數(shù)控編程第二十九講ppt課件

1、主講教師：仇曉黎主講教師：仇曉黎第第 二十九二十九 講講根據(jù)刀具中心軌跡形狀，可以劃根據(jù)刀具中心軌跡形狀，可以劃分出三種轉(zhuǎn)接型式：縮短型轉(zhuǎn)接、分出三種轉(zhuǎn)接型式：縮短型轉(zhuǎn)接、伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)接和插入型轉(zhuǎn)接。伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)接和插入型轉(zhuǎn)接。所謂縮短型轉(zhuǎn)接，是指刀具在零件內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)所謂縮短型轉(zhuǎn)接，是指刀具在零件內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)刀具中心軌跡比程編軌跡為短；刀具中心軌跡比程編軌跡為短；伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)接則相反，刀具處在零件外側(cè)運(yùn)動(dòng)，因此伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)接則相反，刀具處在零件外側(cè)運(yùn)動(dòng)，因此刀具中心軌跡變長(zhǎng)；刀具中心軌跡變長(zhǎng)；插入型轉(zhuǎn)接，刀具中心除了沿原來的程編軌跡伸長(zhǎng)插入型轉(zhuǎn)接，刀具中心除了沿原來的程編軌跡伸長(zhǎng)移動(dòng)一個(gè)刀具半徑移動(dòng)一個(gè)

2、刀具半徑r r長(zhǎng)度后，還必須增加一個(gè)直線移長(zhǎng)度后，還必須增加一個(gè)直線移動(dòng)。動(dòng)。相對(duì)于原來的程序段而言，等于中間再插入了一個(gè)相對(duì)于原來的程序段而言，等于中間再插入了一個(gè)程序段。程序段。如下圖，為直線過渡的轉(zhuǎn)接如下圖，為直線過渡的轉(zhuǎn)接情況。情況。（3 3C C機(jī)能刀補(bǔ)的過切削判別機(jī)能刀補(bǔ)的過切削判別在以往常用的刀具半徑補(bǔ)償方法中，由于對(duì)加工零在以往常用的刀具半徑補(bǔ)償方法中，由于對(duì)加工零件的輪廓的轉(zhuǎn)接是要靠程編員來幫助數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行件的輪廓的轉(zhuǎn)接是要靠程編員來幫助數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行判別的，易造成過切削現(xiàn)象。如下圖。判別的，易造成過切削現(xiàn)象。如下圖。C C機(jī)能刀補(bǔ)可以從根本上解決這種因轉(zhuǎn)接而引起的過機(jī)能刀補(bǔ)可

3、以從根本上解決這種因轉(zhuǎn)接而引起的過切削現(xiàn)象。切削現(xiàn)象。（4 4C C機(jī)能刀補(bǔ)的執(zhí)行過程機(jī)能刀補(bǔ)的執(zhí)行過程分為三個(gè)步驟：第一步刀補(bǔ)建立，分為三個(gè)步驟：第一步刀補(bǔ)建立，刀具接近工件；刀具接近工件；第二步刀補(bǔ)進(jìn)行；第二步刀補(bǔ)進(jìn)行；第三步刀補(bǔ)撤消，刀具撤離工件。第三步刀補(bǔ)撤消，刀具撤離工件。1 1刀補(bǔ)建立，刀具接近工件刀補(bǔ)建立，刀具接近工件一旦輸入到緩沖寄存器一旦輸入到緩沖寄存器BSBS的程序段包含有的程序段包含有G41/G42G41/G42命命令時(shí)，系統(tǒng)即認(rèn)為應(yīng)當(dāng)進(jìn)入刀補(bǔ)建立狀態(tài)。令時(shí)，系統(tǒng)即認(rèn)為應(yīng)當(dāng)進(jìn)入刀補(bǔ)建立狀態(tài)。如下圖。如下圖。2 2刀補(bǔ)進(jìn)行刀補(bǔ)進(jìn)行在刀補(bǔ)進(jìn)行中，刀具中心始終偏在刀補(bǔ)進(jìn)行中，刀

4、具中心始終偏離程編軌跡一個(gè)刀具半徑的距離。離程編軌跡一個(gè)刀具半徑的距離。如下圖。如下圖。3 3刀補(bǔ)撤消，刀具撤離工件刀補(bǔ)撤消，刀具撤離工件刀補(bǔ)撤消是刀補(bǔ)建立的一個(gè)逆過程。刀補(bǔ)撤消是刀補(bǔ)建立的一個(gè)逆過程。如果本段與上段的程編軌跡是屬于縮短型轉(zhuǎn)接，那如果本段與上段的程編軌跡是屬于縮短型轉(zhuǎn)接，那么就不必作轉(zhuǎn)接矢量計(jì)算，么就不必作轉(zhuǎn)接矢量計(jì)算，刀具中心將一直走到上段程編軌跡終點(diǎn)的半徑矢量刀具中心將一直走到上段程編軌跡終點(diǎn)的半徑矢量頂點(diǎn)，然后在走到本撤消段程編軌跡的終點(diǎn)。頂點(diǎn)，然后在走到本撤消段程編軌跡的終點(diǎn)。如下圖。如下圖。如圖表示如圖表示FANUC7M FANUC7M CNCCNC系統(tǒng)有關(guān)系統(tǒng)有關(guān)C

5、 C機(jī)機(jī)能刀具補(bǔ)償?shù)墓つ艿毒哐a(bǔ)償?shù)墓ぷ髁鞒?。作流程。?shù)控系統(tǒng)中所采用的數(shù)控系統(tǒng)中所采用的C C機(jī)能刀具機(jī)能刀具半徑補(bǔ)償方法，最突出的優(yōu)點(diǎn)是半徑補(bǔ)償方法，最突出的優(yōu)點(diǎn)是編程極其簡(jiǎn)單。編程極其簡(jiǎn)單。對(duì)于平面圖形的加工，它可以徹底消除輔助軌跡的對(duì)于平面圖形的加工，它可以徹底消除輔助軌跡的編制，因而消除了常用的刀補(bǔ)方法易于在程序段轉(zhuǎn)編制，因而消除了常用的刀補(bǔ)方法易于在程序段轉(zhuǎn)接處產(chǎn)生過切削的缺點(diǎn)。接處產(chǎn)生過切削的缺點(diǎn)。由于由于C C機(jī)能刀具半徑補(bǔ)償采用直線轉(zhuǎn)接機(jī)能刀具半徑補(bǔ)償采用直線轉(zhuǎn)接( (過渡過渡) )方式，方式，所有在尖角加工時(shí)有好的工藝性。所有在尖角加工時(shí)有好的工藝性。采用采用C C機(jī)能刀補(bǔ)方

6、法，計(jì)算比較復(fù)雜，機(jī)能刀補(bǔ)方法，計(jì)算比較復(fù)雜，另外由于要同時(shí)讀入兩段程序作修正計(jì)算，因而對(duì)另外由于要同時(shí)讀入兩段程序作修正計(jì)算，因而對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度和存儲(chǔ)器容量要有一定要求。數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算速度和存儲(chǔ)器容量要有一定要求。三、刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償三、刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)毒叩拈L(zhǎng)度補(bǔ)償指令一般用刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償指令一般用于刀具軸向于刀具軸向(Z(Z方向方向) )的補(bǔ)償。的補(bǔ)償。它可使刀具在它可使刀具在Z Z方向上的實(shí)方向上的實(shí)際位移大于或小于程給定值。際位移大于或小于程給定值。即即: :實(shí)際位移量程序給定值實(shí)際位移量程序給定值補(bǔ)償值補(bǔ)償值上式中上式中: : 二代數(shù)值二代數(shù)值 相加相加(“(“”) )稱正偏置稱

7、正偏置, ,用用G43G43指令表示指令表示 相減相減(“(“”) )稱負(fù)偏置稱負(fù)偏置, ,用用G44G44指令表示指令表示給定的程序值與輸入的補(bǔ)償值都可負(fù)給定的程序值與輸入的補(bǔ)償值都可負(fù)(+Z(+Z向?yàn)橄驗(yàn)檎?-Z,-Z向?yàn)樨?fù)向?yàn)樨?fù)),),根據(jù)需要選取根據(jù)需要選取. .如圖為鉆頭快速接近工件時(shí)的長(zhǎng)度補(bǔ)償例。如圖為鉆頭快速接近工件時(shí)的長(zhǎng)度補(bǔ)償例。設(shè)設(shè)A1A1為程序值且為為程序值且為-Z-Z方向方向(-A),D(-A),D為補(bǔ)償值且為為補(bǔ)償值且為-Z-Z方向方向(-D),A2(-D),A2為實(shí)際位移值為實(shí)際位移值. .圖圖(a) (a) 用用G43G43指令指令, ,圖圖(b)(b)用用G44

8、G44指令指令, ,其實(shí)際位移量其實(shí)際位移量及其程序分別為及其程序分別為( (用增量值用增量值):):圖圖a a：-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)G00 G91 G43 Z(-A1) D01G00 G91 G43 Z(-A1) D01( (補(bǔ)償號(hào)補(bǔ)償號(hào)D01D01中存中存-D1-D1）圖圖b b：-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2 G00 G91 G44 Z(-A1) D02 G00 G91 G44 Z(-A1) D02( (補(bǔ)償號(hào)補(bǔ)償號(hào)D02D02中存中存-D2-D2）采用采用G43G43和

9、和G44G44指令后，指令后，編程人員就不一定要知編程人員就不一定要知道實(shí)際使用的刀具長(zhǎng)度道實(shí)際使用的刀具長(zhǎng)度進(jìn)行編程。進(jìn)行編程?；蛘咴诩庸み^程中，若刀具長(zhǎng)度發(fā)生改變或者在加工過程中，若刀具長(zhǎng)度發(fā)生改變或更換新刀具時(shí)，不需要變更程序，只要或更換新刀具時(shí)，不需要變更程序，只要把實(shí)際刀具長(zhǎng)度與假定之差輸至把實(shí)際刀具長(zhǎng)度與假定之差輸至CNCCNC系統(tǒng)系統(tǒng)的的D D存儲(chǔ)器中即可。存儲(chǔ)器中即可。作業(yè)：作業(yè)：1 1、 第一象限的直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，第一象限的直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)為終點(diǎn)為A A點(diǎn)，坐標(biāo)改為點(diǎn)，坐標(biāo)改為12,1112,11），分別采），分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該直線的用逐點(diǎn)比

10、較法和數(shù)字積分法完成該直線的插補(bǔ)加工過程。插補(bǔ)加工過程。2 2、第一象限的逆時(shí)針圓弧中心位于坐標(biāo)、第一象限的逆時(shí)針圓弧中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，起點(diǎn)為原點(diǎn)，起點(diǎn)為A(8,0)A(8,0)，終點(diǎn)坐標(biāo)為，終點(diǎn)坐標(biāo)為B(0,8)B(0,8)，分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該直線的插補(bǔ)加工過程。直線的插補(bǔ)加工過程。3 3、試推導(dǎo)第二象限的直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較、試推導(dǎo)第二象限的直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)計(jì)算過程。法插補(bǔ)計(jì)算過程。作業(yè)：作業(yè)：P225P225思考題思考題7 7、8 8、9 9、12121 1、 第一象限的直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，第一象限的直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)為終

11、點(diǎn)為A A點(diǎn)，坐標(biāo)改為點(diǎn)，坐標(biāo)改為12,1112,11），分別采），分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該直線的用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該直線的插補(bǔ)加工過程。插補(bǔ)加工過程。2 2、 第一象限的逆時(shí)針圓弧中心位于坐標(biāo)第一象限的逆時(shí)針圓弧中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)，起點(diǎn)為原點(diǎn)，起點(diǎn)為A(8,0)A(8,0)，終點(diǎn)坐標(biāo)為，終點(diǎn)坐標(biāo)為B(0,8)B(0,8)，分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該分別采用逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法完成該直線的插補(bǔ)加工過程。直線的插補(bǔ)加工過程。3 3、 試推導(dǎo)第二象限的直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較試推導(dǎo)第二象限的直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)計(jì)算過程。法插補(bǔ)計(jì)算過程。第四章第四章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)

12、控系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) CNCCNC的軌跡控制原理的軌跡控制原理第四節(jié)第四節(jié) 進(jìn)給速度和加減速控制進(jìn)給速度和加減速控制第五節(jié)第五節(jié) CNCCNC的輸入輸出與通信功能的輸入輸出與通信功能第三節(jié)第三節(jié) 刀具位置補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償?shù)毒呶恢醚a(bǔ)償和半徑補(bǔ)償?shù)谒恼碌谒墓?jié)進(jìn)給速度和加減速第四章第四節(jié)進(jìn)給速度和加減速控制控制一、一、 進(jìn)給速度計(jì)算進(jìn)給速度計(jì)算二、二、 進(jìn)給速度控制進(jìn)給速度控制二、進(jìn)給速度控制二、進(jìn)給速度控制在在CNCCNC系統(tǒng)中，進(jìn)給速度控制就是用軟件或系統(tǒng)中，進(jìn)給速度控制就是用軟件或軟件與接口來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度計(jì)算式。軟件與接口來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度計(jì)算式。用軟件方法是采用程序計(jì)時(shí)法，用軟

13、件方法是采用程序計(jì)時(shí)法，而取軟件與接口相配合方法有時(shí)鐘中斷法和而取軟件與接口相配合方法有時(shí)鐘中斷法和v/Lv/L積分器法此法適于采用積分器法此法適于采用DDADDA或擴(kuò)展或擴(kuò)展DDADDA插插補(bǔ)中的穩(wěn)速控制）。補(bǔ)中的穩(wěn)速控制）。1 1、程序計(jì)時(shí)法、程序計(jì)時(shí)法也稱為程序延時(shí)法，其過程是：也稱為程序延時(shí)法，其過程是：計(jì)算出每次插補(bǔ)運(yùn)算所占用的時(shí)間；計(jì)算出每次插補(bǔ)運(yùn)算所占用的時(shí)間；由給定的由給定的F F值計(jì)算出相應(yīng)的進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間；值計(jì)算出相應(yīng)的進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間；由進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間減去插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間，得到每次由進(jìn)給脈沖間隔時(shí)間減去插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間，得到每次插補(bǔ)運(yùn)算后的等待時(shí)間，由軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)等待。插補(bǔ)運(yùn)

14、算后的等待時(shí)間，由軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)等待。為使進(jìn)給速度可調(diào)，延時(shí)子程序按基本計(jì)時(shí)單位設(shè)為使進(jìn)給速度可調(diào)，延時(shí)子程序按基本計(jì)時(shí)單位設(shè)計(jì)，并在調(diào)用這子程序前，先計(jì)算等待時(shí)間對(duì)基本計(jì)，并在調(diào)用這子程序前，先計(jì)算等待時(shí)間對(duì)基本時(shí)間單位的倍數(shù)，這樣可用不同的循環(huán)次數(shù)實(shí)現(xiàn)不時(shí)間單位的倍數(shù)，這樣可用不同的循環(huán)次數(shù)實(shí)現(xiàn)不同速度的控制。同速度的控制。程序計(jì)時(shí)法大多用于程序計(jì)時(shí)法大多用于點(diǎn)位、直線控制系統(tǒng)，點(diǎn)位、直線控制系統(tǒng)，且系統(tǒng)采用，數(shù)字脈且系統(tǒng)采用，數(shù)字脈沖增量法。不同的空沖增量法。不同的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的進(jìn)給速度。進(jìn)給速度。這種系統(tǒng)控制的進(jìn)給這種系統(tǒng)控制的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度可分為升速、運(yùn)動(dòng)速度可分

15、為升速、恒速、降速等幾個(gè)階恒速、降速等幾個(gè)階段。如下圖。段。如下圖。其中，速度準(zhǔn)備框的內(nèi)容包括按照其中，速度準(zhǔn)備框的內(nèi)容包括按照指令速度預(yù)先算出降速距離，且置指令速度預(yù)先算出降速距離，且置入相應(yīng)的單元；入相應(yīng)的單元；速度控制框內(nèi)需置入速度控制字和速度控制框內(nèi)需置入速度控制字和速度標(biāo)志速度標(biāo)志FKFK當(dāng)前速度控制值）、當(dāng)前速度控制值）、FK0FK0存恒定值）、存恒定值）、FK1FK1存低速存低速值），這一速度控制子程序的主要值），這一速度控制子程序的主要功能是給出功能是給出“當(dāng)前速度值當(dāng)前速度值”，以實(shí)，以實(shí)現(xiàn)升速、降速、恒速和低速控制；現(xiàn)升速、降速、恒速和低速控制；位置計(jì)算是算出移動(dòng)過程中的當(dāng)

16、前位置，以便確定位置計(jì)算是算出移動(dòng)過程中的當(dāng)前位置，以便確定位移是否達(dá)到降速點(diǎn)和低速點(diǎn)，并給出相應(yīng)標(biāo)志，位移是否達(dá)到降速點(diǎn)和低速點(diǎn)，并給出相應(yīng)標(biāo)志，若若GD=10GD=10時(shí)到達(dá)降速點(diǎn)，時(shí)到達(dá)降速點(diǎn)，GD=01GD=01時(shí)到達(dá)低速點(diǎn)。時(shí)到達(dá)低速點(diǎn)。2 2、時(shí)鐘中斷法、時(shí)鐘中斷法按照程序計(jì)時(shí)法所計(jì)算的按照程序計(jì)時(shí)法所計(jì)算的f f值預(yù)值預(yù)置適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)時(shí)鐘，從而產(chǎn)生頻置適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)時(shí)鐘，從而產(chǎn)生頻率為率為f f的定時(shí)中斷。的定時(shí)中斷。CPUCPU每接受一次中斷信號(hào)，就進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算并送每接受一次中斷信號(hào)，就進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算并送出一個(gè)進(jìn)給脈沖，出一個(gè)進(jìn)給脈沖，這類似硬件插補(bǔ)那樣，每次中斷要進(jìn)給常規(guī)的中

17、斷這類似硬件插補(bǔ)那樣，每次中斷要進(jìn)給常規(guī)的中斷處理后，再調(diào)用一次插補(bǔ)子程序轉(zhuǎn)入插補(bǔ)運(yùn)算。處理后，再調(diào)用一次插補(bǔ)子程序轉(zhuǎn)入插補(bǔ)運(yùn)算。當(dāng)速度較高時(shí)，當(dāng)速度較高時(shí)，CPUCPU的時(shí)間很緊張，且這種方法不適的時(shí)間很緊張，且這種方法不適用于每分鐘毫米直接給定速度的系統(tǒng)。用于每分鐘毫米直接給定速度的系統(tǒng)。如果時(shí)鐘中斷法只要求一種時(shí)鐘頻率，并用軟件控如果時(shí)鐘中斷法只要求一種時(shí)鐘頻率，并用軟件控制每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的插補(bǔ)次數(shù)，以達(dá)到進(jìn)給速度控制每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的插補(bǔ)次數(shù)，以達(dá)到進(jìn)給速度控制的目的。制的目的。進(jìn)給速度可用進(jìn)給速度可用mm/minmm/min給定。給定。首先要對(duì)這個(gè)唯一的時(shí)鐘頻率進(jìn)行合首先要對(duì)這個(gè)唯一的時(shí)鐘頻率進(jìn)行合理選擇，選擇的原則是滿足最高插補(bǔ)理選擇，選擇的原則是滿足最高插補(bǔ)進(jìn)給速度的要求，進(jìn)給速度的要求，并考慮到計(jì)算機(jī)換算的方便，取一個(gè)并考慮到計(jì)算機(jī)換算的方便，取一個(gè)特殊的速度為特殊的速度為FpFp，使在該速度下每個(gè)，使在該速度下每個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行一次插補(bǔ)。時(shí)鐘周期進(jìn)行一次插補(bǔ)。另外，要進(jìn)行速度的換算：如實(shí)際給定的進(jìn)給速度另外，要進(jìn)行速度的換算：如實(shí)際給定的進(jìn)給速度是是FpFp的整數(shù)倍時(shí)，就表示每次中斷進(jìn)行的插補(bǔ)次數(shù)；的整數(shù)倍時(shí)，就表示每次中斷進(jìn)行的插補(bǔ)次數(shù)；如給定進(jìn)給速度非如給定進(jìn)給速度非FpFp的整數(shù)倍時(shí)，