计算机控制技术三章 数字程序控制技术ppt课件.ppt

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1、1第3章数字程序控制技术3.1数字程序控制基础计算机数字程序控制CNC－计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械（如各种加工机床）按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制。数控系统：输入装置、输出装置、控制器和插补器。233.1.1数字程序控制原理基本思路：－逐点输入加工轨迹的坐标不现实。－数控加工轮廓一般由直线、圆弧组成，也可能有一些非圆曲线轮廓，因此可以用分段曲线（曲线基点和曲线属性）拟合加工轮廓。4步骤：1.曲线分段：－图中曲线分为三段，分别为ab、bc、cd，a、b、c、d四点坐标送计算机。－分割原则：应保证线段所连的曲线与原图形的误差在允许

2、范围之内。52.插补计算：－插补计算：给定曲线基点坐标，求得曲线中间值的数值计算方法。－插补计算原则：通过给定的基点坐标，以一定的速度连续定出一系列中间点，这些中间点的坐标值以一定的精度逼近给定的线段。－插补：直线插补二次曲线插补－圆弧、抛物线、双曲线3.折线逼近：根据插补计算出的中间点、产生脉冲信号驱动x、y方向上的步进电机，带动绘图笔、刀具等，从而绘出图形或加工所要求的轮廓。6－步长：刀具对应于每个脉冲移动的相对位置，可以用△x,△y表示，一般△x＝△yx方向步数：Nx＝(xe-x0)/△xy方向步数：Ny＝(ye-y0)/△y73.1.2数字程序控制方式数字程序控制的3种方式：点

3、位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。点位控制－只要求控制刀具行程终点的坐标值，即工件加工点准确定位，对刀具的移动路径、移动速度、移动方向不作规定，且在移动过程中不做任何加工，只是在准确到达指定位置后才开始加工。（定位）直线切削控制－控制行程的终点坐标值，还要求刀具相对于工件平行某一坐标轴作直线运动，且在运动过程中进行切削加工。（单轴切削）8轮廓的切削控制－控制刀具沿工件轮廓曲线运动，并在运动过程中将工件加工成某一形状。这种方式借助于插补器进行。（多轴切削）三种方式比较点位控制：驱动电路简单，无需插补直线切削控制：驱动电路复杂，无需插补轮廓切削控制：驱动电路复杂，需插补93.1.3数字程

4、序控制闭环方式开环方式103.2逐点比较法插补原理逐点比较插补－刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较一次，决定下一步的进给方向：用阶梯折线逼近曲线。走一步->比较一次->决定下一步的走向－逐点比较法的最大误差：一个脉冲当量（步长）113.2.1逐点比较法直线插补插补步骤：偏差判别->坐标进给->偏差计算->终点判断走一步->比较一次->决定下一步的走向插补结束判断12第一象限内的直线插补13－偏差判别：偏差判别式：Fm=ymxe-xmye进给方向确定：当Fm>=0时，沿+x轴方向走一步；当Fm<0，沿+y方向走一步；当目前坐标与终点坐标相等，停止插补。14－终点判断：方

5、法1：设置x，y轴两个减法计数器Nx和Ny，加工前分别存入终点坐标xe和ye，x(y)轴每进给一步则Nx–1(Ny–1）,当Nx和Ny均为0，则认为达到终点。方法2：设置一个终点计数器Nxy,x或y轴每进给一步则Nxy–1，当Nxy为0，则认为达到终点。154象限内的直线插补记忆：2象限：1象限以y轴镜象4象限：1象限以x轴镜象3象限：1象限旋转180度16例3.1：加工第1象限直线OA，起点为O（0，0），终点为A(6，4)，试进行插补并作走步轨迹图。解：进给总步数Nxy＝

6、6-0

7、+

8、4-0

9、=10xe=6，ye=4,F0=0,xoy=117183.直线插补计算的程序实现6个内存单

10、元数据XE：终点X坐标YE：终点Y坐标NXY:总步数，Nxy＝Nx+NyFM:加工点偏差，FM初值为0XOY:象限值，1、2、3、4分别代表1、2、3、4象限ZF：进给方向，1、2、3、4代表在+x、–x、+y、-y方向进给。19流程图20若加工第一象限直线OA，起点O（0，0），终点A（11，7）。要求：（1）按逐点比较法插补进行列表计算；（2）做出走步轨迹图，并表明给进方向和步数。213.2.2逐点比较法圆弧插补第一象限内的逆圆弧插补－偏差定义M点偏差Fm=Rm2-R2=xm2+ym2-R2－偏差判断Fm=0，M点在圆弧上Fm>0，M点在圆弧外Fm<0，M点在圆弧内22－第一象限逆

11、圆弧逐点比较插补的原理：从起点出发，当Fm>=0，向-x方向进给一步，并计算新的偏差；当Fm<0，下一步向+y方向进给，并计算新的偏差。按上述步骤循环到达终点后结束。23－终点判断采用总步数Nxy设计数方法：Nxy初始设值为x和y轴进给总步数之和，x或y轴每进给一步则Nxy–1，当Nxy为0，则认为达到终点。－插补计算步骤偏差判别->坐标进给->偏差计算->坐标计算->终点判断直线插补：偏差计算使用终点坐标xe，ye圆弧插补：偏差计算使用前一点