數(shù)控機(jī)床的工作原理

1、第第4章章 數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床的工作原理4.1.1 插補(bǔ)的概念 在數(shù)控機(jī)床中，刀具不能嚴(yán)格地按照要求加工的曲線運(yùn)動(dòng)，在數(shù)控機(jī)床中，刀具不能嚴(yán)格地按照要求加工的曲線運(yùn)動(dòng)，只能只能用折線軌跡逼近所要加工的曲線用折線軌跡逼近所要加工的曲線。插補(bǔ)（插補(bǔ)（interpolationinterpolation）定義定義：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)依照一定方法：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)依照一定方法確定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的過程。確定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的過程。4.1 概述數(shù)控裝置數(shù)控裝置向各坐標(biāo)提供相互協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，向各坐標(biāo)提供相互協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，伺服系伺服系統(tǒng)統(tǒng)根據(jù)進(jìn)給脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。根據(jù)進(jìn)給脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。數(shù)控裝置

2、的關(guān)鍵問題：數(shù)控裝置的關(guān)鍵問題：根據(jù)控制指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖根據(jù)控制指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖數(shù)目分配的運(yùn)算（即插補(bǔ)計(jì)算），產(chǎn)生機(jī)床各坐標(biāo)的數(shù)目分配的運(yùn)算（即插補(bǔ)計(jì)算），產(chǎn)生機(jī)床各坐標(biāo)的進(jìn)給脈沖。進(jìn)給脈沖。插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)插補(bǔ)計(jì)算插補(bǔ)計(jì)算就是數(shù)控裝置根據(jù)輸入的基本數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，把就是數(shù)控裝置根據(jù)輸入的基本數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，把工件輪廓的形狀描述出來，邊計(jì)算邊根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)工件輪廓的形狀描述出來，邊計(jì)算邊根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)發(fā)出進(jìn)給脈沖，對(duì)應(yīng)每個(gè)脈沖，機(jī)床在響應(yīng)的坐標(biāo)方向上移發(fā)出進(jìn)給脈沖，對(duì)應(yīng)每個(gè)脈沖，機(jī)床在響應(yīng)的坐標(biāo)方向上移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量的距離，從而將工件加工出所需要輪廓的形動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量的距離

3、，從而將工件加工出所需要輪廓的形狀。狀。插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)：插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)：在一個(gè)線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密在一個(gè)線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化?；Ｓ布逖a(bǔ)器硬件插補(bǔ)器 由專門設(shè)計(jì)的數(shù)字邏輯電路組成。由專門設(shè)計(jì)的數(shù)字邏輯電路組成。特點(diǎn)：插補(bǔ)速度快，升級(jí)不易，柔性較差。特點(diǎn)：插補(bǔ)速度快，升級(jí)不易，柔性較差。軟件插補(bǔ)器軟件插補(bǔ)器 通過軟件（編程）實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)功能。通過軟件（編程）實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)功能。特點(diǎn)：插補(bǔ)速度比硬件插補(bǔ)器慢，但成本低、柔性強(qiáng)，特點(diǎn)：插補(bǔ)速度比硬件插補(bǔ)器慢，但成本低、柔性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好。4.1.2 插補(bǔ)方法的分類插補(bǔ)方法的分類4.1.2 插補(bǔ)方法的分類插補(bǔ)方

4、法的分類1.1.基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)（行程標(biāo)量插補(bǔ)或脈沖增量插補(bǔ)）基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)（行程標(biāo)量插補(bǔ)或脈沖增量插補(bǔ)）特點(diǎn)：特點(diǎn)：每次插補(bǔ)結(jié)束，數(shù)控裝置向每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)輸出基準(zhǔn)脈每次插補(bǔ)結(jié)束，數(shù)控裝置向每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)輸出基準(zhǔn)脈沖序列，每個(gè)脈沖代表了最小位移，脈沖序列的頻率代表了沖序列，每個(gè)脈沖代表了最小位移，脈沖序列的頻率代表了坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度，而脈沖的數(shù)量表示移動(dòng)量。坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度，而脈沖的數(shù)量表示移動(dòng)量。僅適用于一些中等精度或中等速度要求的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)僅適用于一些中等精度或中等速度要求的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 主要的脈沖增量插補(bǔ)方法主要的脈沖增量插補(bǔ)方法數(shù)字脈沖乘法器插補(bǔ)法數(shù)字脈沖乘法器插補(bǔ)法逐點(diǎn)比較法逐點(diǎn)比較法數(shù)字積分法

5、數(shù)字積分法矢量判別法矢量判別法比較積分法比較積分法最小偏差法最小偏差法目標(biāo)點(diǎn)跟蹤法目標(biāo)點(diǎn)跟蹤法單步追蹤法單步追蹤法直接函數(shù)法直接函數(shù)法加密判別和雙判別插補(bǔ)法加密判別和雙判別插補(bǔ)法2. 數(shù)字采樣插補(bǔ)（數(shù)據(jù)增量插補(bǔ)）數(shù)字采樣插補(bǔ)（數(shù)據(jù)增量插補(bǔ)）特點(diǎn)：特點(diǎn)：數(shù)控裝置產(chǎn)生的不是單個(gè)脈沖，而是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制字。插補(bǔ)數(shù)控裝置產(chǎn)生的不是單個(gè)脈沖，而是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制字。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步完成。運(yùn)算分兩步完成。（1）粗插補(bǔ)）粗插補(bǔ)(軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)) 在給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線之間插入若干個(gè)點(diǎn)，即用若干條微在給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線之間插入若干個(gè)點(diǎn)，即用若干條微小直線段逼近給定曲線，每一微小直線段的長(zhǎng)度都相等，且與給小直線段逼近給

6、定曲線，每一微小直線段的長(zhǎng)度都相等，且與給定速度有關(guān)。定速度有關(guān)。（2）精插補(bǔ)（硬件實(shí)現(xiàn)）精插補(bǔ)（硬件實(shí)現(xiàn)） 在粗插補(bǔ)算出的每一微小直線段的基礎(chǔ)上再作在粗插補(bǔ)算出的每一微小直線段的基礎(chǔ)上再作“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化化”工作，相當(dāng)于對(duì)直線的脈沖增量插補(bǔ)。工作，相當(dāng)于對(duì)直線的脈沖增量插補(bǔ)。 適用于閉環(huán)、半閉環(huán)以直流和交流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的位適用于閉環(huán)、半閉環(huán)以直流和交流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的位置采樣控制系統(tǒng)置采樣控制系統(tǒng) 主要的數(shù)字增量插補(bǔ)方法主要的數(shù)字增量插補(bǔ)方法直線函數(shù)法直線函數(shù)法 擴(kuò)展數(shù)字積分法擴(kuò)展數(shù)字積分法 二階遞歸擴(kuò)展數(shù)字積分插補(bǔ)法二階遞歸擴(kuò)展數(shù)字積分插補(bǔ)法 雙數(shù)字積分插補(bǔ)法雙數(shù)字積分插

7、補(bǔ)法 角度逼近圓弧插補(bǔ)法角度逼近圓弧插補(bǔ)法“改進(jìn)吐斯丁改進(jìn)吐斯丁”（Improved Tustin Method-ITMImproved Tustin Method-ITM）法法 4.2 基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)4.2.1 基本思路基本思路：相對(duì)于每個(gè)脈沖信號(hào)，機(jī)床移相對(duì)于每個(gè)脈沖信號(hào)，機(jī)床移動(dòng)部件的位移，常見的有：動(dòng)部件的位移，常見的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm）每進(jìn)給一步需要四個(gè)節(jié)拍：每進(jìn)給一步需要四個(gè)節(jié)拍：1. 逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法直線插補(bǔ)P點(diǎn)在直線上方，則有：P點(diǎn)在直線上，則有：P點(diǎn)在直線下方，則有：如圖所示直線OA和點(diǎn)P（Xi，Yi），A點(diǎn)（ X

8、e，Ye）。 0YXXYeiei0YXXYeiei0YXXYeieieieii , iYXXYF（1）偏差判別方程式：（2）坐標(biāo)進(jìn)給 （3）偏差計(jì)算F Fi,ii,i=0=0時(shí)，向時(shí)，向x x方向走一步。方向走一步。 F Fi,ii,i0=0F0 x（4）終點(diǎn)判斷 總步數(shù)為：N=Xe+Ye。每走一步，NN-1，判斷N為零，則插補(bǔ)結(jié)束。例例4-1 插補(bǔ)直線插補(bǔ)直線OA，A（5，3）序序號(hào)號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)給方向進(jìn)給方向偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F0,00,Xe=5,Ye=3n=0,N=81F0,00+XF1,0F0,0Ye-3n=12F1,0-30+YF1,1F1,0Xe2n=1+1=

9、20+XF2,1F1,1Ye-1n=2+1=3N4F2,1-10+YF2,2F2,1Xe4n=3+1=40+XF3,2F2,2Ye1n=4+1=50+XF4,2F3,2Ye-2n=5+1=6N7F4,2-20+YF4,3F4,0Xe3n=6+1=70+XF5,3F4,3Ye0n=7+1=8=N直線直線OA插補(bǔ)軌跡插補(bǔ)軌跡例例. 插補(bǔ)直線插補(bǔ)直線OA，A（4,5）序序號(hào)號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)給方向進(jìn)給方向偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F0,00,Xe=4,Ye=5n=0,N=91F0,00+XF1,0F0,0Ye-5n=12F1,0-50+YF1,1F1,0Xe-1n=1+1=2N3F1,1-

10、10+YF1,2F1,1 Xe3n=2+1=30+XF2,2F1,2 Ye-2n=3+1=4N5F2,2-20+YF2,3F2,2 Xe2n=4+1=50+XF3,3F2,3Ye-3n=5+1=6N7F3,3-30+YF3,4F3,3Xe1n=6+1=70+XF4,4F3,4Ye-4n=7+1=8NxOyA（4,5）插補(bǔ)軌跡插補(bǔ)軌跡 直線插補(bǔ)不同象限插補(bǔ)方向直線插補(bǔ)不同象限插補(bǔ)方向無論在哪個(gè)象限，逐點(diǎn)比較直線插補(bǔ)法均采用直線坐標(biāo)的絕對(duì)值計(jì)算。無論在哪個(gè)象限，逐點(diǎn)比較直線插補(bǔ)法均采用直線坐標(biāo)的絕對(duì)值計(jì)算。線型偏差計(jì)算進(jìn) 給偏差計(jì)算進(jìn) 給Fi0L1+X+YL2-X+YL3-X-YL4+X-Y四個(gè)象

11、限直線插補(bǔ)進(jìn)給方向和偏差計(jì)算四個(gè)象限直線插補(bǔ)進(jìn)給方向和偏差計(jì)算 0iFeiiYFF1eiiXFF1直線插補(bǔ)舉例直線插補(bǔ)舉例用逐點(diǎn)比較法加工第二象限直線OA，起點(diǎn)為O（0,0），終點(diǎn)為A（-4,3） 序序號(hào)號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)給方向進(jìn)給方向偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F0,00,Xe=-4,Ye=3n=0,N=71F0,00XF1,0F0,0|Ye| -3n=12F1,0-30+YF1,1F1,0|Xe|1n=1+1=20XF2,1F1,1|Ye|-2n=2+1=3N4F2,1-20+YF2,2F2,1|Xe|2n=3+1=40XF3,2F2,2|Ye|-1n=4+1=5N6F3,2-10

12、+YF3,3F3,2|Xe|3n=5+1=60XF4,3F3,3|Ye|0n=6+1=7=N2. 逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)如右圖所示逆圓弧AE，C、D、B點(diǎn)分別在圓弧的外、內(nèi)部和圓弧上。 C C點(diǎn)在圓弧的外部，則有點(diǎn)在圓弧的外部，則有 0)YX()YX(20202c2cD D點(diǎn)在圓弧的內(nèi)部，則有點(diǎn)在圓弧的內(nèi)部，則有 0)YX()YX(20202d2dB B點(diǎn)在圓弧上，則有點(diǎn)在圓弧上，則有 0)YX()YX(20202b2bxOyE（X0,Y0）C（Xc,Yc）D（Xd,Yd）B（Xb,Yb）A（Xe,Ye）（1 1）偏差判別方程式：）偏差判別方程式：（2 2）坐標(biāo)進(jìn)給和計(jì)算）坐標(biāo)進(jìn)

13、給和計(jì)算（3 3）終點(diǎn)判斷）終點(diǎn)判斷：)YX()YX(F202022F Fi,ii,i=0=0時(shí)，向時(shí)，向- -x x方向走一步。方向走一步。 F Fi,ii,i 0 0時(shí)，向時(shí)，向y y方向走一步方向走一步。1X2FFYY, 1XXii , ii , 1ii1ii1i1Y2FFXX, 1YYii , i1i , ii1ii1i0e0eYYXXn注意：圓弧與直線不同，直線用于計(jì)注意：圓弧與直線不同，直線用于計(jì)算的自始至終是終點(diǎn)坐標(biāo)，而圓弧則算的自始至終是終點(diǎn)坐標(biāo)，而圓弧則是一個(gè)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)。是一個(gè)動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)。 例例4-2 插補(bǔ)第一象限逆圓插補(bǔ)第一象限逆圓AB序號(hào)序號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)給進(jìn)給偏差計(jì)算偏

14、差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F10,00N=121F10,00X F9,0 F10,0210+1-19N=12-1=112F9,0-190+Y F9,1 F9,0+20+1-18N=12-2=103F9,1-180+Y F9,2 F9,1+21+1-15N=12-3=94F9,2-150+Y F9,3 F9,2+22+1-10N=12-4=85F9,3-100+YF9,4 F9,3+23+1-3N=12-5=76F9,4-30 XF8,5 F9,529+1-11N=12-7=58F8,5-110+YF8,6 F8,5+25+10N=12-8=49F8,60 XF7,6 F8,628+1-15N=1

15、2-9=310F7,6-150+YF7,7 F7,6+26+1-2N=12-10=211F7,7-20 XF6,8 F7,827+10N=12-12=0 xOyA（6,0）B（0,6）舉例：插補(bǔ)第一象限逆圓弧舉例：插補(bǔ)第一象限逆圓弧AB ，起點(diǎn)為起點(diǎn)為A（6,0），），終點(diǎn)為終點(diǎn)為B（0,6）序號(hào)序號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)給進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F6,00N=121F6,00XF5,0 F6,026+1-11N=12-1=112F5,0-110+YF5,1 F5,0+20+1-10N=12-2=103F5,1-100+YF5,2 F5,1+21+1-7N=12-3=94F5,2-7

16、0+YF5,3 F5,2+22+1-2N=12-4=85F5,3-20XF4,4 F5,425+1-4N=12-6=67F4,4-40XF3,5 F4,524+1-2N=12-8=49F3,5-20XF2,6 F3,623+14N=12-10=211F2,640XF1,6 F2,622+11N=12-11=112F1,610XF0,6 F1,621+10N=12-12=0圓弧插補(bǔ)的象限處理圓弧插補(bǔ)的象限處理四個(gè)象限圓弧插補(bǔ)進(jìn)給方向和偏差計(jì)算四個(gè)象限圓弧插補(bǔ)進(jìn)給方向和偏差計(jì)算 其他象限的圓弧插補(bǔ)以|Xi|和|Yi|代替Xi和Yi。線型偏差計(jì)算進(jìn) 給偏差計(jì)算進(jìn) 給Fi0Fi0SR1（順）-Y+XS

17、R3（順）+Y-XNR2（逆）-Y-XNR4（逆）+Y+XSR2（順）+X+YSR4（順）-X-YNR1（逆）-X+YNR3（逆）+X-Y11211iiiiiYYYFF11211iiiiiYYYFF11211iiiiiXXXFF11211iiiiiXXXFF圓弧插補(bǔ)舉例圓弧插補(bǔ)舉例用逐點(diǎn)比較法加工第二象限順圓弧AB，起點(diǎn)為A（-5，0），終點(diǎn)為B（-3，4） 序序號(hào)號(hào)偏差判別偏差判別進(jìn)進(jìn)給給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0F5,00N=61F5,00+XF4,0 F5,02|-5|+1-9N=6-1=52F4,0-90+YF4,1 F4,0+2|0|+1-8N=6-2=43F4,1-80+Y

18、F4,2 F4,1+2|1|+1-5N=6-3=34F4,2-50+YF4,3 F5,2+2|2|+10N=6-4=25F4,30+XF3,3 F4,32|-4|+1-7N=6-5=16F3,3-70+YF3,4 F3,3+2|3|+10N=6-6=0插補(bǔ)軌跡插補(bǔ)軌跡xOyA（4,3）xOyA（5,0）B（3,4）圓弧插補(bǔ)過象限處理圓弧插補(bǔ)過象限處理同一個(gè)圓弧在不同象限，走刀方向不同。同一個(gè)圓弧在不同象限，走刀方向不同。由于采用絕對(duì)值計(jì)算，由于采用絕對(duì)值計(jì)算，A1點(diǎn)與點(diǎn)與A點(diǎn)相同，在插補(bǔ)計(jì)算過點(diǎn)相同，在插補(bǔ)計(jì)算過程中，如果從程中，如果從A點(diǎn)插補(bǔ)到點(diǎn)插補(bǔ)到B點(diǎn)，那么會(huì)造成插補(bǔ)到點(diǎn)，那么會(huì)造成插補(bǔ)

19、到A1點(diǎn)點(diǎn)就結(jié)束。就結(jié)束。分不同象限處理。分不同象限處理。4.2.2 數(shù)字積分法數(shù)字積分法數(shù)字積分法也稱為數(shù)字微分分析法，是在數(shù)字積分器的基礎(chǔ)數(shù)字積分法也稱為數(shù)字微分分析法，是在數(shù)字積分器的基礎(chǔ)上建立起來的一種插補(bǔ)方法。上建立起來的一種插補(bǔ)方法。基本原理：數(shù)字積分法是利用數(shù)字積分的方法，計(jì)算刀具沿?cái)?shù)字積分法是利用數(shù)字積分的方法，計(jì)算刀具沿各坐標(biāo)軸的位移，使得刀具沿著所加工的曲線運(yùn)動(dòng)。各坐標(biāo)軸的位移，使得刀具沿著所加工的曲線運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算速度快，脈沖分配均勻，容易實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。運(yùn)算速度快，脈沖分配均勻，容易實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：速度調(diào)節(jié)不便，插補(bǔ)精度需要采用移動(dòng)措施才能滿足速度調(diào)

20、節(jié)不便，插補(bǔ)精度需要采用移動(dòng)措施才能滿足要求。要求。如右圖所示，由曲線yf（t）與x軸所圍成的面積S為： tdttfS0)(取t足夠小時(shí)，則有： n1i1ityS 如令t為最小的基本單位“1”時(shí)，則有： n1i1iyS1. 數(shù)字積分原理數(shù)字積分原理設(shè)置一個(gè)累加器，并且假設(shè)累加器的容量為一個(gè)單位設(shè)置一個(gè)累加器，并且假設(shè)累加器的容量為一個(gè)單位面積。用該累加器來實(shí)現(xiàn)累加運(yùn)算，那么在累加過程面積。用該累加器來實(shí)現(xiàn)累加運(yùn)算，那么在累加過程中超過一個(gè)單位面積時(shí)就必然產(chǎn)生溢出，即產(chǎn)生一個(gè)中超過一個(gè)單位面積時(shí)就必然產(chǎn)生溢出，即產(chǎn)生一個(gè)溢出脈沖。溢出脈沖。累加過程中所產(chǎn)生的溢出脈沖總數(shù)就是所求的近似值，累加過程

21、中所產(chǎn)生的溢出脈沖總數(shù)就是所求的近似值，或者說所要求的積分近似值。或者說所要求的積分近似值。以直線以直線OE為例說明為例說明DDA插補(bǔ)的方法，其終點(diǎn)的坐標(biāo)為（插補(bǔ)的方法，其終點(diǎn)的坐標(biāo)為（Xe,Ye）=(7,4)設(shè)在設(shè)在10秒時(shí)間內(nèi)完成插補(bǔ)工作（進(jìn)給脈沖以整數(shù)秒時(shí)間內(nèi)完成插補(bǔ)工作（進(jìn)給脈沖以整數(shù)1為單位）為單位）X方向每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的增量方向每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的增量 X= Xe/100.7Y方向每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的增量方向每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的增量 Y=Ye/100.4累積累積X方向的增量方向的增量0.7+0.71.4 ，發(fā)出，發(fā)出1個(gè)脈沖，留下個(gè)脈沖，留下0.4個(gè)脈沖個(gè)脈沖在余數(shù)寄存器等待下一次累積。最后在

22、余數(shù)寄存器等待下一次累積。最后10次累積為次累積為10*0.77（X方向的終點(diǎn)坐標(biāo)）方向的終點(diǎn)坐標(biāo)）累積累積Y方向的增量方向的增量0.4+0.4+0.41.2 ，3個(gè)單位后發(fā)出個(gè)單位后發(fā)出1個(gè)脈沖，個(gè)脈沖，留下留下0.2個(gè)脈沖在余數(shù)寄存器等待下一次累積。最后個(gè)脈沖在余數(shù)寄存器等待下一次累積。最后10次累積次累積為為10*0.44（Y方向的終點(diǎn)坐標(biāo)）方向的終點(diǎn)坐標(biāo)）舉例說明舉例說明直線直線OE的的DDA插補(bǔ)運(yùn)算過程插補(bǔ)運(yùn)算過程插補(bǔ)軌跡插補(bǔ)軌跡結(jié)論：直線結(jié)論：直線OE的插補(bǔ)過程實(shí)質(zhì)是一個(gè)累加運(yùn)算過程的插補(bǔ)過程實(shí)質(zhì)是一個(gè)累加運(yùn)算過程（即積分的過程）。（即積分的過程）。tVxxtVyykeyexyvx

23、vOAVtkxtvxextkytvyey結(jié)論：動(dòng)點(diǎn)從原點(diǎn)結(jié)論：動(dòng)點(diǎn)從原點(diǎn)O走走向終點(diǎn)向終點(diǎn)A的過程，可以的過程，可以看作是各坐標(biāo)軸每經(jīng)過看作是各坐標(biāo)軸每經(jīng)過一個(gè)單位時(shí)間間隔一個(gè)單位時(shí)間間隔t，分別以增量分別以增量kxe，kye同同時(shí)累加的過程。時(shí)累加的過程。2. DDA直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)各坐標(biāo)軸的位移量各坐標(biāo)軸的位移量nienietenienieteyktykdtkyyxktxkdtkxx110110DDA直線插補(bǔ)器結(jié)構(gòu)直線插補(bǔ)器結(jié)構(gòu)DDA直線插補(bǔ)器工作過程直線插補(bǔ)器工作過程平面直線插補(bǔ)器由兩個(gè)數(shù)字積分器組成，每個(gè)積分器平面直線插補(bǔ)器由兩個(gè)數(shù)字積分器組成，每個(gè)積分器由累加器和被積函數(shù)寄存器組成。

24、由累加器和被積函數(shù)寄存器組成。終點(diǎn)坐標(biāo)值存放在被積函數(shù)寄存器中。終點(diǎn)坐標(biāo)值存放在被積函數(shù)寄存器中。工作過程：工作過程：每發(fā)出一個(gè)插補(bǔ)迭代脈沖，使每發(fā)出一個(gè)插補(bǔ)迭代脈沖，使kxe和和kye向向各自的累加器里累加一次，累加的結(jié)果有無溢出脈沖各自的累加器里累加一次，累加的結(jié)果有無溢出脈沖取決于累加器的容量和取決于累加器的容量和kxe、kye的大小。的大小。系數(shù)系數(shù)k的選擇和累加次數(shù)的選擇和累加次數(shù)m的確定的確定 假設(shè)m次累加后（m也為累加器的容量），x、y分別到達(dá)終點(diǎn)，則有 11111mkykmyyktykyxkmxxktxkxeemiemieeemiemie為保證坐標(biāo)軸上每次分配的進(jìn)給脈沖不超過一

25、個(gè)，則有x1和y1，即kxe1和kye1。而xe和ye受寄存器容量的限制，令寄存器的位數(shù)為n，寄存器的最大值為2n-1，則有xe2n-1，ye2n-1。于是有 121nk為保證累加次數(shù)m為整數(shù)，取 ，所以累加次數(shù)m2n。所以數(shù)字積分法直線插補(bǔ)的終點(diǎn)判別為m2n。 nk21寄存寄存KXe與與Xe的一致性的一致性由于由于KXe= Xe/2n，運(yùn)算的方法為：保持?jǐn)?shù)字運(yùn)算的方法為：保持?jǐn)?shù)字Xe不變，只需不變，只需把數(shù)把數(shù)Xe往右移動(dòng)往右移動(dòng)n位即可得到位即可得到KXe。被積函數(shù)寄存器被積函數(shù)寄存器Jvx內(nèi)裝的內(nèi)裝的KXe，可改為只裝可改為只裝Xe即可。即可。KYe= Ye/2n，運(yùn)算的方法為：保持?jǐn)?shù)字

26、運(yùn)算的方法為：保持?jǐn)?shù)字Ye不變，只需把數(shù)不變，只需把數(shù)Ye往右移動(dòng)往右移動(dòng)n位即可得到位即可得到KYe。被積函數(shù)寄存器被積函數(shù)寄存器JvY內(nèi)裝的內(nèi)裝的KYe 可改為只裝可改為只裝Ye即可。即可。終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別終點(diǎn)計(jì)數(shù)器終點(diǎn)計(jì)數(shù)器JE開始：開始： JE =0每進(jìn)行一次加法運(yùn)算，每進(jìn)行一次加法運(yùn)算， JE +1當(dāng)當(dāng)JE=2n時(shí)運(yùn)算停止。時(shí)運(yùn)算停止。DDA直線插補(bǔ)流程圖直線插補(bǔ)流程圖例例4-3 DDA直線插補(bǔ)軌跡直線插補(bǔ)軌跡例例4-3 DDA直線插補(bǔ)（二進(jìn)制計(jì)算）直線插補(bǔ)（二進(jìn)制計(jì)算）累加次累加次數(shù)數(shù)（t）X積分器積分器Y積分器積分器終點(diǎn)計(jì)終點(diǎn)計(jì)數(shù)器數(shù)器JE備注備注JVx（xe）JRxxJVy（y

27、e）JRyy0101000011000000初始狀態(tài)初始狀態(tài)1101101011011001第一次迭代第一次迭代21010101011110010 x溢出溢出31011110110011011y溢出溢出41011001011100100 x溢出溢出51010011011111101x溢出溢出61011100110101110y溢出溢出71010111011101111x溢出溢出810100010110001000 x、 y溢出溢出整數(shù)計(jì)算過程整數(shù)計(jì)算過程累加次累加次數(shù)數(shù)（t）X積分器積分器Y積分器積分器終點(diǎn)計(jì)終點(diǎn)計(jì)數(shù)器數(shù)器JE備注備注JVx（xe）JRxxJVy（ye）JRyy050300初始

28、狀態(tài)初始狀態(tài)155331第一次迭代第一次迭代2521362x溢出溢出3573113y溢出溢出4541344x溢出溢出5511375x溢出溢出6563216y溢出溢出7531357x溢出溢出85013018x、 y溢出溢出3. DDA圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)如右圖所示，如右圖所示，P點(diǎn)為逆圓弧點(diǎn)為逆圓弧AB上的一上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，由圖可知個(gè)動(dòng)點(diǎn)，由圖可知 )(常數(shù)kxVyVRVyxtxktVytyktVxyx注意：對(duì)于第一象限逆圓弧，注意：對(duì)于第一象限逆圓弧，x坐標(biāo)軸的進(jìn)給方向是坐標(biāo)軸的進(jìn)給方向是x方向，方向，因此，要加上負(fù)號(hào)（）。因此，要加上負(fù)號(hào)（）。其余過程與直線插補(bǔ)相同。DDA圓弧插補(bǔ)器結(jié)構(gòu)圓弧插補(bǔ)器

29、結(jié)構(gòu)與直線插補(bǔ)的區(qū)別：與直線插補(bǔ)的區(qū)別：坐標(biāo)值坐標(biāo)值x、y存入被積函數(shù)寄存入被積函數(shù)寄存器存器JVx、JVy的對(duì)應(yīng)關(guān)系與直的對(duì)應(yīng)關(guān)系與直線不同，正好相反，線不同，正好相反，JVx存放存放著著y，JVy存放著存放著x。直線插補(bǔ)時(shí)，寄存器中始終直線插補(bǔ)時(shí)，寄存器中始終存放著終點(diǎn)的坐標(biāo)值，為常存放著終點(diǎn)的坐標(biāo)值，為常數(shù)，而圓弧插補(bǔ)則不同，寄數(shù)，而圓弧插補(bǔ)則不同，寄存器中存放著動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，是存器中存放著動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，是個(gè)變量。在插補(bǔ)過程中，必個(gè)變量。在插補(bǔ)過程中，必須根據(jù)動(dòng)點(diǎn)位置的變化來改須根據(jù)動(dòng)點(diǎn)位置的變化來改變變JVx、JVy中的內(nèi)容。中的內(nèi)容。第一象限逆圓弧第一象限逆圓弧DDA的插補(bǔ)過程的插補(bǔ)過程運(yùn)算

30、開始時(shí)，運(yùn)算開始時(shí)，x軸和軸和y軸被積函數(shù)寄存器軸被積函數(shù)寄存器中分別存放著中分別存放著Y、X的起點(diǎn)坐標(biāo)值。的起點(diǎn)坐標(biāo)值。x軸被積函數(shù)寄存器中的數(shù)與其累加器軸被積函數(shù)寄存器中的數(shù)與其累加器的數(shù)累加得到的溢出脈沖發(fā)到的數(shù)累加得到的溢出脈沖發(fā)到x方向。方向。y軸被積函數(shù)寄存器中的數(shù)與累加器中軸被積函數(shù)寄存器中的數(shù)與累加器中的數(shù)累加得到的溢出脈沖發(fā)到的數(shù)累加得到的溢出脈沖發(fā)到y(tǒng)方向。方向。每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖后，必須將被積函每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖后，必須將被積函數(shù)寄存器中的坐標(biāo)值加以修正。即當(dāng)數(shù)寄存器中的坐標(biāo)值加以修正。即當(dāng)x方向發(fā)出進(jìn)給脈沖后，使方向發(fā)出進(jìn)給脈沖后，使y軸被積函數(shù)軸被積函數(shù)寄存器中的內(nèi)容

31、減寄存器中的內(nèi)容減1（x方向的坐標(biāo)值減方向的坐標(biāo)值減少少1，但，但x坐標(biāo)值存放在坐標(biāo)值存放在y軸被積函數(shù)寄存軸被積函數(shù)寄存器中）；當(dāng)器中）；當(dāng)y方向發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖后，方向發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖后，使使x軸被積函數(shù)寄存器中的內(nèi)容加軸被積函數(shù)寄存器中的內(nèi)容加1（y方方向的坐標(biāo)值增加向的坐標(biāo)值增加1，但，但y坐標(biāo)值存放在坐標(biāo)值存放在x軸軸被積函數(shù)寄存器中）。被積函數(shù)寄存器中）。終點(diǎn)判斷：以圓弧的終點(diǎn)與起點(diǎn)的終點(diǎn)判斷：以圓弧的終點(diǎn)與起點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值之差的絕對(duì)值作為坐標(biāo)值之差的絕對(duì)值作為x、y方向各自方向各自發(fā)出的脈沖總數(shù)值，以此作為終點(diǎn)判斷。發(fā)出的脈沖總數(shù)值，以此作為終點(diǎn)判斷。DDA圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)流程

32、圖流程圖DDA圓弧插補(bǔ)舉例圓弧插補(bǔ)舉例已知第一象限逆圓弧AB，起點(diǎn)為A（5,0），終點(diǎn)為B（0,5），采用三位二進(jìn)制寄存器和累加器，使用DDA法進(jìn)行插補(bǔ)加工。 xOyABDDA不同象限插補(bǔ)處理不同象限插補(bǔ)處理數(shù)字積分法不同象限直線和圓弧插補(bǔ)時(shí)，均以第一象限的直線和逆數(shù)字積分法不同象限直線和圓弧插補(bǔ)時(shí)，均以第一象限的直線和逆圓弧為標(biāo)準(zhǔn)，以不同象限的坐標(biāo)值的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算，其進(jìn)給方向圓弧為標(biāo)準(zhǔn)，以不同象限的坐標(biāo)值的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算，其進(jìn)給方向和坐標(biāo)修正如下表所示。和坐標(biāo)修正如下表所示。 內(nèi) 容L1L2L3L4NR1NR2NR3NR4SR1SR2SR3SR4動(dòng)點(diǎn)修正JVX 11111111JVY 11

33、111111進(jìn)給方向XYDDA插補(bǔ)質(zhì)量的提高插補(bǔ)質(zhì)量的提高DDA插補(bǔ)的缺點(diǎn)：直線插補(bǔ)時(shí)每個(gè)程序段都要完成插補(bǔ)的缺點(diǎn)：直線插補(bǔ)時(shí)每個(gè)程序段都要完成m=2n次次累加運(yùn)算，造成行程長(zhǎng)走刀快，行程短走刀慢。累加運(yùn)算，造成行程長(zhǎng)走刀快，行程短走刀慢。各程序段進(jìn)給速度不一致，行程短的程序段生產(chǎn)效率低。各程序段進(jìn)給速度不一致，行程短的程序段生產(chǎn)效率低。解決辦法：解決辦法：“左移規(guī)格化處理左移規(guī)格化處理”被積數(shù)移去前零。如：被積數(shù)移去前零。如：00111100規(guī)格化數(shù)：規(guī)格化數(shù)：經(jīng)過左移規(guī)格化處理后，在寄存器中最高位位經(jīng)過左移規(guī)格化處理后，在寄存器中最高位位“1”的數(shù)。反之，為非規(guī)格化數(shù)。的數(shù)。反之，為非規(guī)格

34、化數(shù)。規(guī)格化的數(shù)累加兩次必然有一次溢出，而非規(guī)格化的數(shù)需要規(guī)格化的數(shù)累加兩次必然有一次溢出，而非規(guī)格化的數(shù)需要兩次或者多次累加才有一次溢出。兩次或者多次累加才有一次溢出。（1） 進(jìn)給速度的均勻化進(jìn)給速度的均勻化DDA直線插補(bǔ)規(guī)格化直線插補(bǔ)規(guī)格化 Xe ,Ye大者最高位為大者最高位為1 X=0011, Y=0101,0110，1010 每左移一位，累加次數(shù)應(yīng)該減少一倍，相當(dāng)于終點(diǎn)計(jì)數(shù)器的每左移一位，累加次數(shù)應(yīng)該減少一倍，相當(dāng)于終點(diǎn)計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)度要縮短一倍。如左移長(zhǎng)度要縮短一倍。如左移Q位，數(shù)值增大位，數(shù)值增大2Q倍，倍，m=2n-Q。v終點(diǎn)判別：終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器終點(diǎn)判別：終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器JE用用“1”

35、從最高位輸入進(jìn)行右從最高位輸入進(jìn)行右移，縮短計(jì)算長(zhǎng)度。移，縮短計(jì)算長(zhǎng)度。 非規(guī)格化非規(guī)格化 規(guī)格化規(guī)格化 Xe 000011 000110 011000 Ye 000101 001010 101000 JE 000000 100000 111000DDA圓弧插補(bǔ)左移規(guī)格化圓弧插補(bǔ)左移規(guī)格化最大的被積數(shù)次高位為最大的被積數(shù)次高位為1，即保持一個(gè)前零。，即保持一個(gè)前零。避免被積函數(shù)寄存器避免被積函數(shù)寄存器JVX，JVY在計(jì)算過程中被修正在計(jì)算過程中被修正+1時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生溢出。溢出。左移左移Q位，位，JVX，JVY存放存放2Qy和和2Qx。X積分器有溢出時(shí)，積分器有溢出時(shí)， JVX中的中的2Qy變?yōu)?/p>

36、變?yōu)?Q（y+1） 2Qy+ 2QY積分器有溢出時(shí)，積分器有溢出時(shí)， JVY中的中的2Qx變?yōu)樽優(yōu)?Q（x+1） 2Qx+ 2Q（2）插補(bǔ)精度的提高）插補(bǔ)精度的提高溢出脈沖速度與被積數(shù)成正比。溢出脈沖速度與被積數(shù)成正比。圓弧插補(bǔ)時(shí)圓弧插補(bǔ)時(shí)2個(gè)被積數(shù)可能相差較大，一個(gè)坐標(biāo)方向連續(xù)有溢出，個(gè)被積數(shù)可能相差較大，一個(gè)坐標(biāo)方向連續(xù)有溢出，而另一個(gè)則長(zhǎng)時(shí)間無溢出，從而使插補(bǔ)軌跡偏離理論曲線，使而另一個(gè)則長(zhǎng)時(shí)間無溢出，從而使插補(bǔ)軌跡偏離理論曲線，使插補(bǔ)精度降低。圓弧插補(bǔ)誤差小于或等于兩個(gè)脈沖當(dāng)量（直線插補(bǔ)精度降低。圓弧插補(bǔ)誤差小于或等于兩個(gè)脈沖當(dāng)量（直線插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)量）。插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)

37、量）。增加積分器位數(shù)，增加迭代次數(shù)，可提高插補(bǔ)精度，但進(jìn)給速度增加積分器位數(shù)，增加迭代次數(shù)，可提高插補(bǔ)精度，但進(jìn)給速度降低。降低。解決辦法：解決辦法：余數(shù)寄存器預(yù)置數(shù)法：全加載余數(shù)寄存器預(yù)置數(shù)法：全加載111111111 和和10000000.5（半加載法）。（半加載法）。作用：作用：在被積函數(shù)較小時(shí)，遲遲不能產(chǎn)生溢出的情況下，可以改在被積函數(shù)較小時(shí)，遲遲不能產(chǎn)生溢出的情況下，可以改善溢出脈沖的時(shí)間分布，減小插補(bǔ)誤差。善溢出脈沖的時(shí)間分布，減小插補(bǔ)誤差。4.3 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)基本原理基本原理：是一種時(shí)間分割法，根據(jù)進(jìn)給速度，將加工輪廓曲線分割是一種時(shí)間分割法，根據(jù)進(jìn)給速度，將加工輪廓

38、曲線分割為一定時(shí)間內(nèi)（一個(gè)插補(bǔ)周期）的進(jìn)給量（一條微小直線），即用為一定時(shí)間內(nèi)（一個(gè)插補(bǔ)周期）的進(jìn)給量（一條微小直線），即用一系列微小直線段逼近輪廓軌跡。在每個(gè)插補(bǔ)周期，調(diào)用插補(bǔ)程序一系列微小直線段逼近輪廓軌跡。在每個(gè)插補(bǔ)周期，調(diào)用插補(bǔ)程序一次，為下一插補(bǔ)周期計(jì)算出各坐標(biāo)軸應(yīng)該行進(jìn)的增長(zhǎng)段，并計(jì)算一次，為下一插補(bǔ)周期計(jì)算出各坐標(biāo)軸應(yīng)該行進(jìn)的增長(zhǎng)段，并計(jì)算插補(bǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)值。插補(bǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)值。實(shí)現(xiàn)步驟實(shí)現(xiàn)步驟：粗插補(bǔ)（用若干微小直線段逼近曲線）和精插補(bǔ)（脈沖增粗插補(bǔ)（用若干微小直線段逼近曲線）和精插補(bǔ)（脈沖增量插補(bǔ)）。量插補(bǔ)）。解決兩個(gè)問題：解決兩個(gè)問題：選擇插補(bǔ)周期；計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)各坐標(biāo)軸的進(jìn)給量。

39、選擇插補(bǔ)周期；計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)各坐標(biāo)軸的進(jìn)給量。插補(bǔ)周期的選擇插補(bǔ)周期的選擇 （1）插補(bǔ)周期與插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間的關(guān)系。）插補(bǔ)周期與插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間的關(guān)系。 （2）插補(bǔ)周期與位置反饋采樣周期的關(guān)系。）插補(bǔ)周期與位置反饋采樣周期的關(guān)系。 （3）插補(bǔ)周期與精度、速度的關(guān)系。）插補(bǔ)周期與精度、速度的關(guān)系。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)直線與圓弧插補(bǔ)原理數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)直線與圓弧插補(bǔ)原理直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)：用插補(bǔ)所形成的步長(zhǎng)子線段逼近給定直線，與給定用插補(bǔ)所形成的步長(zhǎng)子線段逼近給定直線，與給定直線重合。直線重合。圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)：用弦線（直接函數(shù)法）或割線（擴(kuò)展用弦線（直接函數(shù)法）或割線（擴(kuò)展DDA算法）逼算法）逼近圓弧。近圓弧。1.

40、直線插補(bǔ)算法原理直線插補(bǔ)算法原理每個(gè)插補(bǔ)周期的進(jìn)給步長(zhǎng)為每個(gè)插補(bǔ)周期的進(jìn)給步長(zhǎng)為 L=FT直線直線OPe的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為 L=(Xe2+Ye2)0.5x和和y軸的位移增量為軸的位移增量為 X= LXe/L Y= LYe/L 假設(shè)假設(shè)k=L/L 插補(bǔ)第插補(bǔ)第i點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為 Xi=Xi-1+X= Xi-1+kXe Yi=Yi-1+Y= Yi-1+kYe2. 圓弧插補(bǔ)算法圓弧插補(bǔ)算法基本思想：在滿足精度的前提下，用弦進(jìn)給代替弧進(jìn)給，即基本思想：在滿足精度的前提下，用弦進(jìn)給代替弧進(jìn)給，即用直線逼近圓弧。用直線逼近圓弧。圓弧上相鄰兩點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系如下。圓弧上相鄰兩點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系如下。

41、 sinL5 . 0YcosL5 . 0XEMOCAEDHCDOCHMDH)2tan(taniiisin5 . 0cos5 . 0tanLYLXXYiiFTL YYYXXXi1ii1i 4.4 加工過程的速度控制加工過程的速度控制 機(jī)床加工過程中，不同尺寸、不同材質(zhì)的零件，切削速度不機(jī)床加工過程中，不同尺寸、不同材質(zhì)的零件，切削速度不同。同。CNC系統(tǒng)進(jìn)給速度控制包括自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)兩種方式。系統(tǒng)進(jìn)給速度控制包括自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)兩種方式。自動(dòng)調(diào)節(jié)方式：自動(dòng)調(diào)節(jié)方式：按照零件加工程序中速度功能指令中的按照零件加工程序中速度功能指令中的F值進(jìn)值進(jìn)行速度控制。行速度控制。手動(dòng)調(diào)節(jié)方式：手動(dòng)調(diào)節(jié)方

42、式：加工過程中由操作者根據(jù)需要隨時(shí)使用倍率旋加工過程中由操作者根據(jù)需要隨時(shí)使用倍率旋鈕對(duì)進(jìn)行速度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。鈕對(duì)進(jìn)行速度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。開環(huán)系統(tǒng)中，坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)速度是通過向步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖的頻率開環(huán)系統(tǒng)中，坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)速度是通過向步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)，其速度控制方法是根據(jù)程編來實(shí)現(xiàn)，其速度控制方法是根據(jù)程編F值來確定其頻率。值來確定其頻率。半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)中，采用數(shù)據(jù)采樣方法進(jìn)行插補(bǔ)加工，其速度半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)中，采用數(shù)據(jù)采樣方法進(jìn)行插補(bǔ)加工，其速度計(jì)算是根據(jù)程編計(jì)算是根據(jù)程編F值將輪廓曲線分割為采樣周期的輪廓步長(zhǎng)。值將輪廓曲線分割為采樣周期的輪廓步長(zhǎng)。因此，進(jìn)給速度控制方法與系統(tǒng)采用的插

43、補(bǔ)方法有關(guān)。因此，進(jìn)給速度控制方法與系統(tǒng)采用的插補(bǔ)方法有關(guān)。4.4.1 基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法的進(jìn)給速度控制基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法的進(jìn)給速度控制 首先分析、計(jì)算每次插補(bǔ)運(yùn)算所占用時(shí)間，然后再用各種首先分析、計(jì)算每次插補(bǔ)運(yùn)算所占用時(shí)間，然后再用各種速度要求的進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間減去每次插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間，從而得速度要求的進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間減去每次插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間，從而得到到CPU再每次插補(bǔ)運(yùn)算后應(yīng)等待的時(shí)間，用再每次插補(bǔ)運(yùn)算后應(yīng)等待的時(shí)間，用CPU的空運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的空運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)對(duì)這段等待的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，即采用軟件延時(shí)子程序。對(duì)這段等待的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，即采用軟件延時(shí)子程序。也可通過置速度標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)程序計(jì)數(shù)。也可通過置速度標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)程序

44、計(jì)數(shù)。程序計(jì)時(shí)法多用于點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)。程序計(jì)時(shí)法多用于點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)。不同的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)應(yīng)著不同的進(jìn)給速度，空運(yùn)轉(zhuǎn)等待時(shí)間不同的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)應(yīng)著不同的進(jìn)給速度，空運(yùn)轉(zhuǎn)等待時(shí)間越短，發(fā)出進(jìn)給脈沖頻率越高，速度越快。越短，發(fā)出進(jìn)給脈沖頻率越高，速度越快。1. 程序計(jì)時(shí)法程序計(jì)時(shí)法2. 時(shí)鐘中斷法時(shí)鐘中斷法時(shí)鐘中斷法只要求一種時(shí)鐘頻率，用軟件控制每個(gè)時(shí)時(shí)鐘中斷法只要求一種時(shí)鐘頻率，用軟件控制每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的插補(bǔ)次數(shù)，以達(dá)到進(jìn)給速度控制的目的。鐘周期內(nèi)的插補(bǔ)次數(shù)，以達(dá)到進(jìn)給速度控制的目的。其速度要求用每分鐘毫米數(shù)直接給定。其速度要求用每分鐘毫米數(shù)直接給定。4.4.2 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的進(jìn)給速度控制數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的進(jìn)給速度控制 為了保證機(jī)床在啟動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或?yàn)榱吮ＷC機(jī)床在啟動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對(duì)進(jìn)給電機(jī)進(jìn)行加減速控制。分為前加減速控制振蕩，必須對(duì)進(jìn)給電機(jī)進(jìn)行加減速控制。分為前加減速控制和后加減速控制。和后加減速控制。前加減速控制：前加減速控制：對(duì)合成速度對(duì)合成速度F進(jìn)行控制，優(yōu)點(diǎn)是不影響實(shí)際進(jìn)行控制，優(yōu)點(diǎn)是不影響實(shí)際插補(bǔ)輸出的位置精度。缺點(diǎn)是需要預(yù)測(cè)減速點(diǎn)（需要根據(jù)實(shí)插補(bǔ)輸出的位置精度。缺點(diǎn)是需要預(yù)測(cè)減速點(diǎn)（需要根據(jù)實(shí)際刀具位置與程序段終點(diǎn)之間的距離來確定）。際刀具位置與程序段終點(diǎn)之間的距離來確定）。后加減速控制：后加減速控制：對(duì)各