数控机床原理及应用 教学课件 作者 何伟 第十四讲.ppt

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1、数控机床原理及应用第十四讲本讲内容提要直线插补方法软件插补方法按控制数控机床的运动轨迹分类，数控机床可分为点位控制、点位直线控制和轮廓控制三种。对于要形成几何轨迹的轮廓控制，必须使两坐标或两坐标以上行程信息的指令脉冲用适当的方法进行分配，从而合成出所需的运动轨迹，这种方法就是插补方法。目前应用的插补方法主要有脉冲增量插补和数字增量插补两类。软件插补方法脉冲增量插补方法的特点使每次插补结束只产生一个行程增量，以脉冲的方式输出给步进电动机。这类插补的实现方法简单，用加法和移位即可完成插补。目前应用较广泛

2、的脉冲增量插补是逐点比较插补法。软件插补方法数字增量插补方法的特点是插补运算分两步完成。第一步是粗插补，即在给定起点和终点的曲线间插入若干各点，用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每一微小直线段的长度△l相等，且与给定的进给速度有关。粗插补在每个插补运算周期中计算一次。第二步为精插补，它是在粗插补是算出的每一条微小直线段上再做“数据点的密化”工作，这一步相当于对直线的脉冲增量插补。这类插补主要有数字积分插补法和数据采样插补法等。软件插补方法逐点比较法第一象限直线插补直线插补时，以直线起点为原点，给出终

3、点坐标A(Xe,Ye),则直线方程为Y／X=Ye／Xe，等价方程为XeY-XYe=0；如果加工轨迹脱离直线，则轨迹点的坐标不满足上述方程。可通过判断动点和直线的相对位置，来决定其移动方向。从而减小动点与直线间的偏差，完成插补运动。如图4-10所示，在第一象限中，某一时刻点P位于直线段OA的下方，则有Y／XYe/Xe，即XeY—XYe>0。软件插补方法逐点比较法第一象限直线插补图4-10直线插补逐点比较法软件插补方法逐点比较法

4、第一象限直线插补设偏差函数F=XeYi—XiYe。当F<0时，加工点P在加工直线的下方，应向着＋Y方向移动，动点才能靠近直线；当F>0时，加工点P在加工直线的上方，应向着＋X方向移动，动点才能靠近直线。通常将F=0（动点在直线上）归结为F>0的情况。则从原点开始，走一步，算一步，判别F值，再趋向直线，步步前进。软件插补方法逐点比较法第一象限直线插补为了便于计算，设在第一象限中动点(Xi,Yi)的F值为Fi,j,可将判别函数F递推简化为：Fi,,j=YjXe-XiYe当Fi，j≥0时，沿＋X方向走一步

5、，则有Xi+1=Xi+1，Fi+1，,j=YjXe-(Xi+1)Ye=Fi，j-Ye当Fi,j≤0时，沿＋Y方向走一步，则有Yj+1=Yj+1Fi+1,j=(YJ+1)Xe–XiYe-=Fi,j+Xe直线插补的终点判断，是把程序中的总步数求出来，即N=Xe+Ye，每走一步，N－1，直到N＝0为止。实例例1现欲加工第一象限直线OB，设起点位于坐标原点O（0，0）终点坐标为Xb=4,Yb=3,其插补过程如图4-11所示。解该直线的总步数为N＝4＋3＝7开始时刀具处于直线起点（0，0），F0＝0，则插补运

6、算过程如表4-1所示，插补轨迹如图4-11所示。实例7654321YXB（4，3）０图4-11直线插补实例序号工作节拍偏差判别进给偏差计算终点判别起点F0＝0N=71F0＝0+xF1＝F0－Ye=0－3=－3N=62F1＝－3<0+yF2＝F1+Xe=－3+4=1N=53F2＝1<0+xF3＝F2－Ye=1－3=－2N=44F3＝－2<0+yF4＝F3+Xe=－2+4=2N=35F4＝2<0+xF5＝F4－Ye=2－3=－1N=26F5＝－1<0+yF6＝F5+Xe=－1+4=3N=17F6＝3<0

7、+xF7＝F6－Ye=3－3=0N=0本讲小结直线插补方法过程直线插补方法偏差公式和进给方向的判定插补的原理作业