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1、复习与回顾1）课程内涵¾制造装备:机床数控技术¾制造过程:CAD/CAM技术¾制造系统:CIMS技术2）机床数控技术及其发展¾加工高精度化¾运行高速化¾功能复合化¾交互网络化¾体系开放化¾驱动并联化3）CAD/CAM技术及其发展思考题计算机硬盘的盘面加工精度与其使用性能之间存在怎样的内在关系？飞行高度第二章数字化制造装备第二章数字化制造装备2.1数控运动控制原理2.2计算机数控系统结构2.3伺服及检测系统第二章数字化制造装备数控系统工作流程：预插位速伺输程补置度服处序运控控电入理算制制机位置检测2.1数控运动控制原理2.1.1插补的基本概念¾特征
2、：根据有限信息完成“数据密化”的工作数控装置依据编程时的有限数据，根据进给速度、给定轮廓线形的要求，在轮廓已知点之间确定一些中间点的方法¾插补功能：轮廓控制系统的本质特征¾插补器：能够完成插补功能的模块或装置2.1数控运动控制原理¾几个坐标轴同时进，还是每次进一个？¾如果同时进给，各个坐标进给量是多少？¾判断进给哪一个坐标使下一步误差更小？YDEC△yF△xBGTAX2.1数控运动控制原理评价插补算法的指标¾插补精度：插补轮廓与设定轮廓之间的符合程度，采用插补误差值进行评价¾稳定性：插补运算是一种迭代运算，存在算法稳定性问题→确保轮廓精度的前提¾
3、合成速度均匀性F−Fr速度不均匀性系数：λ=×100%F2.1数控运动控制原理2.1.2基准脉冲插补¾每插补运算一次，最多给每个轴发一个脉冲¾进给速度受限制，以前硬件数控系统常采用功数控插补指令脉冲频率ff,n脉冲环A相、B相率脉冲个数n形分配放换算变换C相、…大YA机械执行部件电机OX2.1数控运动控制原理一、逐点比较法¾数控系统在运动控制过程中，逐点计算、判别运动轨迹和给定轨迹之间的偏差¾根据偏差控制进给轴，缩小偏差¾最终使加工轮廓逼近设定的轮廓2.1数控运动控制原理偏差判别：根据刀具当前位置，确定进给方向坐标进给：使加工点向给定的轨迹趋进，
4、即沿减少误差方向的移动偏差计算：计算新加工点和给定轨迹之间的偏差，作为下一步运动的判别依据终点判别：判断是否到达终点，若到达就结束插补否则，继续上述步骤2.1数控运动控制原理1)偏差判别Y当加工点P在直线OA上：A(Xe,Ye)XY−XY=0eiieF>0设偏差函数F为：P(Xi,Yi)F=XY−XY√F<0eiieXF=XY−XYOieei直线插补F=0:P在直线上F>0:P在OY、OA夹角范围内F<0:P在OX、OA夹角范围内2.1数控运动控制原理2)坐标进给和偏差计算F≥0:向+X轴发送1个脉冲Y刀具(Xi,Yi)→(Xi+1,Yi)A(X
5、e,Ye)⎧Xi+1=Xi+1F⎨>0F=F−Y⎩i+1ieBF<0:P(Xi,Yi)C向+Y轴发送1个脉冲F<0刀具(Xi,Yi)→(Xi,Yi+1)OX⎧Y=Y+1i+1i⎨F=F+X⎩i+1ie3)终点判别总步数E=X+Y，每走一步E-1，直至E=0ee2.1数控运动控制原理4)象限处理YL2L1F≥0F≥0F<0F<0XF<0F<0F≥0F≥0L3L4F>0F<0ii直线类型进给方向偏差计算直线类型进给方向偏差计算L1,L4+XL1,L2+YF=F-
6、Y
7、F=F+
8、X
9、i+1iei+1ieL2,L3-XL3,L4-Y2.1数控运动控制原理
10、5)工作流程开始初始化X、Y、EeeYNF≥0沿Xe向走一步沿Ye向走一步F←F-
11、Ye
12、F←F+
13、Xe
14、E＝E-1NE=0Y结束2.1数控运动控制原理6)进给速度坐标轴进给速度:V=60δfxxV=60δfyy坐标轴合成速度:2222V=V+V=60δf+fxyxy插补合成速度与直线角度是否有关?2.1数控运动控制原理合成速度与脉冲源速度之比为：22vvx+vy11===vgvx+vyvxvysinα+cosα+vvvvg0.7vg夹角(度)O45902.1数控运动控制原理二、数字积分法1）工作原理nS=f(t)dt=XΔt∫∑i−1i=1Δt
15、=1nS=∑Xi−1i=12.1数控运动控制原理直线插补:YA(Xe,Ye)⎧VVx⎪==K机床速度⎪XeLV⎨VyY轴速度VyV⎪==K⎪YL⎩eαXOVxX轴速度⎧ttmm⎪⎪X=∫0Vxdt=∫0KXedt=∑KXeΔt=∑KXei=1i=1⎨m(Δt=1)mtt⎪Y=Vdt=KYdt=KYΔt=KY⎪∫0y∫0e∑e∑e⎩i=1i=1如何实现脉冲输出?2.1数控运动控制原理m⎧⎪X=∑KXe=mKXe⎪i=1⎨mmK=1⎪Y=∑KYe=mKYe⎪⎩i=1n时：K、m?当插补迭代次数m=2X被积函数寄存器KXeX=X,Y=YXeee＋两坐标
16、轴同时到达终点mΔXΔtX积分累加器KX<1X轴溢出脉冲e插补迭代ΔYn控制脉冲Y积分累加器Xe≤2−1Y轴溢出脉冲1＋k=n2Y被积函
