數(shù)控技術(shù)第3章34節(jié)資料

1、第3章 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(zhungzh)3.1 概述(i sh)3.2 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)3.3 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)3.4 典型數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.5 國(guó)內(nèi)外典型CNC系統(tǒng)簡(jiǎn)介1共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.4.1 機(jī)床的控制(kngzh)功能需求3.4.2 插補(bǔ)功能3.4.3 補(bǔ)償功能3.4.4 PLC功能3.4.5 故障診斷功能2共九十五頁(yè)33.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.1 機(jī)床(jchung)的控制功能需求用戶需求功能概述自動(dòng)加工控制功能程序（譯碼、解釋、刀補(bǔ)、插補(bǔ)、運(yùn)動(dòng)控制）【GF】主軸【 S 】換刀【 TD 】輔助【 M 】

2、手動(dòng)操作功能【用途：調(diào)試、對(duì)刀】點(diǎn)動(dòng)手搖回零干預(yù)（修調(diào)、暫停）故障監(jiān)控/診斷人機(jī)對(duì)話、交互刀具管理功能壽命管理刀庫(kù)管理共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)3.4.1 機(jī)床的控制功能需求基本控制功能運(yùn)動(dòng)控制單軸運(yùn)動(dòng)控制（點(diǎn)位、速度）多軸聯(lián)動(dòng)控制（路徑、比例）運(yùn)動(dòng)控制用什么(shn me)語(yǔ)言？I/O控制開(kāi)關(guān)量模擬量脈沖量數(shù)字量I/O(邏輯)控制用什么語(yǔ)言？4共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.4.2 插補(bǔ)功能(gngnng)G92 X0 Z0G91 G01 Z-100 F200G01 X1005共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)問(wèn)題(

3、wnt)的描述程序功能數(shù)控裝置位移 X指令 Y速度 Fx指令 Fy伺服系統(tǒng)對(duì)用G代碼(或其它語(yǔ)言)表達(dá)的加工任務(wù)進(jìn)行解釋、分析、計(jì)算，分解為伺服系統(tǒng)可以接收的動(dòng)作指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件按特定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，完成加工任務(wù)。6共九十五頁(yè)YX3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)的基本概念插補(bǔ)：零件輪廓線型已知點(diǎn)，進(jìn)給速度(sd)、刀具參數(shù)、進(jìn)給方向等，計(jì)算出中間點(diǎn)坐標(biāo)值 。插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)： “數(shù)據(jù)密化”。刀具或工件的移動(dòng)軌跡是小線段構(gòu)成的折線，用折線逼近輪廓線型。有插補(bǔ)擬合誤差，但脈沖當(dāng)量小（pm、m級(jí)），插補(bǔ)擬合誤差在加工誤差范圍內(nèi)。脈沖當(dāng)量：刀具或工件能移動(dòng)的最小位移量。7共九十五頁(yè)3.4 典

4、型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn) 插補(bǔ)問(wèn)題描述/定義 已知(輸入)G代碼程序描述零件輪廓或刀位軌跡(guj)的直線、圓弧 起點(diǎn)、終點(diǎn)-直線 起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心、方向-圓弧進(jìn)給速度 求解(輸出)進(jìn)給伺服系統(tǒng)可以接收的指令 各軸的增量或速度（x,y）8共九十五頁(yè)yx3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn) 直線(zhxin)插補(bǔ)問(wèn)題圖解終點(diǎn)（10,5）G92 X0 Y0起點(diǎn)（0,0）G01 X10 Y5 F500問(wèn)題描述：如何協(xié)調(diào)并控制兩個(gè)坐標(biāo)軸X，Y的運(yùn)動(dòng)，使得刀具能相對(duì)工件從起點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn).9共九十五頁(yè)o103.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn) 圓弧插補(bǔ)問(wèn)題(wnt)圖解y

5、起點(diǎn)（0,30）G92 X-10 Y30G01 X0 Y30 F500G02 X30 Y0 I0 J30 x終點(diǎn)（30, 0）問(wèn)題描述：如何協(xié)調(diào)并控制兩個(gè)坐標(biāo)軸X，Y的運(yùn)動(dòng)，使得刀具能相對(duì)工件從起點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn).共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.2.1 插補(bǔ)方法的分類(lèi)插補(bǔ)器：數(shù)控裝置中完成插補(bǔ)運(yùn)算工作的裝置或程序。硬件(yn jin)方式插補(bǔ)器插補(bǔ)方法的 分類(lèi)軟件方式插補(bǔ)算法軟硬件結(jié)合方式11共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)早期(zoq)NC數(shù)控系統(tǒng)：用硬件插補(bǔ)器，由邏輯電路組成特點(diǎn)：速度快，靈活性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。CNC數(shù)控系統(tǒng)：

6、軟件插補(bǔ)器，由微處理器組成，由計(jì)算機(jī)程序完成各種插補(bǔ)功能；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活易變，速度較慢?，F(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng)：軟件插補(bǔ)或軟、硬件插補(bǔ)結(jié)合的方法，由軟件完成粗插補(bǔ)，硬件完成精插補(bǔ)。12共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)粗插補(bǔ)用軟件方法，將加工軌跡分割為線段，精插補(bǔ)用硬件插補(bǔ)器，將粗插補(bǔ)分割的線段進(jìn)一步密化數(shù)據(jù)點(diǎn)。CNC系統(tǒng)一般都有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)兩種基本功能。一些高檔CNC系統(tǒng)，已出現(xiàn)螺旋線、拋物線、漸開(kāi)線、正弦線、樣條曲線和球面螺旋線插補(bǔ)等功能。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸出到伺服驅(qū)動(dòng)裝置信號(hào)不同，插補(bǔ)方法可歸納為兩大類(lèi)：1基準(zhǔn)脈沖(michng)插補(bǔ)（或稱(chēng)脈沖增量插補(bǔ)、行程標(biāo)量

7、插補(bǔ)等）2數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)（或稱(chēng)數(shù)據(jù)增量插補(bǔ)、時(shí)間標(biāo)量插補(bǔ)等）13共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)1基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)（脈沖增量插補(bǔ)、行程標(biāo)量插補(bǔ)）特點(diǎn)：數(shù)控裝置向各坐標(biāo)軸輸出一個(gè)基準(zhǔn)脈沖序列，驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電機(jī)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)算簡(jiǎn)單，易用硬件電路實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算速度快。每個(gè)脈沖使坐標(biāo)軸產(chǎn)生1個(gè)脈沖當(dāng)量增量；脈沖數(shù)量代表位移量；脈沖序列頻率代表運(yùn)動(dòng)速度。適用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、中等精度或中等速度要求的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的精插補(bǔ)基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)的具體方法很多：逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、比較積分法、數(shù)字脈沖乘法器法、最小偏差法、矢量判別(pnbi)法、單步追蹤法、直接函數(shù)法等。14共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功

8、能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)2數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)（數(shù)據(jù)增量插補(bǔ)、時(shí)間(shjin)分割法）特點(diǎn)：數(shù)控裝置產(chǎn)生的是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制字。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步完成：第一步粗插補(bǔ);第二步精插補(bǔ).第一步粗插補(bǔ)：時(shí)間分割，把加工一段直線或圓弧的整段時(shí)間細(xì)分為許多相等的時(shí)間間隔，稱(chēng)為插補(bǔ)周期 T。在每個(gè)T內(nèi)，計(jì)算輪廓步長(zhǎng) lFT，將輪廓曲線分割為若干條長(zhǎng)度為輪廓步長(zhǎng) l 的微小直線段；lFT15共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)第二步精插補(bǔ)：數(shù)控裝置通過(guò)檢測(cè)裝置定時(shí)對(duì)實(shí)際位移采樣，根據(jù)采樣周期的大小(dxio)，采用直線的基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)，在輪廓步長(zhǎng)內(nèi)插入若干點(diǎn)。T與采樣周期T反饋的關(guān)系：Tn T反饋在粗插補(bǔ)算

9、出的每一微小直線段的基礎(chǔ)上再作“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”工作。一般將粗插補(bǔ)運(yùn)算稱(chēng)為插補(bǔ)，由軟件完成；精插補(bǔ)可由軟件、硬件實(shí)現(xiàn)。16共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)如何計(jì)算各坐標(biāo)軸的增量x或y：前一插補(bǔ)周期末動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)值本次插補(bǔ)周期內(nèi)坐標(biāo)增量值計(jì)算出本次插補(bǔ)周期末動(dòng)點(diǎn)位置(wi zhi)坐標(biāo)值。對(duì)直線插補(bǔ)，不會(huì)造成軌跡誤差。對(duì)圓弧插補(bǔ)，將輪廓步長(zhǎng)作為內(nèi)接弦線或割線來(lái)逼近圓弧，會(huì)帶來(lái)輪廓誤差。17共九十五頁(yè)l 222l 24ll 23.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)內(nèi)接弦線l/2=FT/2割線(gxin)l/2=FT/2F：進(jìn)給速度R+RR-R-R ( R ) ( )22 R

10、2 舍去高階無(wú)窮小，得 ：( R ) 2 ( R ) 2 ( ) 224 R 4 l 2 ( FT ) 28R 8R l 216 R( FT ) 216 R18共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)割線逼近(bjn)時(shí)計(jì)算復(fù)雜，應(yīng)用較少。 1個(gè)脈沖當(dāng)量，所以：F、R一定時(shí)，T越短， 越小。插補(bǔ)周期應(yīng)盡量選得小一些。當(dāng) 、T確定后，根據(jù)R選擇F，保證 不超過(guò)允許值。19共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)計(jì)算在一個(gè)插補(bǔ)周期(zhuq)內(nèi)x、y 、z逐點(diǎn)比較法脈沖增量插補(bǔ)DDA法插補(bǔ)方法直線函數(shù)法數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)擴(kuò)展DDA法20共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)

11、控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.4.2.2 逐點(diǎn)比較法開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床，實(shí)現(xiàn)直線(zhxin)、圓弧、其他二次曲線（橢圓、拋物線、雙曲線等）插補(bǔ)。特點(diǎn)：運(yùn)算直觀，最大插補(bǔ)誤差1個(gè)脈沖當(dāng)量，脈沖輸出均勻，調(diào)節(jié)方便。原理：每進(jìn)給一步完成4個(gè)工作節(jié)拍：偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給新偏差計(jì)算終點(diǎn)比較21共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)1. 逐點(diǎn)比較法的直線(zhxin)插補(bǔ)圖解y(10,5)左側(cè)右側(cè)(0,0)x22共九十五頁(yè)y3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)1. 逐點(diǎn)比較法的直線(zhxin)插補(bǔ)算法點(diǎn)在直線上或直線左側(cè)時(shí) X: +1點(diǎn)在直線右側(cè) 時(shí) Y: +1起點(diǎn)(0,0)終點(diǎn)(10,5)中間

12、點(diǎn)：左側(cè)(10,5)P1(0,1)(0,0)p5(3,2)p6(4,2)p7(5,2)右側(cè)xPi (x i ,y i )P14(9,5)23共九十五頁(yè)y3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)1. 逐點(diǎn)比較法的直線插補(bǔ)算法(sun f)點(diǎn)在直線左側(cè) Yi / Xi Ye / Xe = Xe*Yi - Ye* Xi 0點(diǎn)在直線上 Yi / Xi = Ye / Xe = Xe*Yi - Ye* Xi =0點(diǎn)在直線右側(cè) Yi / Xi Xe*Yi - Ye* Xi =0 在直線上或直線左側(cè) X: +1Fi =0?否A+x走一步+y走一步N=N-1F=F-yeAF=F+xeN=0?是結(jié)束否27共九十

13、五頁(yè)43213.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)例1: 第一(dy)象限直線，起點(diǎn)為O（0，0），終 Y點(diǎn)A（6,4）。A (6,4)插補(bǔ)從直線起點(diǎn)開(kāi)始，故F0，0=0；終點(diǎn)判別:E 存入X、Y坐標(biāo)方向總步數(shù)，即E64=10，E=0時(shí)停止插補(bǔ)。O123456X28共九十五頁(yè)1234567893.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)步數(shù)偏差(pinch)判別 坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判斷起點(diǎn)F0，0=0E=10F0，0=0F1，00F1，10F2，10XYXYF1，0=F0，0ye=04=4 E=101=9F1，1= F1，0 xe=46=2 E=91=8F2，1= F1，1ye=2

14、4=2 E=81=7F2，2= F2，1xe=26=4 E=71=6F2，20XF3，2= F2，2ye=44=0E=61=5F3，2=0F4，20F4，30F5，30XYXYF4，2= F3，2ye=04=4 E=51=4F4，3= F4，2xe=46=2 E=41=3F5，3= F4，3ye=24=2 E=31=2F5，4= F5，3xe=26=4 E=21=110F5，40XF6，4= F5，4ye=44=0E=11=029共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)象限(xingxin)問(wèn)題+y前進(jìn)一步(xe,ye)y-x前進(jìn)一步F=xeyj-xiye0?o?x課堂練習(xí)：按逐點(diǎn)

15、比較插補(bǔ)方法推導(dǎo)第3，4象限直線插補(bǔ)判別式的遞推公式。30共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)2. 圓弧的逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)y象限(xingxin)11位置圓內(nèi)圓外輸出+x-y2象限3象限o1象限4象限x223344圓內(nèi)圓外圓內(nèi)圓外圓內(nèi)圓外+y+x-x+y-y-x31共九十五頁(yè)i j3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)2. 逐點(diǎn)比較法的圓弧插補(bǔ)算法-偏差計(jì)算 如何(rh)判別點(diǎn)在圓內(nèi)、圓外? 該點(diǎn)與圓心的距離Fi,j= xi*xi+yj*yj-R*R R 圓內(nèi)x 2 y 2 R 圓上 R 圓外 0 圓內(nèi) 0 圓上 0 圓外32共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能

16、原理及實(shí)現(xiàn)2. 圓弧逐點(diǎn)比較(bjio)插補(bǔ) - 判別式的遞推計(jì)算判別式 Fi,j= xi*xi+yj*yj-R*R 三次乘法,兩次加法(xi, yj)Fi,j(xi, yj)Fi,j(xi+1, yj)Fi+1,j(xi, yj-1)Fi,j-1Fi+1, j= xi+1*xi+1+yj*yj-R*R= (xi+1)*(xi+1)+yj*yj-R*R= Fi, j+2xi+1Fi, j= xi*xi+yj-1*yj-1-R*R= xi*xi+(yj-1)*(yj-1)-R*R= Fi, j-2yj+133共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn) 逐點(diǎn)比較法的圓弧插補(bǔ)算法(sun

17、f)的步驟位置判別 根據(jù)判別式F的符號(hào)確定當(dāng)前加工點(diǎn)的位置坐標(biāo)進(jìn)給 根據(jù)位置判別結(jié)果沿相應(yīng)的軸和方向（X:Y?）進(jìn)給一步偏差計(jì)算 根據(jù)遞推公式計(jì)算新加工點(diǎn)的偏差值終點(diǎn)判別 確定是否到達(dá)終點(diǎn)34共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)第1象限順圓弧插補(bǔ)算法框圖(kungt)開(kāi)始初始化xe,ye,N是F=0?否A-y走一步+x走一步N=N-1F=F+2x+1y=y-1F=F-2y+1x=x+1N=0?是否結(jié)束A35共九十五頁(yè)543213.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)例2： 起點(diǎn)A（6,0）,終點(diǎn)B（0,6）。逐點(diǎn)比較法進(jìn)行(jnxng)插補(bǔ)，畫(huà)出插補(bǔ)軌跡。插補(bǔ)從圓弧起

18、點(diǎn)開(kāi)始，故F0，0=0；E 存X、Y方向總步數(shù)，E66=12，每進(jìn)給一步Y(jié)6B(0,6)理想軌跡插補(bǔ)軌跡A(6,0)減1，E=0時(shí)停止插補(bǔ)。O123456X36共九十五頁(yè)E=11E=10E=9E=8E=7E=6E=5E=4E=3373.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)步數(shù) 偏差(pinch)判 坐標(biāo)偏差計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算終點(diǎn)別 進(jìn)給判斷起點(diǎn)F0，0=0 x0=6 y0=0E=121 F0，0=0 X F1，0= F0，02x01=0121=11 x1=61=5 y1=02 F1，00 Y F1，1= F1，02y11=1101=10 x2=5 y2=01=13 F1，10 Y F1，2=

19、F1，12y21=1021=7 x3=5 y3=11=24 F1，20 Y F1，3= F1，22y31=741=2 x4=5 y4=21=35 F1，30 Y F1，4= F1，32y41=261=5x5=5 y5=31=46 F1，40 X F2，4= F1，42x51=5101=4 x6=51=4 y6=47 F2，40 Y F2，5= F2，42y61=481=5x7=4 y7=41=58 F2，50 X F3，5= F2，52x71=581=2x8=41=3 y 8 =59 F3，50 Y F3，6= F3，52y81=2101=9 x9=3 y9=51=610 F3，60 XF4，

20、6= F3，62x91=961=4x10=31=2 y10=6E=211 F4，60 XF5，6= F4，62x101=441=1x11=21=1 y11=6 E=112 F5，60 XF6，6= F5，62x111=121=0 x12=11=0 y12=6 E=0共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)課堂(ktng)練習(xí)題1） 給出逆圓的逐點(diǎn)比較插補(bǔ)算法和相關(guān) 遞推公式2）上述推導(dǎo)中，直線或圓弧的起點(diǎn)都是按原點(diǎn)來(lái)算的，如果起點(diǎn)不是原點(diǎn)怎么做？G92 X100, Y100G01 X130, Y150G01 X150G02 X200, Y100, I50, J038共九十五頁(yè)3

21、.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.2.3 時(shí)間(shjin)分割法問(wèn)題的提出逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法每次都沿坐標(biāo)軸的方向移動(dòng)yx39共九十五頁(yè)1.3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)時(shí)間分割法的要點(diǎn)：把刀位軌跡(guj)按相等的時(shí)間段分割成一個(gè)一個(gè)的進(jìn)給區(qū)域每一個(gè)時(shí)間段稱(chēng)為一個(gè)插補(bǔ)周期每一個(gè)周期內(nèi)完成一定的位移量各周期內(nèi)的位移量不一定是相等的一個(gè)周期內(nèi)各軸的位移量也不一定是相等的通過(guò)計(jì)算每一個(gè)周期內(nèi)的各軸位移量，控制各軸協(xié)調(diào)動(dòng)作，使刀具相對(duì)工件按預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng).40共九十五頁(yè)Y3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)2. 時(shí)間分割(fng)之直線插補(bǔ)算法已知：起點(diǎn)，終點(diǎn)，

22、進(jìn)給速度，插補(bǔ)周期求：x，y例：OPe， O(0,0)為起點(diǎn)，Pe (Xe,Ye)為終點(diǎn)，速度F(mm/min).Pe (Xe,Ye)Pi+1 (Xi+1,Yi+1)YiPi (Xi,Yi)LOXiX41共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)周期分割(fng)(周期合成增量)直線插補(bǔ)算法基本步驟軸增量分配YLPe (Xe,Ye)YPe (Xe,Ye)Pi+1 (Xi+1,Yi+1)YiLPi (Xi,Yi)Ps (0,0)OXOXiX42共九十五頁(yè)YLie23.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)直線(zhxin)插補(bǔ)公式的推導(dǎo)設(shè)插補(bǔ)周期為t(ms)，則在t內(nèi)的合成進(jìn)給

23、量L為： L F t / 60 m 若t =8ms 則： L 2 F / 15 m Pe (Xe,Ye) X i L cos X i 1 X i XYi 1 X i 1tg Yi Yi 1 Yi1 OPi+1 (Xi+1,Yi+1)YiPi (Xi,Yi)XiX式中：tg Y eXcos XXee Y e43共九十五頁(yè)YL2 e3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)先計(jì)算(j sun)Yi后計(jì)算Xi，即：Yi L cos Yi 1 Yi Y i X i 1 Yi 1tgX i X i 1 X iOPe (Xe,Ye)Pi+1 (Xi+1,Yi+1)YiPi (Xi,Yi)XiXtg X e

24、Y ecos XY e Y e244共九十五頁(yè)ii i3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)公式的選用可以證明，從插補(bǔ)精度的角度考慮(kol)，插補(bǔ)公式的選用原則為：X i L cos X i 1 X i XYi 1 X i 1tgYi Yi 1 YiX e YeYi L cosY 1 Y Y iXi 1 Yi1tgXi Xi 1 XiX e Ye這個(gè)結(jié)論的實(shí)質(zhì)就是在插補(bǔ)計(jì)算時(shí)總是先計(jì)算大的坐標(biāo)增量，后計(jì)算小的坐標(biāo)增量。45共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)公式的歸一化處理為程序設(shè)計(jì)的方便，引入引導(dǎo)坐標(biāo)的概念，即將進(jìn)給增量值較大的坐標(biāo)定義(dngy)為引導(dǎo)坐標(biāo)G，進(jìn)給

25、增量值較小的定義為非引導(dǎo)坐標(biāo)N。這樣便可將八組插補(bǔ)公式歸結(jié)為一組：Gi L cosGi 1 Gi GiNi 1 Gi 1tgNi Ni 1 Ni式中：tg NeGecos NeGe2 Ne246共九十五頁(yè)Y3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)2. 時(shí)間(shjin)分割之圓弧插補(bǔ)算法已知：起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心、P0(X0,Y0)G02F，tPi(Xi,Yi)XiB求: 一系列的中間點(diǎn)xi, yiYmA iLYiDPi+1(Xi+1,Yi+1)(i=1,N)iiRCPe(Xe,Ye)OX47共九十五頁(yè)BD3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)圓弧直接(zhji)插補(bǔ)問(wèn)題的描述已知：

26、當(dāng)前點(diǎn)A的坐標(biāo)Pi(Xi，Yi);YPi(Xi,Yi) XiG02合成進(jìn)給速度插補(bǔ)周期YmA iLYiPi+1(Xi+1,Yi+1)求解：i圓上下一插補(bǔ)點(diǎn)C：Pi+1(Xi+1，Yi+1):iRC約束條件：OXmax:最大逼近誤差48共九十五頁(yè) iA Yi 3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)圓弧直接(zhji)插補(bǔ)公式推導(dǎo)ABC ODYm則有： i i 2cos i cos i i 2 YmR Yi 2R YYmOiPi(Xi,Yi) Xi iDRiG02BLYiPi+1(Xi+1,Yi+1)CX49共九十五頁(yè) L Yi 1 i 1 i 1A3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)整

27、理(zhngl)得： X i Yi R 2 X X i X iY R 2 X i X i 2 Yi Yi 1 YiYYmiPi(Xi,Yi) Xi iDRiG02BLYiPi+1(Xi+1,Yi+1)COX50共九十五頁(yè) i 1 i 1 3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)同直線插補(bǔ)一樣,上述算法是先計(jì)算Xi后計(jì)算Yi，同樣還可以先計(jì)算Yi后計(jì)算Xi，即： L X i 1 Yi R X i 2 Y Yi Yi X R 2 Yi Yi 2 X i X i 1 X i這兩個(gè)公式的選用(xunyng)原則同直線一樣。51共九十五頁(yè) L i 1 i 1 L i 1 i 1223.4 典型(d

28、inxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)公式的歸一化處理(chl)考慮不同的象限和不同的插補(bǔ)方向（G02/G03），則該算法的圓弧插補(bǔ)計(jì)算公式將有16組。為了方便程序設(shè)計(jì)，同樣在引入引導(dǎo)坐標(biāo)后，可將16組插補(bǔ)計(jì)算公式歸結(jié)為A和B兩組：A G i N i R G G i G i N R 2 G i 1 N i N i N i 1 N i 1 2 B G i N i R G G i G i N R 2 G i 1 N i N i 1 N i N i 1 2 52共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)順圓插補(bǔ)（G02）G02逆圓插補(bǔ)（G03）G03ABBAABBABAABBAAB53共九十五頁(yè)3

29、.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)3.4.2.4 評(píng)價(jià)插補(bǔ)算法(sun f)的指標(biāo)算法穩(wěn)定性 迭代計(jì)算 累積誤差 精度指標(biāo) 速度均勻性54共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn) 穩(wěn)定性指標(biāo)插補(bǔ)運(yùn)算是一種迭代運(yùn)算，算法穩(wěn)定性問(wèn)題插補(bǔ)算法穩(wěn)定的充分必要條件：在插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程中，對(duì)計(jì)算誤差和舍入誤差沒(méi)有累積效應(yīng)。插補(bǔ)算法穩(wěn)定是確保輪廓(lnku)精度要求的前提。55共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn) 插補(bǔ)精度指標(biāo) 插補(bǔ)精度：插補(bǔ)輪廓與給定輪廓的符合程度，它可用插補(bǔ)誤差來(lái)評(píng)價(jià)。 插補(bǔ)誤差分類(lèi)： 逼近誤差（指用直線逼近曲線時(shí)產(chǎn)生的誤差）； 計(jì)算誤差（指因計(jì)算字長(zhǎng)限

30、制產(chǎn)生的誤差）； 圓整誤差（指計(jì)算結(jié)果取整產(chǎn)生的誤差）其中(qzhng)，逼近誤差和計(jì)算誤差與插補(bǔ)算法密切相關(guān).提高插補(bǔ)精度的方法 采用逼近誤差和計(jì)算誤差較小的插補(bǔ)算法； 采用優(yōu)化的小數(shù)圓整法，如：逢奇（偶）四舍五入法、小數(shù)累進(jìn)法等。上述三誤差的綜合效應(yīng)一般要求小于系統(tǒng)的最小運(yùn)動(dòng)指令或脈沖當(dāng)量。56共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn) 合成速度的均勻性指標(biāo) 合成速度的均勻性：插補(bǔ)運(yùn)算輸出的各軸進(jìn)給率，經(jīng)運(yùn)動(dòng)合成的實(shí)際速度（Fr）與給定的進(jìn)給速度（F ）的符合(fh)程度。 速度不均勻性系數(shù)： F F rF* 100 % 合成速度均勻性系數(shù)應(yīng)滿足：max 1 %57共九十五頁(yè)

31、2) ) 2o243.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)中進(jìn)給速度、加工精度(jn d)與插補(bǔ)周期的關(guān)系e e r r (Ft 22PFt r r 1 (Ft 2)2rrAPe r r(1 (Ft 2 12r r r1 ( Ft )28r( Ft 2r) ( Ft 2r)2! 4! 58共九十五頁(yè)23.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)e: 逼近(bjn)誤差e ( F t )8 r r: 圓弧半徑(曲線曲率半徑)F:合成進(jìn)給速度t:插補(bǔ)周期插補(bǔ)周期與加工精度和速度的關(guān)系：當(dāng)F,r一定時(shí)，插補(bǔ)周期越短，則e越小，逼近精度越高；當(dāng)e,r一定時(shí)，插補(bǔ)周期越短，允許的進(jìn)給速度就越大。

32、59共九十五頁(yè)Ycos i i23.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)算法近似對(duì)插補(bǔ)精度的影響(yngxing)近似算式：Y Yi 2 Yi Yi 1 2R R 插補(bǔ)精度： X i L cos i Yi R 2 X i X i Yi算法可保證插補(bǔ)點(diǎn)均落在圓弧上0 i i iLLLX結(jié)論：無(wú)影響。60共九十五頁(yè)223.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)合成進(jìn)給速度(sd)均勻性：Y X i L cos i Yi R X i X i Yi L ( L , L , L ) X i2 Yi 2 F結(jié)論：有影響。但影響很小0 i i iLLLX61共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(

33、gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.3 補(bǔ)償(bchng)原理主要內(nèi)容3.4.4.1 基本概念定義 用途 分類(lèi)3.4.4.2 補(bǔ)償原理過(guò)程:建立進(jìn)行撤消轉(zhuǎn)接與過(guò)渡的幾種情況 轉(zhuǎn)接與過(guò)渡的方式 實(shí)例62共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn) 刀補(bǔ)功能的中心思想：彌補(bǔ)編程中心點(diǎn)與實(shí)際加工輪廓點(diǎn)的偏差。 加工中心：一個(gè)重要組成部分就是自動(dòng)換刀裝置，在一次加工中使用多把長(zhǎng)度不同的刀具，需要有刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能。 輪廓銑削加工：為刀具中心沿所需軌跡運(yùn)動(dòng)，需要有刀具半徑補(bǔ)償功能。 車(chē)削加工：可以使用多種刀具，數(shù)控系統(tǒng)具備了刀具長(zhǎng)度和刀具半徑補(bǔ)償功能，使數(shù)控程序與刀具形狀和刀具尺寸盡量無(wú)關(guān)，可大

34、大簡(jiǎn)化編程。 具有刀具補(bǔ)償功能，在編制加工程序時(shí)，可以按零件實(shí)際輪廓編程，加工前測(cè)量實(shí)際的刀具半徑、長(zhǎng)度等，作為刀具補(bǔ)償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，可以加工出合乎尺寸要求的零件輪廓。 刀具補(bǔ)償功能還可以滿足加工工藝等其他一些要求，可以通過(guò)逐次改變(gibin)刀具半徑補(bǔ)償值大小的辦法，調(diào)整每次進(jìn)給量，以達(dá)到利用同一程序?qū)崿F(xiàn)粗、精加工循環(huán)。另外，因刀具磨損、重磨而使刀具尺寸變化時(shí)，若仍用原程序，勢(shì)必造成加工誤差，用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償可以解決這個(gè)問(wèn)題。共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)車(chē)削(ch xu)加工中的刀具補(bǔ)償1.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 車(chē)床數(shù)控裝置控制的是刀架參考點(diǎn)的位置，實(shí)際切削時(shí)是利用刀

35、尖來(lái)完成。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償是用來(lái)實(shí)現(xiàn)刀尖軌跡與刀架參考點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換。共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn) 如圖3-38所示，P為刀尖，Q為刀架參考點(diǎn)，假設(shè)刀尖圓弧半徑為零。利用刀具長(zhǎng)度測(cè)量裝置測(cè)出刀尖點(diǎn)相對(duì)于刀架參考點(diǎn)的坐標(biāo)xpq，zpq，存入(cn r)刀補(bǔ)內(nèi)存表中。 零件輪廓軌跡是由刀尖切出的，編程時(shí)以刀尖點(diǎn)P來(lái)編程，設(shè)刀尖P點(diǎn)坐標(biāo)為xp，zp，刀架參考點(diǎn)坐標(biāo)Q（xq，zq）可由下式求出： 這樣，零件輪廓軌跡通過(guò)式(3-45)補(bǔ)償后，就能通過(guò)控制刀架參考點(diǎn)Q來(lái)實(shí)現(xiàn)。共九十五頁(yè)G41C3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)3.4.3.1 刀具(doj)半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍钽?/p>

36、削加工刀具補(bǔ)償1. 刀具半徑補(bǔ)償(Tool Radius Compensation)的定義根據(jù)按零件輪廓刀具編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，數(shù)控編程軌跡裝置能實(shí)時(shí)自動(dòng)生成C”刀具刀具中心軌跡的功能稱(chēng)為刀具半徑補(bǔ)償功AACBBG42能。刀具中心軌跡63共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)2. 刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途 實(shí)時(shí)將編程軌跡變換成刀具中心軌跡?？杀苊庠诩庸ぶ杏捎诘毒甙霃降淖兓?如由于刀具損壞而換刀等原因(yunyn)而重新編程的麻煩 刀具半徑誤差補(bǔ)償。由于刀具的磨損或因換刀引起的刀具半徑的變化，也不必重新編程，只須修改相應(yīng)的偏置參數(shù)即可 減少粗、精加工程序編制的工作

37、量。由于輪廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工時(shí)，均要為精加工工序預(yù)留加工余量。加工余量的預(yù)留可通過(guò)修改偏置參數(shù)實(shí)現(xiàn)，而不必為粗、精加工各編制一個(gè)程序.64共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3. 刀具半徑補(bǔ)償(bchng)的常用方法刀具編程軌跡B刀補(bǔ)：G41C”刀具 刀具中心軌跡的段間連接都是圓弧進(jìn)行的，算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。B刀補(bǔ)的問(wèn)題AACCBBG42刀具中心軌跡1） 在外輪廓尖角加工時(shí)，由于輪廓尖角處，始終處于切削狀態(tài)，尖角往往被加工成小圓角，加工工藝性差；2 ）在內(nèi)輪廓尖角加工時(shí)，由于C點(diǎn)不易求得(受計(jì)算能力的限制)編程人員必須在零件輪廓中插入一個(gè)半徑大于刀具半

38、徑的圓弧，這樣才能避免產(chǎn)生過(guò)切。65共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)C刀補(bǔ)采用直線作為刀具中心軌跡的輪廓間的過(guò)渡(gud)特點(diǎn)：刀具編程軌跡G41尖角工藝性好可實(shí)現(xiàn)過(guò)切自動(dòng)預(yù)報(bào)(在內(nèi)AAC”CCBBG42刀具中心軌跡刀具輪廓加工時(shí)) ，從而避免產(chǎn)生過(guò)切。66共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)刀具(doj)編程軌跡G41AAC”CCBBG42刀具中心軌跡刀具 加工如圖3-43外部輪廓零件ABCD時(shí)，由AB直線段開(kāi)始，接著加工直線段BC，根據(jù)給出的兩個(gè)程序段，按B刀補(bǔ)處理后可求出相應(yīng)的刀心軌跡A1B1和B2C1。 事實(shí)上，加工完第一個(gè)程序段，刀具中心落在B

39、1點(diǎn)上，而第二個(gè)程序段的起點(diǎn)為B2，兩個(gè)程序段之間出現(xiàn)了斷點(diǎn)，只有刀具中心走一個(gè)從B1至B2的附加程序，即在兩個(gè)間斷點(diǎn)之間增加一個(gè)半徑為刀具半徑的過(guò)渡圓弧B1B2，才能正確加工出整個(gè)零件輪廓。 可見(jiàn)，B刀補(bǔ)采用了讀一段，算一段，再走一段的控制方法，這樣，無(wú)法預(yù)計(jì)到由于刀具半徑所造成的下一段加工軌跡對(duì)本程序段加工軌跡的影響。圖3-43 B刀補(bǔ)示例B刀補(bǔ)共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)輸出寄存區(qū) OS工作寄存區(qū) AS刀補(bǔ)緩沖區(qū) CS緩沖寄存區(qū) BS 為解決下一段加工軌跡對(duì)本段加工軌跡的影響，在計(jì)算本程序段軌跡后，提前將下一段程序讀入，然后根據(jù)(gnj)它們之間轉(zhuǎn)接的具體情況

40、，再對(duì)本段的軌跡作適當(dāng)修正，得到本段正確加工軌跡，這就是C功能刀具補(bǔ)償。 C功能刀補(bǔ)更為完善，這種方法能根據(jù)相鄰輪廓段的信息自動(dòng)處理兩個(gè)程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)換，并自動(dòng)在轉(zhuǎn)接點(diǎn)處插入過(guò)渡圓弧或直線從而避免刀具干涉和斷點(diǎn)情況。 圖3-44為CNC系統(tǒng)中采用C刀補(bǔ)方法的原理框圖，CNC裝置內(nèi)部又增設(shè)了一個(gè)刀補(bǔ)緩沖區(qū)CS。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，第一個(gè)程序段先被讀入BS，在BS中算得第一段刀具中心軌跡，被送到CS中暫存后，又將第二個(gè)程序段讀入BS，算出第二個(gè)程序段的刀具中心軌跡。接著對(duì)第一、第二兩段刀具中心軌跡的連接方式進(jìn)行判別，根據(jù)判別結(jié)果，再對(duì)第一段刀具中心軌跡進(jìn)行修正。 圖3-44 C刀補(bǔ)方法原理圖 C

41、刀補(bǔ)共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn) 修正結(jié)束后，順序地將修正后的第一段刀具中心軌跡由CS送入AS中，第二段刀具中心軌跡由BS送入CS中。 然后，由CPU將AS中的內(nèi)容送到OS中進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送到伺服系統(tǒng)中予以執(zhí)行。當(dāng)修正了的第一段刀具中心軌跡開(kāi)始被執(zhí)行后，利用插補(bǔ)間隙，CPU又命令(mng lng)第三段程序讀入BS，隨后，又根據(jù)BS和CS中的第三、第二段軌跡的連接情況，對(duì)CS中的第二程序段的刀具中心軌跡進(jìn)行修正。依此下去，可見(jiàn)在刀補(bǔ)工作狀態(tài)，CNC內(nèi)部總是同時(shí)存在三個(gè)程序段的信息。共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.4.4.2 刀具半

42、徑(bnjng)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?.刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^(guò)程 刀補(bǔ)建立 刀補(bǔ)進(jìn)行刀具中心軌跡刀補(bǔ)撤銷(xiāo)編程軌跡 刀補(bǔ)撤銷(xiāo)。起刀點(diǎn)刀補(bǔ)建立刀補(bǔ)進(jìn)行67共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)2. C刀補(bǔ)的轉(zhuǎn)接形式和過(guò)渡(gud)方式1) 轉(zhuǎn)接形式根據(jù)前后兩編程軌跡的不同，刀具中心軌跡的不同連接方法 ，在一般的CNC裝置中，均有圓弧和直線插補(bǔ)兩種功能。對(duì)由這兩種線形組成的編程軌跡有以下四種轉(zhuǎn)接形式。直線與直線轉(zhuǎn)接直線與圓弧轉(zhuǎn)接圓弧與直線轉(zhuǎn)接圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接68共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)2）過(guò)渡(gud)方式對(duì)應(yīng)兩編程軌跡間，刀具中心軌跡過(guò)渡連接形式矢量夾角： 指兩

43、編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)的夾角非加工側(cè)編程軌跡中心軌跡加工側(cè)中心軌跡加工側(cè)編程軌跡非加工側(cè)69共九十五頁(yè)3.4 典型(dinxng)數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀補(bǔ)方向的不同(b tn)，過(guò)渡方式有以下幾種： 縮短型：刀具中心軌跡短于編程軌跡的過(guò)渡方式。（180） 伸長(zhǎng)型：刀具中心軌跡長(zhǎng)于編程軌跡的過(guò)渡方式。（90 180 ） 插入型：兩段刀具中心軌跡間插入一段直線的過(guò)渡方式。（90 ）70共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn) 在圖3-46a中，編程軌跡為FG和GH，刀具中心軌跡為AB和BC,相對(duì)于編程軌跡縮短一個(gè)BD與BE的長(zhǎng)度，這種轉(zhuǎn)接為縮短型。 圖3

44、-46b中，刀具中心軌跡AB和BC相對(duì)于編程軌跡FG和GH伸長(zhǎng)一個(gè)BD與BE的長(zhǎng)度，這種轉(zhuǎn)接為伸長(zhǎng)型。 圖3-46c中，若采用伸長(zhǎng)型，刀心軌跡為AM和MC，相對(duì)于編程軌跡FG和GH來(lái)說(shuō)，刀具空行程(xngchng)時(shí)間較長(zhǎng)，為減少刀具非切削的空行程(xngchng)時(shí)間，可在中間插入過(guò)渡直線BB1,并令BD等于B1E且等于刀具半徑r，這種轉(zhuǎn)接為插入型。圖3-46 刀補(bǔ)進(jìn)行直線與直線轉(zhuǎn)接情況共九十五頁(yè)180o90oo18090o）713.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3. 刀具中心軌跡(guj)的轉(zhuǎn)接形式和過(guò)渡方式列表直線- 直線刀 補(bǔ) 進(jìn)直線- 圓弧行（G42圓弧- 直線過(guò)渡圓弧-

45、 圓弧 方式縮短型rr rr伸長(zhǎng)型插rrrr入型刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)行過(guò)程共九十五頁(yè)90o180o180o90o過(guò)渡(gud)方式(fngsh)723.4 典型數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接形式矢量夾角刀補(bǔ)建立 （G42）直線 - 直線 直線 - 圓弧刀補(bǔ)撤消 （G40）直線 - 直線 圓弧 - 直線縮rrrr短型rrrr伸長(zhǎng)型插rrrr入型刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑统废簿攀屙?yè)3.4 典型數(shù)控功能原理(yunl)及實(shí)現(xiàn)3.4.3 誤差(wch)補(bǔ)償3.4.3.1 反向間隙補(bǔ)償 機(jī)械傳動(dòng)鏈在改變傳動(dòng)方向時(shí)，由于齒隙的存在，會(huì)引起伺服電機(jī)的空走，而無(wú)工作臺(tái)的實(shí)際移動(dòng)，這種情況又稱(chēng)為失動(dòng)。 每當(dāng)檢測(cè)到坐標(biāo)軸改變方

46、向時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將反向間隙補(bǔ)償值加到反饋檢測(cè)到的反饋位置增量中，以補(bǔ)償失動(dòng)。齒隙誤差對(duì)零件加工精度有很大影響，必須加以補(bǔ)償。3.4.3.2 螺距誤差補(bǔ)償 伺服電機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行軌跡控制，避免了多級(jí)齒輪傳動(dòng)帶來(lái)的累計(jì)誤差。但滾珠絲杠的螺距不可能絕對(duì)一致，加上熱、摩擦機(jī)扭轉(zhuǎn)等影響，勢(shì)必存在誤差。 這種螺距誤差的存在，使得數(shù)控裝置顯示的位置信息與實(shí)際坐標(biāo)軸位置存在著差別。 共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)螺距誤差補(bǔ)償分類(lèi)：1）等間距螺距誤差補(bǔ)償 補(bǔ)償點(diǎn)間的距離是相等的。選取機(jī)床參考點(diǎn)作為補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)，由軟件進(jìn)行補(bǔ)償，在實(shí)現(xiàn)軟件補(bǔ)償前，先測(cè)得各補(bǔ)償點(diǎn)的反饋增量修整值（IFC

47、），以伺服分辨率為單位存入IFC表。2）存儲(chǔ)型螺距誤差補(bǔ)償 由于機(jī)床各坐標(biāo)軸的長(zhǎng)度不同，磨損區(qū)間也不一樣，中間區(qū)域(qy)精度喪失得快，兩端磨損較少。 在總的補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)不變的情況下，用戶自己分配補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)及確定補(bǔ)償位置。共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.5 PLC功能(gngnng)可編程控制器(Programmable Controller)源于上世紀(jì)60年代自動(dòng)裝配線上 控制的需要 ，簡(jiǎn)稱(chēng)PC；后為區(qū)別于個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer），采用可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC )，該名稱(chēng)沿用至今

48、。 數(shù)控系統(tǒng)的控制：數(shù)字控制和順序控制兩部分。 數(shù)字控制：控制刀具軌跡 順序控制：控制輔助機(jī)械動(dòng)作，接受數(shù)控指令表示的S、T、M等機(jī)械順序動(dòng)作信息，經(jīng)過(guò)處理，使執(zhí)行環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作開(kāi)關(guān)。73共九十五頁(yè)主軸(zhzhu)控制.輔助(fzh)動(dòng)作.3.4 典型數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)操作面板換刀動(dòng)作冷卻排屑CNCPLC換刀動(dòng)作冷卻排屑換刀動(dòng)作冷卻排屑.數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中，各種開(kāi)關(guān)量的控制通常都是由PLC實(shí)現(xiàn)的，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。74共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)作用：完成各種輔助功能機(jī)床主軸的起停、正反轉(zhuǎn)控制速度控制:主軸轉(zhuǎn)

49、速及進(jìn)給速度的倍率選擇機(jī)床冷卻、潤(rùn)滑(rnhu)系統(tǒng)的通和斷機(jī)床刀庫(kù)的起停和刀具的選擇、更換機(jī)床卡盤(pán)的夾緊、松開(kāi)機(jī)床自動(dòng)門(mén)的開(kāi)、閉機(jī)床排屑等輔助裝置的控制等。75共九十五頁(yè)3.4 典型數(shù)控功能(gngnng)原理及實(shí)現(xiàn)3.4.5.2 CNC系統(tǒng)(xtng)中的PLC1. 內(nèi)裝式（built in type）RAMPLCI/O電路機(jī)床強(qiáng)電電路機(jī)床操作面板換刀、冷卻、排屑CNC隔離電MDI/CRT面板主軸控制單元路伺服控制單元76（1）數(shù)控裝置本身帶有PLC功能 。（2）共用CPU，或單獨(dú)CPU硬件電路與數(shù)控裝置電路制作在同一印刷電路板上。 （3）信息交換通過(guò)公共RAM區(qū)完成，無(wú)連線，信息交換量大，安裝調(diào)試方便，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好。共九十五頁(yè)3.4 典型