機床數(shù)控原理與系統(tǒng)

程序段間轉(zhuǎn)接情況分析根據(jù)前后兩段編程軌跡，轉(zhuǎn)接類型有：直線與直線轉(zhuǎn)接，直線與圓弧轉(zhuǎn)接，圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接等。根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具補償方向，過渡方式有：縮短型、伸長型、插入型編程軌跡的連接刀具補償方向sina>=0cosa>=0象限轉(zhuǎn)接類型對應圖號

G41G01/G41G01

G41

11Ⅰ縮短2-59（a）10Ⅱ縮短2-59（b）00Ⅲ插入2-59（d）01Ⅳ伸長2-59（c）G42G01/G42G01

G42

11Ⅰ伸長2-60（a）10Ⅱ插入2-60（b）00Ⅲ縮短2-60（c）01Ⅳ縮短2-60（d）C功能刀具半半徑補償實實例讀入OA，判斷出是是刀補建立立，繼續(xù)讀讀下一段。。讀入AB，因為90o<α＜180o，且又是右右刀補（G42），由表可可知，此時時段間轉(zhuǎn)接接的過渡形形式是插入入型。則計計算出a、b、c的坐標值，，并輸出直直線段oa、ab、bc，供插補程程序運行。。cbaBAOCDEcbaBAOCDE讀入BC，因為90o<α＜180o，同理，由由表可知，，段間轉(zhuǎn)接接的過渡形形式是插入入型。則計計算出d、e點的坐標值值，并輸出出直線cd、de。讀入CD，因為270o<α<360o，由表可知知，段間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接的過渡渡形式是縮縮短型。則則計算出f點的坐標值值輸出直線線段ef。fedBcbAOCDEa讀入DE（假定由撤撤消刀補的的G40命令令）），，因因為為α＜90o，由由于于是是刀刀補補撤撤消消段段，，由由表表可可知知，，段段間間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接接的的過過渡渡形形式式是是伸伸長長型型。。則則計計算算出出g、h點的的坐坐標標值值，，然然后后輸輸出出直直線線段段fg、gh、hE。刀具具半半徑徑補補償償處處理理結結束束。。ghBfedcbAOCDEa進給給速速度度控控制制一、、脈脈沖沖增增量量插插補補算算法法的的進進給給速速度度控控制制脈沖沖增增量量插插補補的的輸輸出出形形式式是是脈脈沖沖，，其其頻頻率率與與進進給給速速度度成成正正比比。。因因此此可可通通過過控控制制插插補補運運算算的的頻頻率率來來控控制制進進給給速速度度。。常常用用的的方方法法有有：：軟件件延延時時法法和中斷斷控控制制法法。。1.軟件件延延時時法法根據(jù)據(jù)編編程程進進給給速速度度，，可可以以求求出出要要求求的的進進給給脈脈沖沖頻頻率率，，從從而而得得到到兩兩次次插插補補運運算算之之間間的的時時間間間間隔隔，，它它必必須須大大于于CPU執(zhí)行插插補程程序的的時間間程，，與時時間程程之差差即為為應調(diào)調(diào)節(jié)的的時間間延，，可以以編寫寫一個個延時時子程程序來來改變變進給給速度度。例設某數(shù)數(shù)控裝裝置的的脈沖沖當量量δ=0.01mm，插補補程序序運行行時間間t程=0.1ms，若編編程進進給速速度F=300mm/min，求調(diào)調(diào)節(jié)時時間t延。解由v=60δf得（1/s）則插補補時間間間隔隔調(diào)節(jié)時時間t延=t-t程=（2-0.1）ms=1.9ms用軟件件編一一程序序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)上述述延時時，即即可達達到進進給速速度控控制的的目的的。2.中斷控控制法法由進給給速度度計算算出定定時器器/計數(shù)器器（CTC）的定時時時間間常數(shù)數(shù)，以以控制制CPU中斷。。定時時器每每申請請一次次中斷斷，CPU執(zhí)行一一次中中斷服服務程程序，，并在在中斷斷服務務程序序中完完成一一次插插補運運算并并發(fā)出出進給給脈沖沖。如如此連連續(xù)進進行，，直至至插補補完畢畢。該方法法速度度控制制比較較精確確，控控制速速度不不會因因為不不同計計算機機主頻頻的不不同而而改變變，所所以在在很多多數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)中被被廣泛泛應用用。加減速速控制制目的：：1.保證在在啟動動或停停止時時不產(chǎn)產(chǎn)生沖沖擊、、失步步、超超程或或振蕩蕩2.為了保保證加加工質(zhì)質(zhì)量在啟動動或速速度突突然升升高時時，應應保證證加在在伺服服電動動機上上的進進給脈脈沖頻頻率或或電壓壓逐漸漸增大大；當當速度度突降降時，，應保保證加加在伺伺服電電動機機上的的進給給脈沖沖頻率率或電電壓逐逐漸減減小數(shù)據(jù)采采樣法法進給給速度度控制制和加加減速速控制制前加減減速控控制插補前前的加加減速速控制制，對對合成成速度度—編程指指令速速度F進行控控制后加減減速控控制插補后后的加加減速速控制制，對對各運運動分分別進進行控控制1.穩(wěn)定速速度和和瞬時時速度度fs——穩(wěn)定速速度，，mm/minT——插補周周期，，msF——指令速速度，，mm/minK——速度系系數(shù)，，包括括快速速倍率率、切切削進進給倍倍率，，調(diào)節(jié)節(jié)范圍圍在0~200%之間穩(wěn)定狀狀態(tài)：：fi=fs加速（（減速速）狀狀態(tài)：：fi<fs(或fi>fs）前加減減速控控制2.線性加加減速速處理理設進給給速度度為F(mm/min)，加速速到F所需時時間為為t(ms)，則加加（減減）速速度為為加速時時，系系統(tǒng)每每插補補一次次都要要進行行穩(wěn)定定速度度、瞬瞬時速速度和和加速速處理理。當當上一一個插插補周周期的的穩(wěn)定定速度度fs小于當當前穩(wěn)穩(wěn)定速速度fs時，則則要加加速，，每加加速一一次，，瞬時時速度度為新的瞬瞬時速速度fi+1參加插插補計計算，，對各各坐標標軸進進行分分配。。當上一一個插插補周周期穩(wěn)穩(wěn)定速速度fs大于當當前穩(wěn)穩(wěn)定速速度fs時，則則要減減速。。減速速時，，首先先計算算出減減速區(qū)區(qū)域長長度S，當穩(wěn)穩(wěn)定速速度fs和設定定的加加速度度確定定后，，S可由下下式求求得減速時時，Si<S，則設設置減減速狀狀態(tài)標標志，，開始始減速速。減減速時時瞬時時速度度為：：若要提提前一一段距距離開開始減減速，，需預預先設設置提提前量量△S后加減減速控控制1.指數(shù)加加減速速控制制目的——啟動或或停止止時速速度突突變?yōu)闉殡S時時間按按指數(shù)數(shù)規(guī)律律上升升或下下降。。加速時勻速時減速時2.直線加減減速控制制算法a.加速過程程若輸入速速度Vc與輸出速速度Vi-1差值大于KL時，即Vc-Vi-1>KL，則，Vi=Vi-1+KLb.加速過渡渡過程輸入速度度Vc大于輸出出速度Vi-1，但差值值小于KL時，0<Vc-Vi-1<KL改變輸出出速度，，使其與與輸入相相等：Vi=Vcc.勻速過程程Vi=Vi-1d.減速過渡渡過程輸入速度度Vc小于輸出出速度Vi-1，但差值值小于KL時，0<Vi-1-Vc<KL則Vi=Vce.減速過程程若輸入速速度Vc與輸出速速度Vi-1差值大于于KL時，即Vc-Vi-1>KL，則，Vi=Vi-1-KL名稱原理插補公式特點數(shù)字脈沖乘法器比例乘法Sx=mxSy=my結構簡單；易實現(xiàn)空間直線插補；但精度不高，進給速度波動大；不易實現(xiàn)曲線插補逐點比較法區(qū)域判別第1象限直線插補：Fij≥0時，走+x,Fi+1,j=Fij-yeFij<0時，走+y,Fi,j+1=Fij+xe（其中xe,ye為終點坐標）第1象限逆圓弧插補：Fij≥0時，走-x,Fi+1,j=Fij-2xi+1Fij<0時，走+y,Fi,j+1=Fij+2yi+1速度比較平穩(wěn)；可實現(xiàn)直線、圓弧、橢圓、拋物線、雙曲線等二次曲線的插補；精度較高（誤差一般在一個脈沖當量以內(nèi)）數(shù)字積分法（DDA）數(shù)字累加直線：x=∫xedty=∫yedt（xe,ye為終點坐標）圓?。簒=-