數(shù)控加工程序輸入與預(yù)處理

第二章數(shù)控加工程序輸入及預(yù)處理數(shù)控技術(shù)12024/12/28第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入

第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷

第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理

第四節(jié)其他預(yù)處理數(shù)控技術(shù)22024/12/281、紙帶閱讀機(jī)輸入自學(xué)2、鍵盤方式輸入3、存儲(chǔ)器方式輸入4、通信方式輸入5、數(shù)控加工程序的存儲(chǔ)第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入紙帶閱讀機(jī)其它輸入方式零件程序存儲(chǔ)器MDI鍵盤零件程序緩沖器MDI緩沖器譯碼數(shù)控技術(shù)32024/12/282、鍵盤方式輸入鍵盤是一種常用的輸入方式。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上，一般都配有鍵盤，供數(shù)控機(jī)床操作者輸入數(shù)控加工程序(一般為部分或簡(jiǎn)單的數(shù)控加工程序)和控制信息，例如控制參數(shù)、補(bǔ)償數(shù)據(jù)等。這種輸入方式稱為手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)方式。第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入鍵盤分為全編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。數(shù)控機(jī)床中使用較多的非編碼鍵盤由一組排列成矩陣方式的按鍵開(kāi)關(guān)組成。數(shù)控技術(shù)42024/12/282.1、鍵盤輸入功能一般要求顯示器同步顯示鍵盤輸入內(nèi)容。不同工作方式下，鍵盤輸入功能不同：編輯方式下：輸入加工程序、編輯、存儲(chǔ)運(yùn)行方式下：輸入各種有關(guān)命令，對(duì)機(jī)床及外圍設(shè)備進(jìn)行控制，修改刀具參數(shù)以及工藝參數(shù)，使數(shù)控機(jī)床加工更符合實(shí)際需要第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入數(shù)控技術(shù)52024/12/282.2、鍵盤的輸入處理圖2-4鍵盤中斷服務(wù)程序流程框圖第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入鍵盤各種輸入信息是通過(guò)中斷方式實(shí)現(xiàn)。CPU響應(yīng)中斷，中斷服務(wù)程序讀入從鍵盤輸入的內(nèi)容輸入加工程序：中斷將輸入的字符轉(zhuǎn)換成內(nèi)碼并存入MDI緩沖器；輸入命令：轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵盤處理程序數(shù)控技術(shù)62024/12/285、數(shù)控加工程序的存儲(chǔ)表2-1常用數(shù)控加工代碼及對(duì)應(yīng)內(nèi)碼第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入直接存放——譯碼速度受限轉(zhuǎn)成內(nèi)碼存放——譯碼速度加快內(nèi)碼的使用，使ISO碼、EIA碼在譯碼前具有統(tǒng)一的格式，加快譯碼速度數(shù)控技術(shù)92024/12/28數(shù)控加工程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)部信息（假如首地址2000H）第一節(jié)數(shù)控加工程序輸入例如：ISO代碼程序數(shù)控技術(shù)102024/12/281、數(shù)控加工程序的譯碼

2、數(shù)控加工程序的診斷

3、軟件實(shí)現(xiàn)第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷數(shù)控技術(shù)112024/12/2814603B一、數(shù)控加工程序的譯碼(一)代碼識(shí)別

(二)功能碼翻譯第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷數(shù)控技術(shù)122024/12/28(一)代碼識(shí)別代碼識(shí)別是通過(guò)軟件將數(shù)控加工程序緩沖器中的內(nèi)碼讀出，并判斷該數(shù)據(jù)的屬性。如果是數(shù)字碼，則立即設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志并轉(zhuǎn)存；如果是字母碼，則進(jìn)一步判斷該碼的具體功能，然后設(shè)置代碼標(biāo)志并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理。在判斷字母碼功能時(shí)一般按查尋方式進(jìn)行，即串行比較各個(gè)字符，因此處理速度較慢。由于譯碼的實(shí)時(shí)性要求不高，可以安排在數(shù)控系統(tǒng)軟件的后臺(tái)程序中完成，利用其空閑時(shí)間進(jìn)行譯碼，一般來(lái)講仍是能滿足要求的。第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷譯碼：將輸入的數(shù)控加工程序翻譯成CNC裝置能夠識(shí)別的代碼形式（一）代碼識(shí)別（二）功能碼翻譯將緩沖器中數(shù)據(jù)（內(nèi)碼）逐個(gè)讀出，先識(shí)別其屬性，然后作相應(yīng)的處理（判斷其是字母碼、功能碼、數(shù)字碼）。數(shù)字碼：立即設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志并轉(zhuǎn)存字母碼：將其后續(xù)數(shù)字碼送到相應(yīng)譯碼結(jié)果緩沖器單元。功能碼：需進(jìn)一步判斷該碼功能，再處理。判斷字母碼功能時(shí)按查尋方式串行比較，速度慢——安排在軟件的后臺(tái)程序中完成，利用空閑時(shí)間進(jìn)行譯碼一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)132024/12/28一、數(shù)控加工程序的譯碼圖2-7代碼識(shí)別流程圖第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷數(shù)控技術(shù)142024/12/28圖2-7代碼識(shí)別流程圖第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷CNC系統(tǒng)軟件分前臺(tái)程序和后臺(tái)程序兩部分。前臺(tái)程序是一個(gè)實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序，承擔(dān)幾乎全部的實(shí)時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)與機(jī)床動(dòng)作直接相關(guān)的功能，如插補(bǔ)、位置控制、機(jī)床監(jiān)控等。譯碼程序主要處理一些實(shí)時(shí)性不高的問(wèn)題，因此又可以叫做背景程序。運(yùn)動(dòng)控制程序是前臺(tái)程序。在背景程序循環(huán)運(yùn)行的過(guò)程中，前臺(tái)的實(shí)時(shí)程序不斷地定時(shí)插入，二者密切配合，共同完成加工任務(wù)。一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)152024/12/28(二)功能碼翻譯第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷1.建立一個(gè)與數(shù)控加工程序緩沖器對(duì)應(yīng)的譯碼結(jié)果緩沖器；——在CNC存儲(chǔ)器中劃出一塊存儲(chǔ)區(qū)，供數(shù)控加工程序中可能出現(xiàn)的各個(gè)功能代碼設(shè)置存儲(chǔ)單元，存放對(duì)應(yīng)的特征字或數(shù)字，后續(xù)的處理軟件根據(jù)需要到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元取出數(shù)控加工程序信息并予以執(zhí)行。2.考慮緩沖器的規(guī)?！槍?duì)每個(gè)字符和代碼都設(shè)置存儲(chǔ)區(qū)會(huì)形成龐大的表格，浪費(fèi)內(nèi)存且影響譯碼速度。有些代碼的功能屬性相同或相近，不可能出現(xiàn)在同一個(gè)程序段中，具有互斥性。一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)162024/12/28(二)功能碼翻譯第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷2.考慮緩沖器的規(guī)?！獙代碼、M代碼按功能屬性分組，每一組代碼只需要設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存單元即可，并以特征字來(lái)區(qū)分本組中的不同代碼。——對(duì)于尚未定義功能的代碼，不必設(shè)置內(nèi)存單元，這樣可以大大壓縮譯碼結(jié)果存儲(chǔ)器的規(guī)模，保證譯碼速度和效率?！渌δ艽a如S、F、T在一個(gè)程序段中只可能出現(xiàn)一次，在內(nèi)存中的地址可以指定。一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)172024/12/28(二)功能碼翻譯表2-3常用G代碼、M代碼的分組第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)182024/12/28(二)功能碼翻譯第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷3.約定存儲(chǔ)格式不同的CNC裝置譯碼結(jié)果緩沖器的規(guī)模和存儲(chǔ)格式是不一樣的。但對(duì)某一個(gè)具體的CNC裝置而言，譯碼結(jié)果緩沖器的規(guī)模和存儲(chǔ)格式是固定不變的一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)192024/12/28(二)功能碼翻譯第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷3.約定存儲(chǔ)格式N、T代碼設(shè)計(jì)為一個(gè)字節(jié)，使用壓縮型BCD碼坐標(biāo)值用兩字節(jié)帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)表示,范圍：-32768~＋32767S、F功能用兩字節(jié)無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)表示，范圍為：0~65535如G90代碼：首先確定G90屬于Gf組，一、數(shù)控加工程序的譯碼數(shù)控技術(shù)202024/12/28(二)功能碼翻譯圖2-8數(shù)控加工程序譯碼過(guò)程示意圖第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷一、數(shù)控加工程序的譯碼存儲(chǔ)譯碼數(shù)控技術(shù)212024/12/281.讀入字符（N）2.（為N）設(shè)立標(biāo)志3.讀入N后字符，進(jìn)行合并4.檢查錯(cuò)誤？存入譯碼結(jié)果緩沖器中N代碼對(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元。——LF結(jié)束，進(jìn)行有關(guān)的結(jié)束處理，并返回主程序；——一個(gè)完整數(shù)控加工程序段中的所有功能代碼連同他們后面的數(shù)字碼，都被依次對(duì)應(yīng)地存入到相應(yīng)的譯碼結(jié)果緩沖器中(二)功能碼翻譯第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷一、數(shù)控加工程序的譯碼譯碼過(guò)程數(shù)控技術(shù)222024/12/28二、數(shù)控加工程序的診斷(一)語(yǔ)法錯(cuò)誤現(xiàn)象

(二)邏輯錯(cuò)誤現(xiàn)象第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷數(shù)控技術(shù)232024/12/28(一)語(yǔ)法錯(cuò)誤現(xiàn)象1)程序段的第一個(gè)代碼不是N代碼。

2)N代碼后的數(shù)值超過(guò)了CNC系統(tǒng)規(guī)定的取值范圍。

3)N代碼后出現(xiàn)負(fù)數(shù)。

4)在數(shù)控加工程序中出現(xiàn)不認(rèn)識(shí)的功能代碼。

5)坐標(biāo)值代碼后的數(shù)據(jù)超越了機(jī)床的行程范圍。

6)S代碼所設(shè)置的主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)了CNC系統(tǒng)規(guī)定的取值范圍。

7)F代碼所設(shè)置的進(jìn)給速度超過(guò)了CNC系統(tǒng)規(guī)定的取值范圍。

8)T代碼后的刀具號(hào)不合法。

9)出現(xiàn)CNC系統(tǒng)中未定義的G代碼，一般的數(shù)控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)或EIA標(biāo)準(zhǔn)中G代碼的子集。

10)出現(xiàn)CNC系統(tǒng)中未定義的M代碼，一般的數(shù)控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)或EIA標(biāo)準(zhǔn)中M代碼的子集。第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷二、數(shù)控加工程序的診斷數(shù)控技術(shù)242024/12/28(二)邏輯錯(cuò)誤現(xiàn)象第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷二、數(shù)控加工程序的診斷1)在同一個(gè)數(shù)控加工程序段中先后出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的同組G代碼。數(shù)控系統(tǒng)約定，同組G代碼具有互斥性，同一程序段中不允許出現(xiàn)多個(gè)同組G代碼。例如，在同一程序段中不允許G41與G42同時(shí)出現(xiàn)。2)在同一個(gè)數(shù)控加工程序段中先后出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的同組M代碼。同一程序段中不允許M03與M04同時(shí)出現(xiàn)。3)在同一數(shù)控加工程序段中先后編入相互矛盾的尺寸代碼。4)違反系統(tǒng)約定，在同一數(shù)控加工程序段中超量編入M代碼。例如，數(shù)控系統(tǒng)只允許在一個(gè)程序段內(nèi)最多編入三個(gè)M代碼，但實(shí)際卻編入了四個(gè)或更多，這是不允許的。數(shù)控技術(shù)252024/12/28三、軟件實(shí)現(xiàn)第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷CNC系統(tǒng)軟件分前臺(tái)程序和后臺(tái)程序兩部分。前臺(tái)程序是一個(gè)實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序，承擔(dān)幾乎全部的實(shí)時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)與機(jī)床動(dòng)作直接相關(guān)的功能，如插補(bǔ)、位置控制、機(jī)床監(jiān)控等。譯碼程序主要處理一些實(shí)時(shí)性不高的問(wèn)題，因此又可以叫做背景程序。運(yùn)動(dòng)控制程序是前臺(tái)程序。在背景程序循環(huán)運(yùn)行的過(guò)程中，前臺(tái)的實(shí)時(shí)程序不斷地定時(shí)插入，二者密切配合，共同完成加工任務(wù)。數(shù)控技術(shù)262024/12/28對(duì)于CNC裝置而言，數(shù)控加工程序的輸入、譯碼和診斷是其必需的操作。由于譯碼結(jié)果緩沖器對(duì)某種數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是固定不變的，因此，可采用變址尋址的方式來(lái)確定譯碼結(jié)果在內(nèi)存中的存放地址。為了尋址方便，在ROM中可設(shè)置一個(gè)譯碼結(jié)果緩沖器格式表格，并規(guī)定每種類型功能代碼在該表中的位置，即相對(duì)表頭的地址偏移量，以及該功能字的字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)格式等。第二節(jié)數(shù)控加工程序的譯碼與診斷三、軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)272024/12/28數(shù)控加工程序譯碼與診斷流程圖第二節(jié)

數(shù)控加工程序的譯碼與診斷三、軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)282024/12/281、刀具補(bǔ)償計(jì)算的意義

2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算

3、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)292024/12/283.1、刀具補(bǔ)償計(jì)算的意義1)由于刀具磨損、更換等原因引起的刀具相關(guān)尺寸變化不必重新編寫程序，只需修改相應(yīng)的刀補(bǔ)參數(shù)即可。

2)當(dāng)被加工零件在同一機(jī)床上經(jīng)歷粗加工、半精加工、精加工多道工序時(shí)，不必編寫三種加工程序，可將各工序預(yù)留的加工余量加入刀補(bǔ)參數(shù)即可。第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理控制對(duì)象：刀架參考點(diǎn)或刀具中心切削部位：刀尖或刀刃邊緣——刀具補(bǔ)償長(zhǎng)度補(bǔ)償；半徑補(bǔ)償數(shù)控技術(shù)302024/12/28圖2-10不同類型刀具的補(bǔ)償示意圖

a)立銑刀b)鉆頭c)外圓車刀第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理半徑長(zhǎng)度半徑，長(zhǎng)度補(bǔ)償中使用的刀具參數(shù)主要有：刀具半徑、刀具長(zhǎng)度、刀具中心偏移量數(shù)控技術(shù)312024/12/283.2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算圖2-11數(shù)控車床刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理實(shí)現(xiàn)刀尖圓弧中心軌跡與刀架相關(guān)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換數(shù)控技術(shù)322024/12/283.2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理由于在實(shí)際操作過(guò)程中F與S之間的距離難以直接測(cè)得，而理論刀尖點(diǎn)P相對(duì)刀架參考點(diǎn)F的距離容易測(cè)得，故先計(jì)算P相對(duì)F的偏移量，再根據(jù)情況計(jì)算。令Rs＝0可得刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式為：零件輪廓軌跡經(jīng)補(bǔ)償后，通過(guò)控制F點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)Rs≠0時(shí)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償——Rs很小，引起零件輪廓的誤差可以不考慮；調(diào)試過(guò)程及對(duì)刀過(guò)程已經(jīng)將Rs引起的誤差包含在內(nèi)。數(shù)控技術(shù)332024/12/283.2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理鉆床的刀具：刀具安裝方式的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償——

數(shù)控技術(shù)342024/12/28(一)刀具半徑補(bǔ)償原理

(二)刀具半徑補(bǔ)償類型

(三)方向矢量和刀具半徑矢量

(四)轉(zhuǎn)接類型的判別

(五)刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算

(六)特殊情況處理

(七)刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算小結(jié)3.3、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控機(jī)床在連續(xù)輪廓加工過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)所控制的運(yùn)動(dòng)軌跡不是零件的輪廓，而是加工刀具的中心軌跡。由于用戶總是按零件的輪廓編寫加工程序，因此，要加工出合格的零件，就必須使加工刀具中心在零件輪廓的法矢量方向上偏移一個(gè)刀具半徑值，這種偏移就稱為刀具半徑補(bǔ)償。數(shù)控技術(shù)352024/12/281)刀具半徑補(bǔ)償建立。

2)刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行。

3)刀具半徑補(bǔ)償撤消。3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理左補(bǔ)償不補(bǔ)償右補(bǔ)償數(shù)控技術(shù)362024/12/28圖2-12刀具半徑補(bǔ)償示意圖3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理粗實(shí)線為所需加工的零件輪廓虛線為刀具中心軌跡為了便于分析問(wèn)題，IS0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：沿編程軌跡(零件輪廓)前進(jìn)方向看去，當(dāng)?shù)毒咧行能壽E始終在編程軌跡的左邊時(shí)稱為左刀補(bǔ)，用指令G41表示，如圖。當(dāng)?shù)毒咧行能壽E在編程軌跡的右邊時(shí)稱為右刀補(bǔ)，用指令G42表示。當(dāng)不需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，可用指令G40來(lái)撤消由G41或G42建立的刀具半徑補(bǔ)償。數(shù)控技術(shù)372024/12/28圖2-13刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程示意圖3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)382024/12/281.刀具半徑補(bǔ)償建立從起刀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到工件刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)的過(guò)程。根據(jù)G41或G42指定的刀補(bǔ)方向，控制刀具中心軌跡相對(duì)刀具半徑補(bǔ)償起始點(diǎn)偏移一個(gè)刀具半徑值。刀具半徑補(bǔ)償建立只能在G00或G01的程序段中進(jìn)行3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)392024/12/282.刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行控制刀具中心軌跡在工件輪廓的法矢量方向上始終偏移一個(gè)刀具半徑值的過(guò)程。刀具半徑補(bǔ)償一旦建立，便一直維持補(bǔ)償狀態(tài)，直到被撤銷為止。3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)402024/12/283.刀具半徑補(bǔ)償撤消刀具撤離工件表面返回到起刀點(diǎn)位置的過(guò)程。根據(jù)刀補(bǔ)撤銷前G41和G42的情況，控制刀具中心軌跡相對(duì)刀具半徑補(bǔ)償終點(diǎn)偏移一個(gè)刀具半徑值，使刀具回到起刀點(diǎn)。刀具半徑補(bǔ)償撤銷只能在G00或G01的程序段中進(jìn)行3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)412024/12/28上述刀具半徑補(bǔ)償算法只適用于自定的二維坐標(biāo)平面內(nèi),而平面的指定是通過(guò)G17/G18/G19來(lái)設(shè)定的。硬件數(shù)控采用讀一段，算一段，再走一段的數(shù)據(jù)流方式，無(wú)法考慮到兩個(gè)輪廓段之間刀具中心軌跡的過(guò)渡問(wèn)題，靠編程員解決。CNC中，增設(shè)了兩組刀補(bǔ)緩沖器，以便讓至少兩個(gè)含有零件輪廓信息的加工程序段（一般保證3個(gè)段）的信息同時(shí)在CNC系統(tǒng)內(nèi)部被處理，從而可對(duì)刀具中心軌跡及時(shí)修正，回避了刀具干涉現(xiàn)象的發(fā)生。刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行過(guò)程相關(guān)問(wèn)題：3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)422024/12/28刀具半徑補(bǔ)償功能，可以大大簡(jiǎn)化編程的工作量：1.加工過(guò)程中，刀具的磨損和更換是不可避免的，因此刀具的半徑也經(jīng)常變化。采用刀具半徑補(bǔ)償后，不必重新編程，只需要對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改即可。2.由于輪廓加工往往不是一道工序就能完成的，在粗加工時(shí)，要為精加工預(yù)留一定的加工余量。加工余量的預(yù)留可通過(guò)修改偏置參數(shù)實(shí)現(xiàn)，不必為粗加工和精加工分別編程。3.3.1、刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)432024/12/28走直線、走圓角圓弧過(guò)渡可使刀具中心軌跡或工件輪廓光滑過(guò)渡，但在尖角處的加工誤差可能變大，尖角不尖。插入直線過(guò)渡的加工誤差在尖角處較小，并避免在尖角處出現(xiàn)加工停頓現(xiàn)象或刀具干涉現(xiàn)象。數(shù)控技術(shù)442024/12/28圖2-14拐角的定義

a)外拐角b)內(nèi)拐角轉(zhuǎn)接部分的過(guò)渡處理與相鄰兩輪廓段的夾角α(拐角/轉(zhuǎn)接角）有關(guān)拐角：相鄰兩輪廓交接點(diǎn)處的切線在工件實(shí)體一側(cè)的夾角。0~360000≤α<1800

外拐角1800<α<3600

內(nèi)拐角3.3.2、刀具半徑補(bǔ)償類型第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理軌跡連接方式：直線接直線；直線接圓?。粓A弧接圓弧；圓弧接直線。數(shù)控技術(shù)452024/12/281)當(dāng)0°＜α＜90°時(shí)，刀具半徑補(bǔ)償在此處的轉(zhuǎn)接方式為插入型。

2)當(dāng)90°≤α＜180°時(shí)，刀具半徑補(bǔ)償在此處的轉(zhuǎn)接方式為伸長(zhǎng)型。

3)當(dāng)180°＜α＜360°時(shí)，刀具半徑補(bǔ)償在此處的轉(zhuǎn)接方式為縮短型。

3.3.2、刀具半徑補(bǔ)償類型第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理縮短型——1800<α<3600

伸長(zhǎng)型——900≤α<1800

插入型——0<α<900

數(shù)控技術(shù)462024/12/283.3.2、刀具半徑補(bǔ)償類型第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)472024/12/28第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理直線矢量－方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)圓弧矢量－半徑矢量（矢徑）、弦長(zhǎng)矢量半徑矢量方向由圓弧中心指向圓弧上動(dòng)點(diǎn)，弦長(zhǎng)矢量則由圓弧起點(diǎn)指向終點(diǎn)刀具半徑矢量：加工過(guò)程中始終垂直于工件的編程輪廓，大小等于刀具半徑值，方向指向刀具中心的一個(gè)矢量。方向矢量：與零件輪廓上任意動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向（切線）一致的單位矢量，ld3.3.3、方向矢量和刀具半徑矢量數(shù)控技術(shù)482024/12/28圖2-18方向矢量的定義

a)直線b)圓弧第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理1.方向矢量與零件輪廓上任意動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向（切線）一致的單位矢量，ld3.3.3、方向矢量和刀具半徑矢量數(shù)控技術(shù)492024/12/28直線的方向矢量ld在X、Y軸上的投影分量：3.3.3、方向矢量和刀具半徑矢量第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理對(duì)于圓弧而言，其走向有順逆之分，故圓弧的方向矢量也分順圓和逆圓兩種情況。圓弧的方向矢量ld在X、Y軸上的投影分量：數(shù)控技術(shù)502024/12/28圖2-19刀具半徑矢量與方向矢量

a)左刀補(bǔ)b)右刀補(bǔ)3.3.3、方向矢量和刀具半徑矢量第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理β加工過(guò)程中始終垂直于編程軌跡且指向刀具中心，大小等于刀具半徑的矢量，rd方向矢量ld=X1i+Y1j刀具半徑矢量rd=Xdi+Ydj數(shù)控技術(shù)512024/12/28圖2-20轉(zhuǎn)接類型判別示意圖3.3.4、轉(zhuǎn)接類型的判別第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)522024/12/28(1)縮短型當(dāng)180°＜α＜360°時(shí)，有sinα＜0，(2)伸長(zhǎng)型當(dāng)90°≤α＜180°時(shí)，有sinα＞0且cosα≤０，

(3)插入型當(dāng)0°＜α＜90°時(shí)，有sinα＞0且cosα＞0，3.3.4、轉(zhuǎn)接類型的判別第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)532024/12/281.直線接直線

2.直線接圓弧

3.圓弧接直線

4.圓弧接圓弧指運(yùn)用矢量法，求出刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程中刀具中心軌跡在各個(gè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)處的坐標(biāo)值。其計(jì)算公式不僅與相鄰兩輪廓的轉(zhuǎn)接類型有關(guān)，而且還與刀具補(bǔ)償所處的階段有關(guān)。3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)542024/12/281.直線接直線(1)縮短型刀具半徑補(bǔ)償處在不同的階段，其轉(zhuǎn)接點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算公式是不相同的。

(2)伸長(zhǎng)型在伸長(zhǎng)型刀具半徑補(bǔ)償中，當(dāng)補(bǔ)償處在不同的階段，其轉(zhuǎn)接點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及坐標(biāo)計(jì)算公式也不盡相同。

(3)插入型在插入型刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程中，將涉及到多個(gè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)的計(jì)算。3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)552024/12/28圖2-21直線接直線縮短型刀具半徑補(bǔ)償建立與撤消示意圖1.直線接直線--縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理刀具半徑補(bǔ)償建立---轉(zhuǎn)接點(diǎn)（Xs1,Ys1）相對(duì)拐點(diǎn)（X1，Y1）相差一個(gè)刀具半徑矢量刀具半徑補(bǔ)償撤消---轉(zhuǎn)接點(diǎn)（Xs1,Ys1）相對(duì)拐點(diǎn)（X1，Y1）相差一個(gè)刀具半徑矢量撤消建立數(shù)控技術(shù)562024/12/28圖2-22直線接直線縮短型刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行示意圖1.直線接直線---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理①設(shè)直線輪廓l1和l2的單位矢量分別為：數(shù)控技術(shù)572024/12/281.直線接直線---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理②等距線；將XOY坐標(biāo)系原點(diǎn)平移到（X1，Y1）可求得等距線的直線方程分別為：求得解：數(shù)控技術(shù)582024/12/281.直線接直線---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理③坐標(biāo)系移回，求刀具軌跡交點(diǎn)（Xs1,Ys1）a.當(dāng)X11Y12－X12Y12=0時(shí)，l1和l2共線，轉(zhuǎn)接角α＝0數(shù)控技術(shù)592024/12/281.直線接直線---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理③坐標(biāo)系移回，求刀具軌跡交點(diǎn)（Xs1,Ys1）b.當(dāng)X11Y12－X12Y12≠

0時(shí)，l1和l2相交轉(zhuǎn)接角180＜α＜360數(shù)控技術(shù)602024/12/28圖2-23直線接直線伸長(zhǎng)型刀具半徑補(bǔ)償示意圖1.直線接直線---伸長(zhǎng)型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)612024/12/28圖2-24直線接直線插入型刀具半徑補(bǔ)償示意圖1.直線接直線---插入型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)622024/12/28(1)縮短型

(2)伸長(zhǎng)型

(3)插入型2.直線接圓弧3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)632024/12/2814603B圖2-25直線接圓弧縮短型刀具半徑補(bǔ)償示意圖2.直線接圓弧---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)642024/12/28圖2-26直線接圓弧伸長(zhǎng)型刀具半徑補(bǔ)償示意圖2.直線接圓弧---伸長(zhǎng)型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)652024/12/28圖2-27直線接圓弧插入型刀具半徑補(bǔ)償示意圖2.直線接圓弧---插入型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)662024/12/28(1)縮短型

(2)伸長(zhǎng)型

(3)插入型3.圓弧接直線3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)672024/12/28圖2-28圓弧接直線縮短型刀具半徑補(bǔ)償示意圖3.圓弧接直線---縮短型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)682024/12/28圖2-29圓弧接直線伸長(zhǎng)型刀具半徑補(bǔ)償示意圖3.圓弧接直線---伸長(zhǎng)型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)692024/12/28圖2-30圓弧接直線插入型刀具半徑補(bǔ)償示意圖3.圓弧接直線---插入型3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)702024/12/28(1)縮短型。

(2)伸長(zhǎng)型。

(3)插入型。4.圓弧接圓弧3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)712024/12/28圖2-31圓弧接圓弧刀具半徑補(bǔ)償示意圖3.圓弧接直線3.3.5、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)722024/12/28圖2-32特殊情況的刀具半徑補(bǔ)償轉(zhuǎn)接示意圖

a)α=0°b)α=0°c)α=90°d)α=0°e)α=180°3.3.6、特殊情況處理第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)732024/12/28表2-6刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算表3.3.7、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算小結(jié)第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)742024/12/28圖2-33刀具半徑補(bǔ)償零件加工實(shí)例3.3.7、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算小結(jié)第三節(jié)刀具補(bǔ)償原理數(shù)控技術(shù)752024/12/28分析刀具半徑補(bǔ)償從建立、進(jìn)行到撤消的全部過(guò)程

O點(diǎn)為刀補(bǔ)建立起點(diǎn)、Z點(diǎn)為撤消終點(diǎn)數(shù)控技術(shù)762024/12/28一、進(jìn)給速度處理

二、工件零點(diǎn)設(shè)置與撤消的處理

三、絕對(duì)編程與增量編程的處理第四節(jié)其他預(yù)處理數(shù)控技術(shù)772024/12/28一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理根據(jù)輪廓插補(bǔ)方法不同，速度處理算法有：1.脈沖增量插補(bǔ)法的速度處理：步進(jìn)電機(jī)，開(kāi)環(huán)數(shù)控2.數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的速度處理：直流伺服；交流伺服。閉環(huán)數(shù)控?cái)?shù)控技術(shù)782024/12/28(一)脈沖增量插補(bǔ)法的速度處理脈沖增量插補(bǔ)法一般用在以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中。一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)速度通過(guò)向該軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)送進(jìn)給脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給脈沖通過(guò)編程中的F確定。每次插補(bǔ)結(jié)束產(chǎn)生一個(gè)行程增量，以脈沖的方式輸出。在插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程中不斷向各坐標(biāo)軸發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。數(shù)控技術(shù)792024/12/28(一)脈沖增量插補(bǔ)法的速度處理一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸移動(dòng)量叫做脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是脈沖分配的基本單位，按機(jī)床設(shè)計(jì)的加工精度選定，普通精度的機(jī)床一般取脈沖當(dāng)量為：0.01mm。采用脈沖增量插補(bǔ)算法的數(shù)控系統(tǒng)，其坐標(biāo)軸進(jìn)給速度主要受插補(bǔ)程序運(yùn)行時(shí)間的限制，一般為1~3m/min。數(shù)控技術(shù)802024/12/28(一)脈沖增量插補(bǔ)法的速度處理一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理常用的脈沖增量插補(bǔ)算法有：

逐點(diǎn)比較法和數(shù)字積分法設(shè)進(jìn)給速度F（mm/min），脈沖源頻率f(Hz),數(shù)控系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為δ（mm/步）則可推導(dǎo)出進(jìn)給速度與脈沖頻率的關(guān)系為：F＝60δf反過(guò)來(lái)求脈沖源頻率為f=F/(60δ)按其選取脈沖源頻率，可以實(shí)現(xiàn)所需的進(jìn)給速度。數(shù)控技術(shù)812024/12/28(一)脈沖增量插補(bǔ)法的速度處理一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)量

在兩個(gè)坐標(biāo)開(kāi)環(huán)的CNC系統(tǒng)中應(yīng)用比較普遍。但這種方法不能實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，其應(yīng)用范圍受到了很大限制。

數(shù)控技術(shù)822024/12/28(二)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的速度處理一、進(jìn)給速度處理第四節(jié)其他預(yù)處理數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法一般用在以直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件的閉環(huán)或半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中。各坐標(biāo)軸的