数控机床 教学课件 作者 晏初宏 第四章　计算机数控(CNC)系统的插补原理.ppt

《数控机床 教学课件 作者 晏初宏 第四章　计算机数控(CNC)系统的插补原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数控机床第四章　计算机数控(CNC)系统的插补原理第四章　计算机数控(CNC)系统的插补原理第一节　插补的概念第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理第三节　数字积分插补方法第四节　时间分割法插补原理第五节　扩展DDA插补原理第六节　三坐标联动直线和螺旋线插补原理第七节　刀具半径补偿的坐标计算第一节　插补的概念图4-1　用离散型值点表述的双三次Bezier曲面第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理图4-2　直线插补一、逐点比较法直线插补第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理加工如图4⁃2所示的平面直线AB，以直线起点A的坐

2、标为(X0，Y0)，直线AB的终点坐标为(Xe，Ye)，则直线方程为①点M在AB直线的上方，判别函数F＞0。②点M在AB直线上，F=0。③点M在AB直线的下方，判别函数F＜0。图4-3　直线插补四个象限的步进方向第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理表4-1　直线插补象限判别和电动机转向第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理图4-4　四个象限的直线插补流程图第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理①每走一步都要计算和的数值，并判断≥和≥是否成立，若成立则插补结束，否则继续。②把被加工线段的(Xe-X0)、(Ye-Y0)的长

3、度单位换算成脉冲数值(若长度单位为mm，则把(Xe-X0)、(Ye-Y0)的坐标增量值除以脉冲当量)，然后求出各坐标方向所需的脉冲数总和n,即n=+，计算机无论向哪一个方向输出一个脉冲都作n－1计算，直到n＝0为止。用这种方法进行终点判断的插补流程图，如图4-4所示。第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理表4-2　逐点比较法直线插补运算表第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理图4-5　直线插补运动轨迹图第二节　逐点比较法的直线和圆弧插补原理二、逐点比较法圆弧插补①Mi在圆弧外侧，则O′Mi>R，I2+J2-R2>0。②M

4、i在圆弧上，则O′Mi=R，I2+J2-R2=0。③Mi在圆弧内侧，则O′Mi

5、标而言，进给速度取决于进给脉冲的频率，X、Y坐标的进给速度分别为vX=60δfX，vY=60δfY。图4-8　圆弧插补运动轨迹第三节　数字积分插补方法一、数字积分法的工作原理用数字积分插补方法，可以实现一次、二次及高次曲线插补，运算速度快，脉冲分配均匀，容易实现多坐标联动控制，因此应用广泛。图4-10　函数y=f(t)的积分第三节　数字积分插补方法二、数字积分法的直线插补图4⁃11所示是数字积分直线插补框图。它由被积函数寄存器JX、JY，累加器JRX、JRY及全加器J∑组成。它们的作用可用加工图4⁃12中的直线AB来加以

6、说明。第三节　数字积分插补方法图4-11　数字积分直线插补框图①输入的n个时钟脉冲必须使JRX端溢出(Xe-X0)个脉冲，第三节　数字积分插补方法①输入的n个时钟脉冲必须使JRX端溢出(Xe-X0)个脉冲，JRY端溢出(Ye-Y0)个脉冲。②JRX端溢出脉冲的速度与JRY端溢出脉冲的速度之比，必须等于-/-，才能保证加工轨迹与AB直线吻合。图4-13　左移规格化处理第三节　数字积分插补方法图4-14　数字积分圆弧插补三、数字积分法的圆弧插补第三节　数字积分插补方法图4-15　圆弧插补器简图第三节　数字积分插补方法表4-5

7、　被积函数加1或减1与电动机转向第三节　数字积分插补方法图4-16　圆弧加工终点判别第四节　时间分割法插补原理一、两坐标联动直线插补原理图4-17　两坐标联动直线插补第四节　时间分割法插补原理二、圆弧插补原理图4-18　时间分割法的圆弧插补第四节　时间分割法插补原理表4-6　象限的判别及进给方向图4-19　误差分析图第五节　扩展DDA插补原理一、直线插补原理图4-20　扩展DDA直线插补第五节　扩展DDA插补原理二、圆弧插补原理由加工程序中给出的圆弧插补的已知条件，通常是圆弧的起点和终点的坐标值、圆心对圆弧起点的相对坐标

8、值（有些CNC系统还要求给出半径值）和进给速度值。如加工图4⁃21所示的圆弧，首先要根据零件加工程序中给出的进给速度F值，计算出每一插补周期Δt时间内的进给量f值（单位为mm/ms），即f=FΔt/60000。第五节　扩展DDA插补原理图4-21　第一象限顺圆弧加工时插补原理第五节　扩展DDA插补原理表4-7　、