機(jī)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(lèi)型有：直線(xiàn)與直線(xiàn)轉(zhuǎn)接，直線(xiàn)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(bǔ)償方向，過(guò)渡方式有：縮短型、伸長(zhǎng)型、插入型編程軌跡的連接刀具補(bǔ)償方向sina>=0cosa>=0象限轉(zhuǎn)接類(lèi)型對(duì)應(yīng)圖號(hào)

G41G01/G41G01

G41

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

G42

11Ⅰ伸長(zhǎng)2-60（a）10Ⅱ插入2-60（b）00Ⅲ縮短2-60（c）01Ⅳ縮短2-60（d）C功能刀具半徑補(bǔ)償實(shí)例讀入OA，判斷出是刀補(bǔ)建立，繼續(xù)讀下一段。讀入AB，因?yàn)?0o<α＜180o，且又是右刀補(bǔ)（G42），由表可知，此時(shí)段間轉(zhuǎn)接的過(guò)渡形式是插入型。則計(jì)算出a、b、c的坐標(biāo)值，并輸出直線(xiàn)段oa、ab、bc，供插補(bǔ)程序運(yùn)行。cbaBAOCDEcbaBAOCDE讀入BC，因?yàn)?0o<α＜180o

，同理，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過(guò)渡形式是插入型。則計(jì)算出d、e點(diǎn)的坐標(biāo)值，并輸出直線(xiàn)cd、de。讀入CD，因?yàn)?70o<α<360o，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過(guò)渡形式是縮短型。則計(jì)算出f點(diǎn)的坐標(biāo)值輸出直線(xiàn)段ef。fedBcbAOCDEa讀入DE（假定由撤消刀補(bǔ)的G40命令），因?yàn)棣?/p>

＜90o，由于是刀補(bǔ)撤消段，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過(guò)渡形式是伸長(zhǎng)型。則計(jì)算出g、h點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后輸出直線(xiàn)段fg、gh、hE。刀具半徑補(bǔ)償處理結(jié)束。ghBfedcbAOCDEa進(jìn)給速度控制一、脈沖增量插補(bǔ)算法的進(jìn)給速度控制

脈沖增量插補(bǔ)的輸出形式是脈沖，其頻率與進(jìn)給速度成正比。因此可通過(guò)控制插補(bǔ)運(yùn)算的頻率來(lái)控制進(jìn)給速度。常用的方法有：軟件延時(shí)法和中斷控制法。1.

軟件延時(shí)法根據(jù)編程進(jìn)給速度，可以求出要求的進(jìn)給脈沖頻率，從而得到兩次插補(bǔ)運(yùn)算之間的時(shí)間間隔，它必須大于CPU執(zhí)行插補(bǔ)程序的時(shí)間程，與時(shí)間程之差即為應(yīng)調(diào)節(jié)的時(shí)間延，可以編寫(xiě)一個(gè)延時(shí)子程序來(lái)改變進(jìn)給速度。例設(shè)某數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量δ=0.01mm，插補(bǔ)程序運(yùn)行時(shí)間t程=0.1ms，若編程進(jìn)給速度F=300mm/min，求調(diào)節(jié)時(shí)間t延。解由v=60δf得

（1/s）則插補(bǔ)時(shí)間間隔調(diào)節(jié)時(shí)間t延=t-t程=（2-0.1）ms=1.9ms

用軟件編一程序?qū)崿F(xiàn)上述延時(shí)，即可達(dá)到進(jìn)給速度控制的目的。2.中斷控制法由進(jìn)給速度計(jì)算出定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（CTC）的定時(shí)時(shí)間常數(shù)，以控制CPU中斷。定時(shí)器每申請(qǐng)一次中斷，CPU執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，并在中斷服務(wù)程序中完成一次插補(bǔ)運(yùn)算并發(fā)出進(jìn)給脈沖。如此連續(xù)進(jìn)行，直至插補(bǔ)完畢。該方法速度控制比較精確，控制速度不會(huì)因?yàn)椴煌?jì)算機(jī)主頻的不同而改變，所以在很多數(shù)控系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。

加減速控制目的：

1.保證在啟動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩

2.為了保證加工質(zhì)量

在啟動(dòng)或速度突然升高時(shí)，應(yīng)保證加在伺服電動(dòng)機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸增大；當(dāng)速度突降時(shí)，應(yīng)保證加在伺服電動(dòng)機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸減小數(shù)據(jù)采樣法進(jìn)給速度控制和加減速控制前加減速控制插補(bǔ)前的加減速控制，對(duì)合成速度—編程指令速度F進(jìn)行控制后加減速控制插補(bǔ)后的加減速控制，對(duì)各運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行控制1.穩(wěn)定速礦度和瞬屬時(shí)速度f(wàn)s——穩(wěn)定速卡度，mm/鳳minT——插補(bǔ)周期喉，msF——指令速度碗，mm/累minK——速度系州數(shù)，包將括快速澤倍率、歌切削進(jìn)賤給倍率趟，調(diào)節(jié)均范圍在0~20采0%之間穩(wěn)定狀衣態(tài)：fi=fs加速（減展速）狀態(tài)棗：fi<fs(或fi>fs）前加減速砍控制2.線(xiàn)性加減回速處理設(shè)進(jìn)給速懼度為F(mm/遍min)，加速搜到F所需時(shí)間禮為t(ms)，則加（首減）速度麻為加速時(shí)，盛系統(tǒng)每插妹補(bǔ)一次都庫(kù)要進(jìn)行穩(wěn)量定速度、庫(kù)瞬時(shí)速度印和加速處擺理。當(dāng)上蘭一個(gè)插補(bǔ)熄周期的穩(wěn)謊定速度f(wàn)s小于當(dāng)爐前穩(wěn)定衡速度f(wàn)s時(shí)，則要六加速，每抖加速一次絮，瞬時(shí)速示度為新的瞬時(shí)孩速度f(wàn)i+1參加插補(bǔ)誦計(jì)算，對(duì)窮各坐標(biāo)軸圓進(jìn)行分配蜘。當(dāng)上一符個(gè)插補(bǔ)偶周期穩(wěn)翅定速度f(wàn)s大于當(dāng)前黑穩(wěn)定速度f(wàn)s時(shí)，則質(zhì)要減速許。減速久時(shí)，首量先計(jì)算項(xiàng)出減速私區(qū)域長(zhǎng)近度S，當(dāng)穩(wěn)定及速度f(wàn)s和設(shè)定繁的加速煙度確定姻后，S可由下述式求得減速時(shí)扇，Si<S，則設(shè)置羞減速狀態(tài)具標(biāo)志，開(kāi)幟始減速。岸減速時(shí)瞬捷時(shí)速度為憲：若要提緩前一段辦距離開(kāi)勤始減速餅，需預(yù)漸先設(shè)置改提前量踩△S后加減速缺控制1.指數(shù)加減瓜速控制目的——啟動(dòng)或軟停止時(shí)由速度突愚變?yōu)殡S果時(shí)間按勉指數(shù)規(guī)描律上升談或下降喬。加速時(shí)勻速時(shí)減速時(shí)2.直線(xiàn)加具減速控命制算法a.加速過(guò)程若輸入符速度Vc與輸出速擱度Vi-1差值大于KL時(shí)，即Vc-Vi-1>KL，則，Vi=Vi-1+KLb.加速過(guò)渡簽過(guò)程輸入速度Vc大于輸出燃速度Vi-1，但差絕值小于KL時(shí)，0<Vc-Vi-1<KL改變輸出匆速度，使蹲其與輸入膝相等：Vi=Vcc.勻速過(guò)程Vi=Vi-1d.減速過(guò)渡回過(guò)程輸入速柴度Vc小于輸錫出速度Vi-1，但差值仍小于KL時(shí)，0<Vi-1-Vc<KL則Vi=Vce.減速過(guò)執(zhí)程若輸入未速度Vc與輸出雁速度Vi-1差值大于KL時(shí)，即Vc-Vi-1>KL，則，Vi=Vi-1-KL名稱(chēng)原理插補(bǔ)公式特點(diǎn)數(shù)字脈沖乘法器比例乘法Sx=mxSy=my結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；易實(shí)現(xiàn)空間直線(xiàn)插補(bǔ)；但精度不高，進(jìn)給速度波動(dòng)大；不易實(shí)現(xiàn)曲線(xiàn)插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法區(qū)域判別第1象限直線(xiàn)插補(bǔ)：Fij≥0時(shí)，走+x,Fi+1,j=Fij-yeFij<0時(shí)，走+y,Fi,j+1=Fij+xe（其中xe,ye為終點(diǎn)坐標(biāo)）第1象限逆圓弧插補(bǔ)：Fij≥0時(shí)，走-x,Fi+1,j=Fij-2xi+1Fij<0時(shí)，走+y,Fi,j+1=Fij+2yi+1速度比較平穩(wěn)；可實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)、圓弧、橢圓、拋物線(xiàn)、雙曲線(xiàn)等二次曲線(xiàn)的插補(bǔ)；精度較高（誤差一般在一個(gè)脈沖當(dāng)量以?xún)?nèi)）數(shù)字積分法（DDA）數(shù)字累加直線(xiàn)：x=∫xedty=∫yedt（xe,ye為終點(diǎn)坐標(biāo)）圓?。簒=-∫ydty=∫xdt橢圓：x=-∫a2ydt（a,b分別為長(zhǎng)短軸）y=∫b2xdt雙曲線(xiàn)：x=∫a2