數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)

1、Computer Aided Manufacturing1Computer Aided Manufacturing2Computer Aided Manufacturing3Computer Aided Manufacturing4Computer Aided Manufacturing5Computer Aided Manufacturing6立式加工中心立式加工中心 Computer Aided Manufacturing7臥式加工中心臥式加工中心 Computer Aided Manufacturing8數(shù)控車削中心數(shù)控車削中心 Computer Aided Manufacturing9

2、Computer Aided Manufacturing10Computer Aided Manufacturing11Computer Aided Manufacturing12n發(fā)展歷史發(fā)展歷史n數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成n數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床分類n數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)與適用范圍數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)與適用范圍Computer Aided Manufacturing13n20世紀(jì)世紀(jì)40年代初，年代初，John T. Parsons 采用數(shù)字技采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工n1952年，麻省理工學(xué)院年，麻省理工學(xué)院 伺服機(jī)構(gòu)研究所，試制伺服機(jī)構(gòu)研究所，試制 成功第一臺(tái)由計(jì)算機(jī)控

3、成功第一臺(tái)由計(jì)算機(jī)控 制的三坐標(biāo)立式銑床。制的三坐標(biāo)立式銑床。 Computer Aided Manufacturing14n1954年，美國(guó)本迪克斯公司正式生產(chǎn)出來第一臺(tái)年，美國(guó)本迪克斯公司正式生產(chǎn)出來第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床。工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床。n1959年，美國(guó)克耐年，美國(guó)克耐杜列克公司開發(fā)出來加工中心。杜列克公司開發(fā)出來加工中心。n1970年，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次年，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了利用小型計(jì)算機(jī)取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控展出了利用小型計(jì)算機(jī)取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)控（的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC：Com

4、puter Numerical Control）系統(tǒng)，稱為第四）系統(tǒng)，稱為第四代系統(tǒng)。代系統(tǒng)。Computer Aided Manufacturing15n1967年，英國(guó)首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔年，英國(guó)首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，性的加工系統(tǒng)，1975年，日本研制出實(shí)用化年，日本研制出實(shí)用化FMS n1974年，美國(guó)學(xué)者哈靈頓博士首先提出了計(jì)算機(jī)年，美國(guó)學(xué)者哈靈頓博士首先提出了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（集成制造系統(tǒng)（CIMS）的概念。）的概念。20世紀(jì)世紀(jì)80年代中年代中期以來，以期以來，以CIMS為標(biāo)志的綜合生產(chǎn)自動(dòng)化日漸成為標(biāo)志的綜合生產(chǎn)自動(dòng)化日漸成為制造業(yè)的熱點(diǎn)，它把制

5、造業(yè)推到了一個(gè)新的發(fā)展為制造業(yè)的熱點(diǎn)，它把制造業(yè)推到了一個(gè)新的發(fā)展階段。階段。 Computer Aided Manufacturing16n數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床的工作原理 P0P1P1P0a0a1a2a3a4a5a0a1a2a3a4數(shù)控系統(tǒng)將刀具運(yùn)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)將刀具運(yùn)動(dòng)軌跡在工作坐標(biāo)系中軌跡在工作坐標(biāo)系中分割成一些最小位移分割成一些最小位移量（脈沖當(dāng)量）。數(shù)量（脈沖當(dāng)量）。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過信息處理、控系統(tǒng)經(jīng)過信息處理、分配，控制各坐標(biāo)軸分配，控制各坐標(biāo)軸移動(dòng)若干個(gè)最小位移移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，把要求的軌跡用量，把要求的軌跡用以以“最小位移量最小位移量”為為單位的等效折線進(jìn)行單位的等效折線進(jìn)行

6、擬合。擬合。插補(bǔ)原理插補(bǔ)原理Computer Aided Manufacturing17n數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成 程序程序載體載體輸入輸入裝置裝置數(shù)控?cái)?shù)控裝置裝置輔助控制裝置輔助控制裝置位置反饋位置反饋系統(tǒng)系統(tǒng)機(jī)床機(jī)床本體本體伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Computer Aided Manufacturing18n按工藝用途分類按工藝用途分類 n金屬切削類數(shù)控機(jī)床金屬切削類數(shù)控機(jī)床 n金屬成型類數(shù)控機(jī)床金屬成型類數(shù)控機(jī)床 n數(shù)控特種加工機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床 Computer Aided Manufacturing19n金屬切削類數(shù)控機(jī)床金屬切削類數(shù)控機(jī)床 數(shù)控車床 加工中心 數(shù)控磨床 數(shù)控銑

7、鏜床 Computer Aided Manufacturing20n金屬成型類數(shù)控機(jī)床金屬成型類數(shù)控機(jī)床 數(shù)控折彎?rùn)C(jī) 數(shù)控彎管機(jī) Computer Aided Manufacturing21n數(shù)控特種加工機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床 數(shù)控電火花線切割機(jī) 數(shù)控激光切割機(jī)床 數(shù)控火焰切割機(jī)床 Computer Aided Manufacturing22n按運(yùn)動(dòng)方式分類按運(yùn)動(dòng)方式分類 n點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 n直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制的鉆削加工點(diǎn)位控制的鉆削加工 直線控制的車削加工直線控制的車削加工 Computer Aided Manufacturing23n按運(yùn)動(dòng)方式分類按運(yùn)

8、動(dòng)方式分類 n輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床 2軸聯(lián)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng) 2.5軸聯(lián)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng) 3軸聯(lián)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng) Computer Aided Manufacturing24n按伺服系統(tǒng)控制方式分類按伺服系統(tǒng)控制方式分類 n開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床數(shù)數(shù)控控裝裝置置步進(jìn)電步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器動(dòng)器進(jìn)給脈沖進(jìn)給脈沖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作臺(tái)工作臺(tái)絲杠絲杠齒齒輪輪箱箱Computer Aided Manufacturing25n按伺服系統(tǒng)控制方式分類按伺服系統(tǒng)控制方式分類 n閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控?cái)?shù)控裝置裝置伺服電動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)給脈沖進(jìn)給脈沖伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)工作臺(tái)工作臺(tái)絲

9、杠絲杠齒齒輪輪箱箱直線光柵直線光柵位置反饋位置反饋Computer Aided Manufacturing26n按伺服系統(tǒng)控制方式分類按伺服系統(tǒng)控制方式分類 n半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控?cái)?shù)控裝置裝置伺服電動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)給脈沖進(jìn)給脈沖伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)工作臺(tái)工作臺(tái)絲杠絲杠齒齒輪輪箱箱編碼器編碼器位置反饋位置反饋編碼器編碼器Computer Aided Manufacturing27數(shù)控機(jī)床的種類數(shù)控機(jī)床的種類控制系統(tǒng)類別控制系統(tǒng)類別執(zhí)行機(jī)構(gòu)類別執(zhí)行機(jī)構(gòu)類別加工對(duì)象類別加工對(duì)象類別數(shù)控車床數(shù)控車床點(diǎn)位、直線控制點(diǎn)位、直線控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)沒錐度、圓弧的軸沒

10、錐度、圓弧的軸輪廓控制輪廓控制開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)有錐度、圓弧的軸有錐度、圓弧的軸加工中心機(jī)床加工中心機(jī)床點(diǎn)位、直線控制點(diǎn)位、直線控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)齒輪箱、框架等箱體齒輪箱、框架等箱體特殊用途的輪廓控制特殊用途的輪廓控制開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)飛機(jī)零件的輪廓加工飛機(jī)零件的輪廓加工數(shù)控銑床數(shù)控銑床點(diǎn)位、直線控制點(diǎn)位、直線控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)箱體箱體輪廓控制輪廓控制開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)平面輪廓的凸輪、樣板、平面輪廓的凸輪、樣板、沖模、壓模、鑄模沖模、壓模、鑄模數(shù)控鉆床數(shù)控鉆床點(diǎn)位控制點(diǎn)位控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)PCB板、多孔零件板、

11、多孔零件數(shù)控鏜床數(shù)控鏜床點(diǎn)位、直線控制點(diǎn)位、直線控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)箱體箱體閉環(huán)閉環(huán)精密箱體精密箱體數(shù)控磨床數(shù)控磨床輪廓控制輪廓控制半閉環(huán)、閉環(huán)半閉環(huán)、閉環(huán)凸輪、軋輥、沖模凸輪、軋輥、沖模數(shù)控電加工機(jī)床數(shù)控電加工機(jī)床輪廓控制輪廓控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)模具模具數(shù)控金屬成型機(jī)床數(shù)控金屬成型機(jī)床點(diǎn)位、直線輪廓控制點(diǎn)位、直線輪廓控制開環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)、半閉環(huán)沖壓、板材、彎管等沖壓、板材、彎管等Computer Aided Manufacturing28n數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) n適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng) n加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定 n生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高 n減輕勞動(dòng)強(qiáng)

12、度，改善勞動(dòng)條件減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件 n有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 Computer Aided Manufacturing29n數(shù)控機(jī)床的適用范圍數(shù)控機(jī)床的適用范圍 產(chǎn)品件數(shù)生產(chǎn)成本050100工件復(fù)雜度產(chǎn)品件數(shù)普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床專用機(jī)床Computer Aided Manufacturing30n插補(bǔ)的基本知識(shí)插補(bǔ)的基本知識(shí)n逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法n數(shù)字積分插補(bǔ)法數(shù)字積分插補(bǔ)法Computer Aided Manufacturing31n脈沖增量插補(bǔ)脈沖增量插補(bǔ) n逐點(diǎn)比較法逐點(diǎn)比較法 n數(shù)字積分法數(shù)字積分法 n數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) Computer Aided

13、 Manufacturing32n逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的基本逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的基本原理是：在刀具加工過原理是：在刀具加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)每次程中，數(shù)控系統(tǒng)每次僅僅向一個(gè)坐標(biāo)軸向一個(gè)坐標(biāo)軸輸出一個(gè)輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖，每走一步都進(jìn)給脈沖，每走一步都要比較刀具與被加工零要比較刀具與被加工零件輪廓之間的相對(duì)位置，件輪廓之間的相對(duì)位置，并根據(jù)比較結(jié)果決定下并根據(jù)比較結(jié)果決定下一步的進(jìn)給方向，使刀一步的進(jìn)給方向，使刀具向減小偏差的方向進(jìn)具向減小偏差的方向進(jìn)給。給。偏差判別偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判斷終點(diǎn)判斷插補(bǔ)開始插補(bǔ)開始插補(bǔ)結(jié)束插補(bǔ)結(jié)束YN逐點(diǎn)比較法工作循環(huán)逐點(diǎn)比較法工作循環(huán) Computer

14、 Aided Manufacturing33n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n偏差判別偏差判別 P（Xi，Yi）E（Xe，Ye）PPXOY0eiieeeiiYXYXXYXY或P點(diǎn) 0eiieeeiiYXYXXYXY或P點(diǎn) 0eiieeeiiYXYXYXYX或P點(diǎn) 偏差判別函數(shù)偏差判別函數(shù)FieiieiYXYXF偏差判別函數(shù)的符偏差判別函數(shù)的符號(hào)反映了加工點(diǎn)與號(hào)反映了加工點(diǎn)與要求輪廓之間的偏要求輪廓之間的偏離情況。離情況。 Computer Aided Manufacturing34n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n進(jìn)給進(jìn)給 P（Xi，Yi）E（Xe，Ye）PPXOY 當(dāng)當(dāng)Fi 0時(shí)

15、，加工點(diǎn)處在直線上方，為減少與直線輪時(shí)，加工點(diǎn)處在直線上方，為減少與直線輪廓的偏差，刀具應(yīng)向廓的偏差，刀具應(yīng)向X方向進(jìn)給一步；方向進(jìn)給一步； 當(dāng)當(dāng)F i 0時(shí)，加工點(diǎn)處在直線下方，為減少偏差，刀時(shí)，加工點(diǎn)處在直線下方，為減少偏差，刀具應(yīng)向具應(yīng)向Y方向進(jìn)給一步；方向進(jìn)給一步； 當(dāng)加工點(diǎn)正好處在直線上，一般情況下約定向當(dāng)加工點(diǎn)正好處在直線上，一般情況下約定向X方方向進(jìn)給，從而將向進(jìn)給，從而將Fi 0與與Fi 0兩種情況歸并為一類兩種情況歸并為一類（Fi 0） Computer Aided Manufacturing35n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n偏差計(jì)算偏差計(jì)算 P（Xi，Yi）E（X

16、e，Ye）PPXOY若若Fi 0，沿，沿X方向走一步，到達(dá)（方向走一步，到達(dá)（Xi1，Yi1）點(diǎn)）點(diǎn)新的偏差值為新的偏差值為eeiieeiieeiieiYYXYXYXYXYXYXF1111eiiYFF1若若Fi 0，沿，沿Y方向走一步，到達(dá)（方向走一步，到達(dá)（Xi1，Yi1）點(diǎn)）點(diǎn)新的偏差值為新的偏差值為eeiieeiieeiieiXYXYXYXYXYXYXF1111eiiXFF1Computer Aided Manufacturing36n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別 P（Xi，Yi）E（Xe，Ye）PPXOY計(jì)數(shù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)長(zhǎng)度N 為兩個(gè)方向進(jìn)給步數(shù)之和，為兩個(gè)方向進(jìn)

17、給步數(shù)之和，每送出一個(gè)進(jìn)給脈沖，都要進(jìn)行每送出一個(gè)進(jìn)給脈沖，都要進(jìn)行N1計(jì)算，即計(jì)計(jì)算，即計(jì)數(shù)長(zhǎng)度減數(shù)長(zhǎng)度減1，當(dāng)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度減到零時(shí)，即，當(dāng)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度減到零時(shí)，即N0時(shí)，表時(shí)，表示到達(dá)終點(diǎn)，示到達(dá)終點(diǎn)，插補(bǔ)結(jié)束。插補(bǔ)結(jié)束。 eeYXNComputer Aided Manufacturing37n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)插補(bǔ)開始插補(bǔ)開始初始化初始化Xe, Ye, F0NXeYeF0？Y走一步走一步X走一步走一步N1NFYeFFXeFN0？插補(bǔ)結(jié)束插補(bǔ)結(jié)束YNNYComputer Aided Manufacturing38例例 設(shè)欲加工第一象限直線設(shè)欲加工第一象限直線OE，起點(diǎn)在原點(diǎn)，終點(diǎn)

18、坐標(biāo)，起點(diǎn)在原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)Xe5， Ye 3，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。步數(shù)步數(shù)偏差判別偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F00N5381F00XF1F0Ye033N8172F10YF2F1Xe352N7163F20XF3F2Ye231N6154F30YF4F3Xe154N5145F40XF5F4Ye431N4136F50XF6F5Ye132N3127F60YF7F6Xe253N2118F70XF8F7Ye330N110XYOE(5, 3)12345678Computer Aided Manufacturing39例例 設(shè)欲加

19、工第一象限直線設(shè)欲加工第一象限直線OE，起點(diǎn)在原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)，起點(diǎn)在原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)Xe5， Ye 3，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。步數(shù)步數(shù)偏差判別偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給01F00X2F10Y3F20X4F30Y5F40X6F50X7F60Y8F70XXYOE(5, 3)12345678Computer Aided Manufacturing40n逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)n其他象限的直線插補(bǔ)其他象限的直線插補(bǔ) 象限象限坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別F0F0F0F0XYFi1Fi|Ye|Fi1Fi|Xe|N|Xe|Ye|XY

20、XYXYF0F0F0F0F0F0F0F0XYComputer Aided Manufacturing41n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n偏差判別偏差判別 E（Xe，Ye）S（Xs，Ys）P（Xi，Yi）RXOYF0F0偏差判別函數(shù)偏差判別函數(shù)Fi為為222RYXFiii若Fi0，加工點(diǎn)P 位于圓弧SE 上；若Fi0，加工點(diǎn)P 位于圓弧SE 外側(cè)；若Fi0，加工點(diǎn)P 位于圓弧SE 內(nèi)側(cè)。Computer Aided Manufacturing42n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給 E（Xe，Ye）S（Xs，Ys）P（Xi，Yi）RXOYF0F0對(duì)于第一象限的逆圓，當(dāng)

21、Fi0時(shí)，應(yīng)向X方向進(jìn)給一步；當(dāng)Fi0時(shí)，應(yīng)向Y方向進(jìn)給一步。 Computer Aided Manufacturing43n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n偏差計(jì)算偏差計(jì)算 E（Xe，Ye）S（Xs，Ys）P（Xi，Yi）RXOYF0F0若若Fi0，沿，沿X方向走一步，到達(dá)（方向走一步，到達(dá)（Xi1，Y i1）點(diǎn)，）點(diǎn)，2222212111RYXRYXFiiiii121iiiXFF若若Fi0，沿，沿Y方向走一步，到達(dá)（方向走一步，到達(dá)（Xi1，Y i1）點(diǎn)，）點(diǎn)，2222212111RYXRYXFiiiii121iiiYFFComputer Aided Manufacturing44n

22、逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別 E（Xe，Ye）S（Xs，Ys）P（Xi，Yi）RXOYF0F0seseYYXXN每進(jìn)給一步，進(jìn)行N1計(jì)算，直至N0停止插補(bǔ)。Computer Aided Manufacturing45n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)插補(bǔ)開始初始化Xe, Ye, Xs, Ys, F0NXeXsYeYsF0？Y走一步X走一步N1NF2X1FX1XF2Y1FY1YN0？插補(bǔ)結(jié)束YNNYComputer Aided Manufacturing46例例 設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧SE，起點(diǎn)為，起點(diǎn)為S（8，6），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為E

23、（0，10），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。 步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別0F00， X0Xs 8，Y0 Ys 6N 8 4 121F00XF1F0 2X0 1 0 2 8 1 15X1 X0 1 7，Y1 Y0 6N 12 1 112F10YF2 F1 2Y1 1 15 2 6 1 2X2 X1 7，Y2 Y1 1 7N 11 1 103F20YF3 F2 2Y2 1 2 2 7 1 13X3 X2 7，Y3 Y2 1 8N 10 1 94F30XF4 F3 2X3 1 13 2 7 1 0X4 X3 1 6，Y4 Y3 8N 9 1 85F

24、40XF5 F4 2X4 1 0 2 6 1 11X5 X4 1 5，Y5 Y4 8N 8 1 76F50YF6 F5 2Y5 1 11 2 8 1 6X6 X5 5，Y6 Y5 1 9N 7 1 6Computer Aided Manufacturing47例例 設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧SE，起點(diǎn)為，起點(diǎn)為S（8，6），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為E（0，10），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。 步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別7F60XF7 F6 2X6 1 6 2 5 1 3X7 X6 1 4，Y7 Y6 9N 6 1 58F7

25、0YF8 F7 2Y7 1 3 2 9 1 16X8 X7 4，Y8 Y7 1 10N 5 1 49F80XF9 F8 2X8 1 16 2 4 1 9X9 X8 1 3，Y9 Y8 10N 4 1 310F90XF10 F9 2X9 1 9 2 3 1 4X10 X9 1 2，Y10 Y9 10N 3 1 211F100XF11 F10 2X10 1 4 2 2 1 1X11 X10 1 1，Y11 Y10 10N 2 1 112F110XF12 F11 2X11 1 1 2 1 1 0X12 X11 1 0，Y12 Y11 10N 1 1 0Computer Aided Manufactu

26、ring48例例 設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧設(shè)欲加工第一象限逆時(shí)針圓弧SE，起點(diǎn)為，起點(diǎn)為S（8，6），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為E（0，10），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。），試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并繪制插補(bǔ)軌跡。 XYOS(8,6)E(0,10)Computer Aided Manufacturing49n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n其他象限的圓弧插補(bǔ)其他象限的圓弧插補(bǔ) 線型線型F0F0進(jìn)給進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算進(jìn)給進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算SR1YYi1|Yi|1Xi1XiFi1Fi2|Yi|1XXi1|Xi|1Yi1YiFi1Fi2|Xi|1NR2YXSR3YXNR4YXNR1XXi1|Xi

27、|1Yi1YiFi1Fi2|Xi|1YYi1|Yi|1Xi1XiFi1Fi2|Yi|1SR2XYNR3XYSR4XYNR4SR4XYONR1SR1NR2SR2NR3SR3F0F 0Computer Aided Manufacturing50n逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)n圓弧過象限問題圓弧過象限問題 NR1NR2NR3NR4X=0Y=0X=0Y=0SR1SR4SR3SR2Y=0X=0Y=0X=0逆時(shí)針圓弧逆時(shí)針圓弧過象限后線型轉(zhuǎn)換順序是過象限后線型轉(zhuǎn)換順序是順時(shí)針圓弧順時(shí)針圓弧過象限后線型轉(zhuǎn)換順序是過象限后線型轉(zhuǎn)換順序是Computer Aided Manufacturing51n數(shù)字

28、積分法的基本原理數(shù)字積分法的基本原理 vtt0tntiv=f(t)tnnttttdttfvdtS00)(100)(niitttvdttfSn10niivS可將求位移的積分運(yùn)算轉(zhuǎn)化為求縱坐標(biāo)可將求位移的積分運(yùn)算轉(zhuǎn)化為求縱坐標(biāo)值（速度值）的累加運(yùn)算。值（速度值）的累加運(yùn)算。不妨設(shè)一個(gè)累加器，令累加器容量為一不妨設(shè)一個(gè)累加器，令累加器容量為一個(gè)單位位移，當(dāng)累加過程超過一個(gè)單位個(gè)單位位移，當(dāng)累加過程超過一個(gè)單位位移時(shí)產(chǎn)生溢出，這樣，累加過程中所位移時(shí)產(chǎn)生溢出，這樣，累加過程中所產(chǎn)生的溢出脈沖總數(shù)就等于所求的積分產(chǎn)生的溢出脈沖總數(shù)就等于所求的積分值，也就是所求的總位移。值，也就是所求的總位移。Compu

29、ter Aided Manufacturing52nDDA法直線插補(bǔ)法直線插補(bǔ) XYOE(Xe, Ye)vvXvYtvYtvXYX（常數(shù)）KYvXvOEveYeXtKYtvYtKXtvXeYeX動(dòng)點(diǎn)（刀具）從原點(diǎn)出發(fā)走向終點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)（刀具）從原點(diǎn)出發(fā)走向終點(diǎn)的過程，可以看作是各坐標(biāo)軸每隔一個(gè)過程，可以看作是各坐標(biāo)軸每隔一個(gè)單位時(shí)間單位時(shí)間t，分別以增量，分別以增量KXe及及KYe同時(shí)累加的過程。當(dāng)累加值超過一個(gè)同時(shí)累加的過程。當(dāng)累加值超過一個(gè)坐標(biāo)單位（脈沖當(dāng)量）時(shí)產(chǎn)生溢出，坐標(biāo)單位（脈沖當(dāng)量）時(shí)產(chǎn)生溢出，溢出脈沖驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)給一個(gè)脈沖溢出脈沖驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)給一個(gè)脈沖當(dāng)量，從而走出給定直線。當(dāng)量

30、，從而走出給定直線。 Computer Aided Manufacturing53nDDA法直線插補(bǔ)法直線插補(bǔ) XYOE(Xe, Ye)vvXvY若經(jīng)過若經(jīng)過m次累加后，次累加后，X，Y分別都到分別都到達(dá)終點(diǎn)達(dá)終點(diǎn)E（Xe，Ye） eemiemiieemiemiiYmKYtKYYYXmKXtKXXX1111)()(KmmK11或一般取nK21 Computer Aided Manufacturing54nDDA法直線插補(bǔ)法直線插補(bǔ) X被積函數(shù)寄存器(Xe)X積分累加器Y被積函數(shù)寄存器(Ye)Y積分累加器XX軸溢出脈沖YY軸溢出脈沖t插 補(bǔ) 迭代控 制 脈沖直線插補(bǔ)器直線插補(bǔ)器 直線插補(bǔ)器由兩個(gè)

31、數(shù)字積分器直線插補(bǔ)器由兩個(gè)數(shù)字積分器組成，組成，其被積函數(shù)寄存器中分別存放其被積函數(shù)寄存器中分別存放終點(diǎn)坐標(biāo)值終點(diǎn)坐標(biāo)值Xe和和Ye,t相當(dāng)于插補(bǔ)控制源發(fā)出的控制相當(dāng)于插補(bǔ)控制源發(fā)出的控制信號(hào)。信號(hào)。每發(fā)出一個(gè)插補(bǔ)迭代脈沖每發(fā)出一個(gè)插補(bǔ)迭代脈沖t，控，控制被積函數(shù)制被積函數(shù)Xe和和Ye向各自的積向各自的積分累加器相加一次。分累加器相加一次。相加后的溢出作為驅(qū)動(dòng)相應(yīng)坐相加后的溢出作為驅(qū)動(dòng)相應(yīng)坐標(biāo)軸的進(jìn)給脈沖標(biāo)軸的進(jìn)給脈沖X（或（或Y），），而余數(shù)仍寄存在積分累加器中。而余數(shù)仍寄存在積分累加器中。Computer Aided Manufacturing55例例 設(shè)直線設(shè)直線OE的起點(diǎn)在原點(diǎn)的起點(diǎn)在

32、原點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為E（6，4），試寫出直線），試寫出直線OE的的DDA插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。取被積函數(shù)寄存器分別為插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。取被積函數(shù)寄存器分別為JVX、JVY，余數(shù)寄存，余數(shù)寄存器分別為器分別為JRX、JRY，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器為，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器為JE，均為三位二進(jìn)制寄存器。，均為三位二進(jìn)制寄存器。 累加次數(shù)X積分器Y積分器終點(diǎn)計(jì)數(shù)器JE備注JVXJRX溢出（X）JVYJRY溢出（Y）0110000100000000初始狀態(tài)1110110100100111第一次迭代，JE-1211010011000001110X，Y同時(shí)溢出31100101100100101X溢出4110

33、00011000001100X，Y同時(shí)溢出5110110100100011611010011000001010X，Y同時(shí)溢出71100101100100001X溢出811000011000001000X，Y同時(shí)溢出，JE=0，插補(bǔ)結(jié)束Computer Aided Manufacturing56例例 設(shè)直線設(shè)直線OE的起點(diǎn)在原點(diǎn)的起點(diǎn)在原點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)為），終點(diǎn)為E（6，4），試寫出直線），試寫出直線OE的的DDA插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。取被積函數(shù)寄存器分別為插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。取被積函數(shù)寄存器分別為JVX、JVY，余數(shù)寄存，余數(shù)寄存器分別為器分別為JRX、JRY，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器為，終點(diǎn)計(jì)

34、數(shù)器為JE，均為三位二進(jìn)制寄存器。，均為三位二進(jìn)制寄存器。 累加次數(shù)備注0初始狀態(tài)1第一次迭代，JE-12X，Y同時(shí)溢出3X溢出4X，Y同時(shí)溢出56X，Y同時(shí)溢出7X溢出8X，Y同時(shí)溢出，JE=0，插補(bǔ)結(jié)束XOY1234561234EComputer Aided Manufacturing57nDDA法圓弧插補(bǔ)法圓弧插補(bǔ)ABvvYvXRXOYPKXvYvRviYiXtKXtvYtKYtvXiYiXmiinmiinXYYX112121Computer Aided Manufacturing58nDDA法圓弧插補(bǔ)法圓弧插補(bǔ)X被積函數(shù)寄存器被積函數(shù)寄存器X積分累加器積分累加器Y被積函數(shù)寄存器被積函數(shù)寄存器Y積分累加器積分累加器XX軸軸溢出脈沖溢出脈沖YY軸軸溢出脈沖溢出脈沖t插補(bǔ)迭代插補(bǔ)迭代控制控制脈沖脈沖+1-1直線插補(bǔ)積分器的被積函數(shù)直線插補(bǔ)積分器的被積函數(shù)寄存器寄存器JV中的數(shù)值是常數(shù)，中的數(shù)值是常數(shù)，是直線的終點(diǎn)坐標(biāo)值，而圓是直線的終點(diǎn)坐標(biāo)值，而圓弧插補(bǔ)時(shí)被積函數(shù)寄存器中弧插補(bǔ)時(shí)被積函數(shù)寄存器中存放的是動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，是變量。存放的是動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，是變量。在插補(bǔ)過程中隨刀具相對(duì)工在插補(bǔ)過程中隨刀具相對(duì)工件的移動(dòng)，坐標(biāo)值做相應(yīng)的件的移動(dòng)，坐標(biāo)值做相應(yīng)的變化。變化。X軸坐標(biāo)值軸坐標(biāo)值Xi存放在存放在Y積分積分器的被積函數(shù)寄存器器的被積函數(shù)寄存器JVY中，中，而而Y軸坐標(biāo)值軸坐標(biāo)值Yi存放在存