1、第五章 插補(bǔ)原理與速度控制,一、插補(bǔ)及其算法 插補(bǔ)：是指在一條已知起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。 CNC系統(tǒng)插補(bǔ)功能：直線插補(bǔ)功能 圓弧插補(bǔ)功能 拋物線插補(bǔ)功能 螺旋線插補(bǔ)功能,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,直線和圓弧插補(bǔ)功能插補(bǔ)算法： 脈沖增量插補(bǔ)算法 數(shù)字增量插補(bǔ)（數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)）算法,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,二、脈沖增量插補(bǔ),（一）逐點(diǎn)比較法 逐點(diǎn)比較法：被控制對(duì)象在數(shù)控裝置的控制下，按要求的軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，每走一步都要和規(guī)定的軌跡比較，根據(jù)比較的結(jié)果決定下一步的移動(dòng)方向。,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,逐點(diǎn)比較法的特點(diǎn)： 運(yùn)算直觀 插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖當(dāng)量 輸出脈沖均勻 輸出脈沖

2、的速度變化小 調(diào)節(jié)方便 逐點(diǎn)比較法應(yīng)用對(duì)象：兩坐標(biāo)開環(huán)CNC系統(tǒng)中應(yīng)用。,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,1.逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)算法,判別函數(shù)及判別條件 進(jìn)給方向判別 迭代法偏差函數(shù)F的推導(dǎo) 插補(bǔ)步驟,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,圖81 逐點(diǎn)比較法工作循環(huán)圖,N,淮海工學(xué)院,8.1 插補(bǔ)原理,圖82 逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)軌跡,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,2.逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ),（1）判別函數(shù)及判別條件 （2）進(jìn)給方向判別 （3）迭代法偏差函數(shù)F的推導(dǎo) （4）逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)判別,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院, 坐標(biāo)變換及自動(dòng)過象限處理,G01,逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)的象限與坐標(biāo)變換,8.1

3、插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,（2）逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)象限與坐標(biāo)變換,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,（3）圓弧插補(bǔ)自動(dòng)過象限處理,象限邊界處理 過象限判斷 過象限處理,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,4. 逐點(diǎn)比較法的進(jìn)給速度,設(shè)發(fā)向X、Y坐標(biāo)脈沖的頻率為fx和fy，則沿X、Y坐 標(biāo)的進(jìn)給速度分別為： Vx=60fx Vy=60fy,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,三、數(shù)字增量插補(bǔ),插補(bǔ)周期的選擇, 插補(bǔ)周期與插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間的關(guān)系, 插補(bǔ)周期與位置反饋采樣的關(guān)系,3.插補(bǔ)周期與精度、速度的關(guān)系,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,（二）直線插補(bǔ)算法,1.直線插補(bǔ)原理 實(shí)用直線插補(bǔ)算法, 圓弧插補(bǔ)算法,直接函數(shù)法

4、擴(kuò)展DDA插補(bǔ)算法（二階近似法）,8.1 插補(bǔ)原理,淮海工學(xué)院,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,刀具補(bǔ)償處理：插補(bǔ)運(yùn)算前必須完成的預(yù)備處理，通過刀具半徑補(bǔ)償將被加工零件的輪廓軌跡轉(zhuǎn)換為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。 一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?二、B功能刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算,淮海工學(xué)院,圖83 直線插補(bǔ)的B刀具半徑補(bǔ)償,直線插補(bǔ)的B刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,2.圓弧插補(bǔ)的B刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算,刀具中心圓弧軌跡起點(diǎn)坐標(biāo)值（A點(diǎn)） 的計(jì)算 刀具補(bǔ)償后的半徑值的計(jì)算 R=R+r,刀具中心圓弧軌跡終點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算,XB=XB+Xr YB=YB+Yr,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,三、C功能刀具半徑

5、補(bǔ)償,圖84 C功能刀具半徑補(bǔ)償,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,（一） C刀具半徑補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn),圖85 C刀具補(bǔ)償?shù)墓ぷ髁鞒虉D,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,（二）程序段間的轉(zhuǎn)接,（1）相鄰兩程序段編程軌跡的轉(zhuǎn)接線型 直線與直線轉(zhuǎn)接 直線與圓弧轉(zhuǎn)接 圓弧與直線轉(zhuǎn)接 圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接,（2）轉(zhuǎn)接過渡類型,伸長型 縮短型 插入型,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,（3）轉(zhuǎn)接類型的判斷,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,3.轉(zhuǎn)接矢量的計(jì)算,（1）刀具半徑矢量的計(jì)算 （2）轉(zhuǎn)接交點(diǎn)矢量的計(jì)算,8.2 刀具半徑補(bǔ)償,淮海工學(xué)院,8.3 進(jìn)給速度和加減速控制,數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度要求： 1）穩(wěn)定 2）有一定的調(diào)速范圍 3）啟動(dòng)快而不失步 4）停止的位置準(zhǔn)確 5）不超程,淮海工學(xué)院,一、開環(huán)CNC系統(tǒng)的進(jìn)給速度及加減速控制, 程序計(jì)時(shí)法（軟件延時(shí)法）, 時(shí)鐘中斷法,