辽阳职业技术学院-数控技术

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1、数控技术主讲教师：吴刚辽阳职业技术学院13、数据采样的CNC系统加减速控制加减速控制大多采样软件来实现，以便使系统的速度控制更为灵活方便。加减速控制可以在插补前进行，称为前加减速控制；也可以在插补后进行，称为后加减速控制。（1）前加减速控制是对编程的F指令值即合成速度进行控制。首先要计算出稳定速度Fs和瞬时速度Fi。所谓稳定速度，就是系统处于恒定进给状态时，在一个插补周期内每插补一次的进给量。实际上就是编程给定F值（mm/min）在每个插补周期T（ms）的进给量。2考虑调速方便，设置了快速和切削进给的倍率开关，其速度系数设

2、为K（％），可得Fs的计算公式为：稳定速度计算结束后，要进行速度限制检查，如稳定速度超过由参数设定的最高速度，则取限制的最高速度为稳定速度。瞬时速度就是系统每个插补周期的实际进给量。当系统处于恒定进给状态时，瞬时速度Fi＝Fs；当系统处于加速状态时，瞬时速度FiFs；31)线性加减速处理当数控设备启动、停止或在加工中改变进给速度时，系统能进行自动加减速处理，这种处理常有指数、线性和s型等加减速。线性加减速的处理过程：首先，把快速进给和加工进给的加减速率必须作为机床参数预先给予设定

3、。设进给设定F（mm/min），加速到F所需时间为t（ms），则加/减设定a可按下式计算：4加速时，系统每插补一次都要进行稳定设定、瞬时速度和加速处理。若给定稳定速度要作改变，当计算出的稳定速度Fs′大于原来的稳定速度Fs时，则要加速。或者，给定的稳定速度Fs不变，而计算出的瞬时速度Fi

4、标志，判别是否已到达减速区，若已到达，则要进行减速。如图，如果稳定速度Fs和设定的加/减速度a已确定，可用下式计算出减速区域：6若本程序段要减速，即si≤s，则设置减速状态标志，并进行减速处理。每减速一次，瞬时设定为：Fi＋1＝Fi－at新的瞬时速度Fi+1参加插补计算，对各坐标轴进行进给量的分配。一直减速到新的稳定设定或减到零。如果提前一段距离开始减速，则可按需要，把提前量Δs作为参数预先设置好，这样，减速区域s的计算式为：72）终点判别处理在前加减速处理中，每次插补运算后，系统都要按求出的各轴插补进给量来计算刀具中心离

5、开本程序段终点的距离si，并以此进行终点判别和检查本程序段是否已到达减速区并开始减速。对于直线插补，si的计算可应用公式：设直线终点P坐标为（xe,ye），x为长轴，其加工点A(xi,yi)也就已知，则瞬时加工点A离终点P距离si为：8对于圆弧插补，si的计算应按圆弧所对应的圆心角小于及大于π两种情况进行分别处理，如图。小于π时，瞬时加工点离圆弧终点的直线距离越来越小，以MP为基准，A点离终点的距离为：大于π时，设A电为圆弧AP的起点，B点为离终点P的弧长所对应的圆心角等于π时的分界点，C点则为小于π圆心角的某一瞬时点。9

6、瞬时点离圆弧终点的距离si的变化规律是：当瞬时加工点由A到B点时，si越来越大，直到它等于直径；当加工点越过分界点B后，si越小。在这种情况下的终点判别，首先应判别si的变化趋势，若si变大，则不进行终点判别处理直到越过分界点；若si变小再进行终点判别处理。过程如下图所示。1011（2）后加减速控制放在插补后各坐标轴的加减速控制为后加减速控制。这种加减速控制是对各运动坐标轴进行分别控制，因此，可利用实际进给滞后于插补运算进给这一特点，在减速控制时，只要运算终点到就进行减速处理，经适当延迟就能平稳地到达程序终点，无需预测减速

7、点。后加减速控制的规律实际上与前加减速一样，通常有直线和指数规律的加减速控制。直线加减速控制使机床起动时，速度按一定斜率的直线下降，如图。12指数加减速控制目标是把机械设备起动或停止时的速度突变，变成随时间按指数规律上升和下降。指数加减速度与时间的关系为：加速时v(t)=vc(1-e-1/T)匀速时v(t)=vc减速时v(t)=vce-1/T式中T为加减速时间参数；vc为稳定速度；v(t)为被控的输出速度。13根据闭环、半闭环数控系统的控制方式，可用如图所示的算法原理图来实现指数加减速控制。图中t表示采样周期，其作用是每个

8、采样周期进行一次加减速运算，对输出速度进行控制。误差寄存器E将每个采样周期的输入速度vc与输出速度v之差进行累加，累加结果一方面保存在误差寄存器中，另一方面与1/T相乘，乘积作为当前采样周期加减速控制的输出速度v。同时v又反馈到输入端，准备下一采样周期到来。14前加减速控制的优点是不会影响实际插补输出的