機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)

程序段間轉(zhuǎn)接情況分析1根據(jù)前后兩段編程軌跡，轉(zhuǎn)接類型有：直線與直線轉(zhuǎn)接，直線與圓弧轉(zhuǎn)接，圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接等。根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具補償方向，過渡方式有：縮短型、伸長型、插入型2345678910編程軌跡的連接刀具補償方向sina>=0cosa>=0象限轉(zhuǎn)接類型對應(yīng)圖號

G41G01/G41G01

G41

11Ⅰ縮短2-59（a）10Ⅱ縮短2-59（b）00Ⅲ插入2-59（d）01Ⅳ伸長2-59（c）G42G01/G42G01

G42

11Ⅰ伸長2-60（a）10Ⅱ插入2-60（b）00Ⅲ縮短2-60（c）01Ⅳ縮短2-60（d）1112C功能刀具半徑補償實例讀入OA，判斷出是刀補建立，繼續(xù)讀下一段。讀入AB，因為90o<α＜180o，且又是右刀補（G42），由表可知，此時段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計算出a、b、c的坐標(biāo)值，并輸出直線段oa、ab、bc，供插補程序運行。cbaBAOCDEcbaBAOCDE13讀入BC，因為90o<α＜180o

，同理，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計算出d、e點的坐標(biāo)值，并輸出直線cd、de。讀入CD，因為270o<α<360o，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是縮短型。則計算出f點的坐標(biāo)值輸出直線段ef。fedBcbAOCDEa14讀入DE（假定由撤消刀補的G40命令），因為α

＜90o，由于是刀補撤消段，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是伸長型。則計算出g、h點的坐標(biāo)值，然后輸出直線段fg、gh、hE。刀具半徑補償處理結(jié)束。ghBfedcbAOCDEa15進(jìn)給速度控制一、脈沖增量插補算法的進(jìn)給速度控制

脈沖增量插補的輸出形式是脈沖，其頻率與進(jìn)給速度成正比。因此可通過控制插補運算的頻率來控制進(jìn)給速度。常用的方法有：軟件延時法和中斷控制法。1.

軟件延時法根據(jù)編程進(jìn)給速度，可以求出要求的進(jìn)給脈沖頻率，從而得到兩次插補運算之間的時間間隔，它必須大于CPU執(zhí)行插補程序的時間程，與時間程之差即為應(yīng)調(diào)節(jié)的時間延，可以編寫一個延時子程序來改變進(jìn)給速度。16例設(shè)某數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量δ=0.01mm，插補程序運行時間t程=0.1ms，若編程進(jìn)給速度F=300mm/min，求調(diào)節(jié)時間t延。解由v=60δf得

（1/s）則插補時間間隔調(diào)節(jié)時間t延=t-t程=（2-0.1）ms=1.9ms

用軟件編一程序?qū)崿F(xiàn)上述延時，即可達(dá)到進(jìn)給速度控制的目的。172.中斷控制法由進(jìn)給速度計算出定時器/計數(shù)器（CTC）的定時時間常數(shù)，以控制CPU中斷。定時器每申請一次中斷，CPU執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，并在中斷服務(wù)程序中完成一次插補運算并發(fā)出進(jìn)給脈沖。如此連續(xù)進(jìn)行，直至插補完畢。該方法速度控制比較精確，控制速度不會因為不同計算機(jī)主頻的不同而改變，所以在很多數(shù)控系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。

18加減速控制目的：

1.保證在啟動或停止時不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩

2.為了保證加工質(zhì)量

在啟動或速度突然升高時，應(yīng)保證加在伺服電動機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸增大；當(dāng)速度突降時，應(yīng)保證加在伺服電動機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸減小19數(shù)據(jù)采樣法進(jìn)給速度控制和加減速控制前加減速控制插補前的加減速控制，對合成速度—編程指令速度F進(jìn)行控制后加減速控制插補后的加減速控制，對各運動分別進(jìn)行控制201.穩(wěn)定速度和瞬時速度fs——穩(wěn)定速度，mm/minT——插補周期，msF——指令速度，mm/minK——速度系數(shù)，包括快速倍率、切削進(jìn)給倍率，調(diào)節(jié)范圍在0~200%之間穩(wěn)定狀態(tài)：fi=

fs加速（減速）狀態(tài)：

fi<

fs(或fi>

fs）前加減速控制212.線性加減速處理設(shè)進(jìn)給速度為F(mm/min)，加速到F所需時間為t(ms)，則加（減）速度為加速時，系統(tǒng)每插補一次都要進(jìn)行穩(wěn)定速度、瞬時速度和加速處理。當(dāng)上一個插補周期的穩(wěn)定速度fs小于當(dāng)前穩(wěn)定速度fs時，則要加速，每加速一次，瞬時速度為

新的瞬時速度fi+1參加插補計算，對各坐標(biāo)軸進(jìn)行分配。

2223

當(dāng)上一個插補周期穩(wěn)定速度fs大于當(dāng)前穩(wěn)定速度fs時，則要減速。減速時，首先計算出減速區(qū)域長度S，當(dāng)穩(wěn)定速度fs和設(shè)定的加速度確定后，S可由下式求得減速時，Si<S，則設(shè)置減速狀態(tài)標(biāo)志，開始減速。減速時瞬時速度為：若要提前一段距離開始減速，需預(yù)先設(shè)置提前量△S242526后加減速控制1.指數(shù)加減速控制

目的——啟動或停止時速度突變?yōu)殡S時間按指數(shù)規(guī)律上升或下降。加速時勻速時減速時272.直線加減速控制算法a.加速過程

若輸入速度Vc與輸出速度Vi-1差值大于KL時，即Vc-Vi-1>KL，則，

Vi=Vi-1+KLb.加速過渡過程

輸入速度Vc大于輸出速度Vi-1，但差值小于KL時，

0<Vc-Vi-1<KL改變輸出速度，使其與輸入相等：Vi=Vcc.勻速過程

Vi=Vi-1

d.減速過渡過程

輸入速度Vc小于輸出速度Vi-1，但差值小于KL時，

0<Vi-1-Vc<KL則Vi=Vce.減速過程

若輸入速度Vc與輸出速度Vi-1差值大于KL時，即Vc-Vi-1>KL，則，

Vi=Vi-1-KL28名稱原理插補公式特點數(shù)字脈沖乘法器比例乘法Sx=mxSy=my結(jié)構(gòu)簡單；易實現(xiàn)空間直線插補；但精度不高，進(jìn)給速度波動大；不易實現(xiàn)曲線插補逐點比較法區(qū)域判別第1象限直線插補：Fij≥0時，走+x,Fi+1,j=Fij-yeFij<0時，走+y,Fi,j+1=Fij+xe（其中xe,ye為終點坐標(biāo)）第1象限逆圓弧插補：Fij≥0時，走-x,Fi+1,j=Fij-2xi+1Fij<0時，走+y,Fi,j+1=Fij+2yi+1速度比較平穩(wěn)；可實現(xiàn)直線、圓弧、橢圓、拋物線、雙曲線等二次曲線的插補；精度較高（誤差一般在一個脈沖當(dāng)量以內(nèi)）數(shù)字積分法（DDA）數(shù)字累加直線：x=∫xedty=∫yedt（xe,ye為終點坐標(biāo)）圓?。簒