程序控制和數(shù)值控制演示文稿

程序控制和數(shù)值控制演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有40頁\編輯于星期四（優(yōu)選）程序控制和數(shù)值控制現(xiàn)在是2頁\一共有40頁\編輯于星期四概述利用數(shù)字控制原理實現(xiàn)的機械加工繪圖設備數(shù)字控制機床線切割機數(shù)字繪圖儀現(xiàn)在是3頁\一共有40頁\編輯于星期四4.2數(shù)字程序控制技術數(shù)字程序控制就是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)和預先編制好的程序，控制生產(chǎn)機械按規(guī)定的工作順序、運動軌跡、運動距離和運動速度等規(guī)律自動地完成工作的自動控制數(shù)字程序控制系統(tǒng)一般由輸入裝置、輸出裝置、控制器、伺服驅動裝置等組成數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的軌跡控制策略是插補和位置控制現(xiàn)在是4頁\一共有40頁\編輯于星期四開環(huán)數(shù)值控制開環(huán)數(shù)值控制系統(tǒng)的一般組成：

—

輸入輸出設備、控制器、插補器、工作臺現(xiàn)在是5頁\一共有40頁\編輯于星期四開環(huán)數(shù)值控制數(shù)值控制的基本原理現(xiàn)在是6頁\一共有40頁\編輯于星期四開環(huán)數(shù)值控制

◆逐點輸入加工軌跡的坐標不現(xiàn)實

◆數(shù)控加工輪廓一般由直線、圓弧組成，也可能有一些非圓曲線輪廓，因此可以用分段曲線（曲線基點和曲線屬性）擬合加工輪廓

◆輸出裝置為步進電機，驅動每個軸以一定距離的步長運動，實際加工輪廓是以折線軌跡擬合光滑曲線現(xiàn)在是7頁\一共有40頁\編輯于星期四開環(huán)數(shù)值控制

◆步驟：

★曲線分段：－圖中曲線分為三段，分別為ab、bc、cd，a、b、c、d四點坐標送計算機－分割原則：應保證線段所連的曲線與原圖形的誤差在允許范圍之內現(xiàn)在是8頁\一共有40頁\編輯于星期四

★插補計算：－插補計算：給定曲線基點坐標，求得曲線中間值的數(shù)值計算方法－插補計算原則：通過給定的基點坐標，以一定的速度連續(xù)定出一系列中間點，這些中間點的坐標值以一定的精度逼近給定的線段－插補：直線插補、二次曲線插補（圓弧、拋物線、雙曲線等）現(xiàn)在是9頁\一共有40頁\編輯于星期四

★折線逼近：－根據(jù)插補計算出的中間點，產(chǎn)生脈沖信號驅動x、y方向上的步進電機，帶動繪圖筆、刀具等，從而繪出圖形或加工所要求的輪廓

－步長：刀具對應于每個脈沖移動的相對位置，用△x,△y表示

x方向步數(shù)：Nx＝(xe-x0)/△xY方向步數(shù)：Ny＝(ye-y0)/△y現(xiàn)在是10頁\一共有40頁\編輯于星期四所謂逐點比較插補法，就是它每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行一次比較，看這點在給定軌跡的上方或下方，或是在給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進給方向。如果原來在給定軌跡的下方，下一步就向給定軌跡的上方走，如果原來在給定軌跡的里面，下一步就向給定軌跡的外面走，……

如此，走一步，看一看，比較一次，決定下一步走向，以便逼近給定軌跡，

即形成“逐點比較法”插補。

現(xiàn)在是11頁\一共有40頁\編輯于星期四逐點比較法是以階梯折線來逼近直線或圓弧等曲線的，它與規(guī)定的加工直線或圓弧之間的最大誤差為一個脈沖當量，因此只要把脈沖當量(每走一步的距離)取得足夠小，就可達到加工精度的要求。

◆一點一比較，一步步逼近：刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行比較一次，決定下一步的進給方向

◆用階梯狀折線來逼近直線或圓弧等曲線

◆逐點比較法的最大誤差：一個脈沖當量（步長）現(xiàn)在是12頁\一共有40頁\編輯于星期四逐點比較法直線插補

◆

第一象限內的直線插補

現(xiàn)在是13頁\一共有40頁\編輯于星期四

一點一比較,步步來逼近。

1、A+、A-區(qū)域

以OP直線為界，直線上方點(M“)：直線下方點(M‘)：現(xiàn)在是14頁\一共有40頁\編輯于星期四

因此，第一象限內任一點M(xi,yi)，有以下3種情形：

(1)直線上：

(2)直線上方：

(3)直線下方：為A-區(qū)域2、原始偏差判別式偏差判別：

—

若Fm=0，則點M在OP直線段上

—

若Fm>0，則點M在OP直線段的上方

—

若Fm<0，則點M在OP直線段的下方為A+區(qū)域現(xiàn)在是15頁\一共有40頁\編輯于星期四★進給方向確定：

—

當Fm≥0時，沿+x軸方向走一步

—

當Fm<0，沿+y方向走一步

—

當目前坐標與終點坐標相等，停止插補現(xiàn)在是16頁\一共有40頁\編輯于星期四★偏差計算的簡化：

—

設加工點在

M點，若Fm

≥0，這時沿+x軸方向走一步至M＋1點，則走一步的新坐標為該點偏差為：

Fm+1=ym+1

xe-xm+1

ye=ymxe-(xm+1)ye=Fm-ye

—

設加工點在

M點，若Fm<0，這時沿+y軸方向走一步至M＋1點，則走一步的新坐標為該點偏差為：

Fm+1=ym+1

xe-xm+1

ye=(ym+1)xe–

xmye=Fm+xe

現(xiàn)在是17頁\一共有40頁\編輯于星期四★終點判斷：

—

雙計數(shù)器法：設置x，y軸兩個減法計數(shù)器Nx和Ny

，加工前分別存入終點坐標xe和ye

，x(y)軸每進給一步則Nx

–1(Ny

–1）,當Nx和Ny

均為0，則認為達到終點

—

單計數(shù)器法：設置一個終點計數(shù)器Nxy

,x

或y

軸每進給一步則Nxy

–1，當Nxy

為0，則認為達到終點現(xiàn)在是18頁\一共有40頁\編輯于星期四第一象限直線插補計算流程①偏差判別，判斷上一步進給后的偏差值F≥0還是F<0；②坐標進給，根據(jù)偏差判別的結果和所在象限決定在哪個方向上進給一步；③偏差計算，計算出進給一步后的新偏差值，作為下一步進給的判別依據(jù)。④終點判別，終點判別計數(shù)器減1，判斷是否到達終點，現(xiàn)在是19頁\一共有40頁\編輯于星期四現(xiàn)在是20頁\一共有40頁\編輯于星期四（2）直線插補子程序（L_INSERT）的設計

(R5)為計數(shù)器，初值設置總步進數(shù)；(R6)=ye，(R7)=xe，(R4)為偏差Fi(補碼數(shù))L_INSERT：MOVR4，#00HLOOP：MOVA，R4 RLCA JCTL1 MOVA，R4 CLRC SUBBA，R6 MOVR4，A ACALLSTEP1；調用+X方向的步進子程序

AJMPTL2TL1：MOVA，R4 CLRC ADDA，R7 MOVR4，A ACALLSTEP2；調用+Y方向的步進子程序

TL2：DJNZR5，LOOP RET現(xiàn)在是21頁\一共有40頁\編輯于星期四

◆四象限內的直線插補

—

2象限：1象限以y軸鏡象

—

4象限：1象限以x軸鏡象

—3象限：1象限旋轉180度現(xiàn)在是22頁\一共有40頁\編輯于星期四表四象限的進給脈沖和偏差計算偏差判別F≥0F<0進給A1+Δx+ΔyA2-Δx+ΔyA3-Δx-ΔyA4+Δx-Δy偏差計算F′=F-|ye|F′=F+|xe|現(xiàn)在是23頁\一共有40頁\編輯于星期四直線插補流程圖(1)x、y方向走一步，要判斷正、負方向;(2)終判計數(shù)器初值、偏差計算中的xe、ye均為絕對值;現(xiàn)在是24頁\一共有40頁\編輯于星期四例：加工第1象限直線OA，起點為O（0，0），終點為A(6，4)，試進行插補并作走步軌跡圖。解：進給總步數(shù)Nxy＝|6-0|+|4-0|=10xe=6，ye=4,F0=0,xoy=1 現(xiàn)在是25頁\一共有40頁\編輯于星期四§4.3開環(huán)數(shù)值控制現(xiàn)在是26頁\一共有40頁\編輯于星期四

例：起點(0,0)，終點(5,2)，計算插補過程，畫出走步軌跡步數(shù)偏差判別進給方向偏差計算終點判別

0F=071A+(F>0)+x0-2=-26 2A-(F<0)+y-2+5=353A+(F>0)+x3–2=

144A+(F>0)+x1–2=-135A-(F<0)+y-1+5=426A+(F>0)+x4–2=

217A+(F>0)+x2–2=00現(xiàn)在是27頁\一共有40頁\編輯于星期四逐點比較法圓弧插補

◆

第一象限內的圓弧插補現(xiàn)在是28頁\一共有40頁\編輯于星期四★偏差定義：

M點偏差Fm=Rm2-R2=xm2+ym2-R2★

偏差判別：

—

若Fm=0，則M

點在圓弧上

—

若Fm>0，則M

點在圓弧外

—

若Fm

<0，則M

點在圓弧內現(xiàn)在是29頁\一共有40頁\編輯于星期四★進給方向確定：

—

對逆圓弧插補：當Fm

≥0時，沿–x軸方向走一步；當Fm<0時，沿+y方向走一步

—

對順圓弧插補：當Fm

≥0時，沿–y軸方向走一步；當Fm<0時，沿+x方向走一步現(xiàn)在是30頁\一共有40頁\編輯于星期四★偏差計算的簡化（以逆圓弧插補為例）：

—

當Fm≥

0時，向–x方向進給一步，新點坐標為（xm+1，ym+1)=(xm－1,ym

)

該點偏差為

—

當Fm<0時，向+y方向進給一步，新點坐標為（xm+1，ym+1)=(xm,ym

+1

)

該點偏差為現(xiàn)在是31頁\一共有40頁\編輯于星期四★終點判斷：

—

與直線插補方法相同，可以采用雙計數(shù)器方法或單計數(shù)器方法★插補計算步驟： 偏差判別->坐標進給->偏差計算->坐標計算->終點判斷直線插補：偏差計算使用終點坐標xe，ye圓弧插補：偏差計算使用前一點坐標xm，ym現(xiàn)在是32頁\一共有40頁\編輯于星期四第一象限逆圓插補的流程圖圖4.14現(xiàn)在是33頁\一共有40頁\編輯于星期四Y_INSERT：MOVR4，#00HLOOP：MOVA，R4 RLCA JCYY1 DECR6 MOVA，R6 CLRC RLCA MOVB，A MOVA，R4 DECA CLRC SUBBA，B MOVR4，A ACALLSTEP4 AJMPYY2YY1：INCR7 MOVA，R7 CLRC RLCA MOVB，A MOVA，R4 DECA ADDA，B MOVR4，A ACALLSTEP1YY2：DJNZR5，LOOP RET

STEP1、STEP4分別為+X、-Y走步子程序現(xiàn)在是34頁\一共有40頁\編輯于星期四例：加工第1象限逆圓弧AB，起點為A（4，0），終點為B(0，4)，試進行插補并作走步軌跡圖。解：進給總步數(shù)Nxy＝|4-0|+|4-0|=8現(xiàn)在是35頁\一共有40頁\編輯于星期四§4.3開環(huán)數(shù)值控制現(xiàn)在是36頁\一共有40頁\編輯于星期四圖

圓弧插補走步軌跡圖例假設加工第一象限逆圓弧AB，起點A的坐標值為x0=4，y0=3，終點B的坐標值為xe=0，ye=5。試進行插補計算并作出走步軌跡圖?，F(xiàn)在是37頁