弧插补举例)逐点比较法圆弧插补举例 对于第一象限圆弧对于第一象限圆弧ABAB,起点起点A A(4 4,0 0),),终点终点B B(0 0,4 4)ABYX44步数步数偏差判别偏差判别坐标进给坐标进给 偏差计算偏差计算坐标计算坐标计算终点判别终点判别起点
13、起点F F0 0=0=0 x x0 0=4,y=4,y0 0=0=0=4+4=8=4+4=81 1F F0 0=0=0-x-xF F1 1=F=F0 0-2x-2x0 0+1+1 =0-2*4+1=-7 =0-2*4+1=-7x x1 1=4-1=3=4-1=3y y1 1=0=0=8-1=7=8-1=72 2F F1 100+y+yF F2 2=F=F1 1+2y+2y1 1+1+1 =-7+2*0+1=-6 =-7+2*0+1=-6x x2 2=3=3y y2 2=y=y1 1+1=1+1=1=7-1=6=7-1=63 3F F2 200+y+yF F3 3=F=F2 2+2y+2y2 2
14、+1=-3+1=-3x x3 3=4,y=4,y3 3=2=2=5=54 4F F3 3000-x-xF F5 5=F=F4 4-2x-2x4 4+1=-3+1=-3x x5 5=4,y=4,y5 5=0=0=3=36 6F F5 5000-x-xF F7 7=F=F6 6-2x-2x6 6+1=1+1=1x x7 7=4,y=4,y7 7=0=0=1=18 8F F7 700-x-xF F8 8=F=F7 7-2x-2x7 7+1=0+1=0 x x8 8=4,y=4,y8 8=0=0=0=0二、逐点比较法第一象限圆弧插补二、逐点比较法第一象限圆弧插补2软件实现三、逐点比较法的象限处理三、逐
15、点比较法的象限处理(1)分别处理法四个象限的直线插补,会有4组计算公式,对于4个象限的逆时针圆弧插补和4个象限的顺时针圆弧插补,会有8组计算公式(2)坐标变换法 用第一象限逆圆插补的偏差函数进行第三象限逆圆和第二、四象限顺圆插补的偏差计算,用第一象限顺圆插补的偏差函数进行第三象限顺圆和第二、四象限逆圆插补的偏差计算。顺圆顺圆逆圆逆圆四四.逐点比较法的速度分析逐点比较法的速度分析 式中:式中:L L 直线长度;直线长度;V V 刀具进给速度;刀具进给速度;N N 插补循环数;插补循环数;f f 插补脉冲的频率。插补脉冲的频率。所以:所以:刀具刀具进给进给速度与插速度与插补时钟频补时钟频率率f f
16、 和与和与X X轴夹轴夹角角 有关有关 第三节第三节 数字积分法数字积分法一、数字积分法插补原理(1)数字积分法的基本原理(2)数字积分法脉冲分配原理n n用数字积分的方法计算刀具沿各坐标轴的位移,用数字积分的方法计算刀具沿各坐标轴的位移,数数 字积分法又称数字微分分析(字积分法又称数字微分分析(DDADDA)法)法.二、数字积分法直线插补二、数字积分法直线插补1.DDA直线插补直线插补 (1)原理:)原理:积分的过程可以用微小量的累加近似:积分的过程可以用微小量的累加近似:由右图所示由右图所示 则则X、Y方向的位移方向的位移 (积分形式)(积分形式)XYA(Xe,Ye)VyXYA(Xe,Ye
17、)VxVyVO Y XL (累加形式)(累加形式)其中,其中,m为累加次数(容量)取为整数,为累加次数(容量)取为整数,m=0=02 2N-1-1,共,共2 2N 次次(N N为累加器位数为累加器位数)。令令t t=1,=1,mK K=1=1,则则K=K=1/m=1/1/m=1/2N。则则(2 2)结论:)结论:直线插补从始点走向终点的过程,可以看作是各坐标轴每经过一个直线插补从始点走向终点的过程,可以看作是各坐标轴每经过一个单位时间间隔,分别以增量单位时间间隔,分别以增量kxkxe e(x xe e /2N )及)及k k (y ye e/2N )同时累加的过程。)同时累加的过程。累加的结果
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 原理 刀具 补偿
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。