第1章 数控编程基础1.ppt

数控编程技术及应用 电子教案 联系方式 sunxuodng 电话旭东 随着科技的发展 现代机械产品日趋精密复杂 改型换代日趋频繁 制造自动化是先进制造技术中的重要组成部分 其核心技术是数控技术 数控技术是综合运用计算机 自动控制 自动检测及精密机械等高新技术的产物 目前 随着国内数控机床用量的剧增 急需能够熟练掌握数控机床编程和操作以及维护的应用型人才 1 机床操作2 工艺设计与编程 维修3 机床操作 工艺设计与编程 维修及数控改造 管理 社会急需的数控加工人才类型 内容简介 数控编程技术 这门课是面向 机械工程及自动化 这个大专业开设的 即涵盖现有的机械工程各专业本科生的一门专业技术基础课 它以数控机床为对象 研究数控加工过程中有关工艺分析 数值计算 基本的编程功能指令 掌握数控车床 数控铣床 加工中心 数控电火花线切割机床的程序编制方法及自动编程方法 通过本课程的学习我们应掌握数控加工的基本原理和基础知识 从而培养我们的编程和加工能力 目录 第1章数控编程基础第2章程序编制中的工艺分析处理第3章程序编制中的数值计算第4章数控车床编程第5章数控铣床编程第6章加工中心编程第7章其他数控机床编程第8章自动编程第9章刀位验证与轨迹编辑第2章编程系统的后置处理 学完本课程后学生应达到的要求 1 合理制订数控加工的工艺方案 2 合理确定走刀路线 合理选择刀具及加工余量 3 掌握编程中数学处理的基本知识及一定的计算机处理能力 4 掌握常用准备功能指令 辅助功能指令 手工编写一般复杂程度零件的数控加工程序 5 具有调试加工程序 参数设置 模拟调整的基本能力 6 掌握自动编程的基本知识 具有采用计算机自动编程的初步能力 教学方法与考核方式 课堂教学自学 考试平时成绩作业课堂提问 教学方法 考核方式 本课程授课时数24学时 实验时数6学时 实验周 第1章数控编程基础 1 1数控机床概述1 2插补原理1 3数控程序编制的基本概念1 4数控编程几何基础1 5程序编制中的基本指令 数字控制 NumericalControl 技术是用数字化信息对机械设备 机床 的运动及其加工过程进行控制的一种方法 简称为数控 NC 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术 在机械制造加工技术方面得到了广泛的应用 1 1数控机床概述 随着科学技术快速发展和市场竞争的日益激烈 社会化大生产对机械产品的要求越来越趋于多样化 复杂化 尤其是在造船 航空航天 国防军工 重型机械以及计算机电子等工业重中 其加工批量小 零件形状复杂 改形频繁 精度要求高 加工困难 生产效率低 劳动强度大和质量难以保证的生产特点 已经不能靠传统的加工设备和制造方法来适应这种柔性化程度很高的加工要求 因此能有效解决复杂 精密 中小批量加工的数控机床在近几十年来得到迅速发展和最广泛的应用 采用数控技术控制的机床 即装备了数控系统的机床称之为数字控制机床 NumericallyControlledMachineTool 简称数控 NC 机床 国际信息处理联盟 IFIP 第五技术委员会对数控机床作了如下定义 数控机床是一种装有程序控制系统的机床 该系统能逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指令规定的程序 一 数控机床的产生和发展 数控机床是采用数控装置或电子计算机来控机床运动 自动地取代一般通用机床上人工控制的各种操作 如启动 加工顺序 主轴变速 切削用量 松夹工件 选择刀具 进刀退刀 冷却液开停以及停车等 通常 数控机床将所需的全部机械动作 步骤和控制功能 以及工件的形状尺寸预先按规定的字符和文字代码的形式编制数控程序 通过穿孔机或键盘等把程序上的信息以数字代码的形式记载在控制介质 如穿孔纸带或磁盘等 上 通过控制介质将加工信息送入数控装置 数控装置或计算机对输入的信息进行处理与运算 发出各种指令性控制信号 去控制机床的伺服系统或其他驱动元件的各种动作 从而使数控机床自动加工出所需要的零件 整个过程实现了 的转换过程 数控机床首先由美国率先发展 并且是为了适应航空工业制造复杂零件的需要而产生的 1948年 美国帕森斯公司与美国麻省理工学院 MIT 开始共同研究 并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床 当时的数控装置采用电子管元件 1959年 数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板 出现带自动换刀装置的数控机床 称为加工中心 MCMachiningCenter 1965年 出现了第三代的集成电路数控装置 60年代末 直接数控系统 简称DNC 又称群控系统 计算机数控系统 简称CNC 使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代 1974年 研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置 简称MNC 这是第五代数控系统 20世纪80年代初 出现了人机对话式自动编制程序的数控装置 数控装置愈趋小型化 具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能 20世纪90年代后期 出现了PC CNC智能数控系统 此种方式系统维护方便 易于实现网络化制造 我国数控机床开发的起步并不晚 大约与日本 德国 前苏联同步 1958年北京第一机床厂与清华大学合作试制成功我国第一台数控铣床 1970年北京第一机床厂的XK5040型数控升降台铣床才作为商品 1975年沈阳第一机床厂的CSK6163型数控车床才真正进入商品化 1974 1976年间 虽然开发了加工中心 数控镗床 数控磨床和数控钻床 多数机床没有在生产中发挥作用 20世纪80年代前期 六五 七五 八五 数控系统攻关 目前我国已经有自主版权的数控系统 并能生产门类齐全的数控车 数控铣 数控钻 数控镗 数控磨 数控齿轮加工 数控电加工等数控机床 数控加工中心也相继研制成功 数控机床的加工功能 数控车床的加工功能 数控铣床的加工功能 1 叶轮 数控铣床的加工功能 2 箱体 数控铣床的加工功能 3 异形件 数控加工中心的加工功能 1 端面铣削 数控加工中心的加工功能 2 攻丝 数控加工中心的加工功能 3 镗孔 数控加工中心的加工功能 4 钻孔 数控加工中心的加工功能 5 内外螺纹加工 数控加工中心的加工功能 6 特殊程序加工 数控加工中心的加工功能 7 铣内孔槽 数控加工中心的加工功能 8 铣曲面 数控加工中心的加工功能 9 铣曲线 数控加工中心的加工功能 10 铣箱体 数控机床是机电一体化的典型产品 是集机床 计算机 电机及拖动 自动控制 检测等技术为一体的自动化设备 数控机床的基本组成包括控制介质 数控装置 伺服系统 反馈系统及机床本体组成 见图1 1 二 数控机床的组成 图1 1数控机床组成 数控机床工作时 不要人去直接操作机床 但又要执行人的意图 这就必须在任何数控机床之间建立某种联系 这种联系的中间媒介物称之为控制介质 数控机床常用的控制介质和输入输出设备见表1 1 控制介质 表1控制介质和输入输出设备表 对于用微机控制的数控机床 也可用操作面板上的按钮和键盘将加工程序直接用键盘输入 并在CRT显示器上显示 数控装置是数控机床的核心 其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息 经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码 运算和逻辑处理后 发出相应的脉冲送给伺服系统 使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作 它具备的主要功能如下 1 多轴联动控制 2 直线 圆弧 抛物线等多种函数的插补 3 输入 编辑和修改数控程序功能 2 数控装置 4 数控加工信息的转换功能 ISO EIA代码转换 公英制转换 坐标转换 绝对值和相对值得转换 计数制转换等 5 刀具半径补偿 刀具长度补偿 传动间隙补偿 螺距误差补偿等补偿功能 6 实现固定循环 重复加工 镜像加工等多种加工方式选择 7 在CRT上显示字符 轨迹 图形和动态演示等功能 机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统 它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度 方向和位移量 每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统 伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动 它相当于手工操作人的手 使工作台 或溜板 精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动 最后加工出符合图纸要求的零件 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成 它是数控系统的执行部分 驱动机床执行机构运动的驱动部件 包括主轴驱动单元 速度控制 进给驱动单元 速度控制和位置控制 主轴电机和进给电机等 3 伺服系统 反馈装置是闭环 半闭环 数控机床的检测环节 该装置可以包括在伺服系统中 它由检测元件和相应的电路组成 其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移 并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中 构成闭环控制系统 检测装置的安装 检测信号反馈的位置 决定于数控系统的结构型式 无测量反馈装置的系统称为开环系统 4 反馈装置 随着数控技术的发展 对机床结构的技术性能要求更高了 在总体布局 外观造型 传动系统结构 刀具系统以及操作性能方面都已经发生很大的变化 数控机床主体 包括床身 主轴 进给机构等机械部件 以及辅助运动装置 液压气动系统 冷却装置等部分 数控机床的主机结构有下面几个特点 1 由于采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置 数控机床的机械传动结构得到了简化 传动链较短 2 数控机床的机械结构具有较高的动态特性 动态刚度 阻尼精度 耐磨性以及抗热变形性能 适应连续地自动化加工 3 较多地采用高效传动件 如精密滚珠丝杠 直线滚动导轨副 精密齿条 蜗母条 静压 磁浮导轨等 5 机床本体 3 较多地采用高效传动件 如精密滚珠丝杠 直线滚动导轨副 精密齿条 蜗母条 静压 磁浮导轨等 滚珠丝杆副直线导轨副 从数控机床最终要完成的任务看 主要应对三方面进行控制 1 主运动控制和通用机床一样 主运动是形成切削速度并从工件上切除多余材料起主要作用的工作运动来完成切削任务 机床功率主要消耗于主运动 其动力约占整台机床动力的70 80 2 进给运动控制数控机床的进给运动是通过进给伺服系统来实现的 这是数控机床区别于通用机床的重要方面之一 3 输入 输出 I O 控制数控系统对加工程序处理后输出的控制信号还要对机床的各种状态进行控制 这些状态包括主轴的变频控制 主轴的正 反转及停止 冷却和润滑装置的起动和停止 刀具自动交换 工件夹紧和放松及分度工作台转位等 三 数控机床的控制对象 机床的运动动画显示 数控机床加工工件的过程见图1 2 四 数控机床的工作原理 图1 2数控机床加工工件过程 数控机床对零件的加工过程 是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的 它是一种高效能自动或半自动机床 与普通机床相比 具有以下明显特点 1 适应性强 适应70 以上多品种小批量零件自动加工 2 加工质量稳定 无故障时间迅速增加 3 生产效率高 是普通机床效率的2 5倍 4 加工精度高 具有加工复杂形状零件的能力 5 工序集中 一机多用 6 自动化程度高 生产准备周期短 7 易于建立计算机通信网络 8 有利于生产管理的现代化 五 数控机床的特点 六 数控机床的分类 1 金属切削类数控机床金属切削类数控机床有数控车床 数控铣床 数控钻床 数控镗床 数控磨床 数控插齿机 数控镗铣床 数控凸轮磨床 数控磨刀机 数控曲面磨床等 磨削中心 加工中心MC是带有刀库和自动换刀装置的数控机床 2 金属成形类数控机床金属成形类数控机床有数控折弯机 数控弯管机 数控油压成型机和数控压力机等 3 数控特种加工机床数控特种加工机床有数控线切割机床 数控电火花加工机床 数控电脉冲机床 数控激光加工机床等 4 其它类型的数控机床如水射流切割机 鞋样切割机 雕刻机 数控三坐标测量机等 1 按用途分类 图1 3数控车床 图1 4数控铣床 图1 5数控加工中心 图1 6锥度电火花线切割机床 1 点位控制数控机床这类数控机床主要有数控坐标镗床 数控钻床 数控冲床 数控点焊机以及数控弯管机等 其相应的数控装置称之为点位数控装置 点位数控装置的控制系统比较简单 2 按运动方式分类 图1 7点位控制数控机床 2 直线控制数控机床这类数控机床主要有简易数控车床 数控镗铣床和数控磨床等 相应的数控装置称之为直线控制装置 图1 8直线控制数控机床 3 轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床又称为连续控制数控机床或轨迹控制数控机床 各坐标的运动按规定的比例关系相互配合 精确地协调起来连续进行加工 以最小的误差逼近规定的直线 斜线或轮廓曲线 曲面 图1 5为坐标轮廓控制数控机床的工作原理图 图1 9轮廓控制数控机床a 数控车削b 数控铣削 由控制坐标轴的数量可以有2轴控制 2 5轴控制 3轴控制 4轴控制 5轴控制等 如图1 10 1 11 1 12所示 图1 102 5轴加工空间曲面图1 113轴联动数控铣床加工图图1 125轴联动的数控加工 1 开环控制数控机床没有位置测量装置 信号流是单向的 数控装置 进给系统 故系统稳定性好 3 按控制原理分类 图1 13开环控制系统框图 2 闭环控制数控机床全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示 直接对运动部件的实际位置进行检测 图1 14闭环控制系统框图 3 半闭环控制数控机床半闭环数控系统的位置采样点如图所示 是从驱动装置 常用伺服电机 或丝杠引出 采样旋转角度进行检测 不是直接检测运动部件的实际位置 图1 15半闭环控制系统框图 经济型数控系统 又称简易数控系统 普及型数控系统 通常称之为全功能数控系统 高档数控系统基于PC的开放式数控系统 4 按数控系统类型分类 这种分类没有明确的定义和确切的界限 但可以给人们一个清晰的水平概念 数控机床水平的高低由主要技术参数 功能指标和关键部件的功能水平来决定 通常可用下述指标作为评价数控机床档次的参考条件 1 分辨率和进给速度分辨率为10 m 进给速度为8 15m min为低档 分辨率为1 m 进给速度为15 24m min为中档 分辨率为0 1 m 进给速度为15 100m min为高档 2 多坐标联动功能低档数控机床最多联动轴数为2 3轴 中 高档为3 5轴以上 3 显示功能低档数控一般只有简单的数码显示或简单的CRT字符显示 CathodeRayTube阴极射线管 中档有较齐全的CRT显示 不仅有字符 而且还有图形 人机对话 自诊断等功能 高档数控还有三维动态图形显示 4 通讯功能低档数控无通讯功能 中档数控有RS32或DNC接口 高档数控有MAP 制造自动化协议 等高性能通讯借口 具有联网功能 5 主CPU低档数控一般采用8位CPU 中 高档数控已经由16位CPU发展到32位 64位CPU 并用具有精简指令集的RISC中央处理单元 全功能 可靠性CNCFANUC OC系列 CNC单元 显示装置与操作面板 数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件 为了满足市场的需要 达到现代制造技术对数控机床提出的更高的要求 当前 数控技术及数控机床的发展方向主要体现为下述几方面 运行高速化加工高精化高可靠性功能复合化控制智能化体系开放化驱动并联化交互网络化 七 数控机床的发展趋势 运行高速化 加工高精化速度和精度是数控设备的两个重要指标 它们是数控技术永恒追求的目标 因为它直接关系到加工效率和产品质量 新一代数控设备在运行高速化 加工高精化等方面都有了更高的要求 运行高速化进给率 主轴转速 刀具交换速度 托盘交换速度实现高速化 并且具有高加 减 速率 进给率高速化在分辨率为1 m时 Fmax 240m min 在Fmax下可获得复杂型面的精确加工 在程序段长度为1mm时 Fmax 30m min 并且具有1 5g的加减速率 主轴高速化采用电主轴 内装式主轴电机 即主轴电机的转子轴就是主轴部件 主轴最高转速达200000r min 主轴转速的最高加 减 速为1 0g 即仅需1 8秒即可从0提速到15000r min 换刀速度0 9秒 刀到刀 2 8秒 切削到切削 工作台 托盘 交换速度6 3秒 甚至有人提出了达到 非切削时间为零 的目标 运行高速化高速切削机床的关键技术高速机床是实现高速加工的前提和基本条件 高速切削机床技术是高速切削技术中最基本的关键技术 高速切削机床的关键技术包括以下几方面 高速主轴单元 高速直线驱动进给单元 高速切削刀具技术 CNC控制系统 切屑处理和冷却系统 安全装置与实时监控系统 换刀装置 机床床体结构 运行高速化高速加工中心机床实例米克朗 Mikron 公司生产的HSM400U5轴联动高速加工中心如图所示 机床性能参数 工作范围400mm 240mm 350mm 主轴转速42000r min 主轴功率13kW 进给速度X Y Z方向40m min 回转速度B C摆900 1500o sec 加速度X Y Z方向17m s2 回转加速度B C摆5700 17200o s2 刀柄采用HSK40 刀库为18 76位 加工高精化提高机械设备的制造和装配精度 提高数控系统的控制精度 采用误差补偿技术 提高CNC系统控制精度采用高速插补技术 以微小程序段实现连续进给 使CNC控制单位精细化 采用高分辨率位置检测装置 提高位置检测精度 日本交流伺服电机已有装上106脉冲 转的内藏位置检测器 其位置检测精度能达到0 01 m 脉冲 位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法 采用误差补偿技术采用反向间隙补偿 丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术 设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术 研究结果表明 综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60 80 三井精机的JidicH5D型超精密卧式加工中心的定位精度为 0 1 m 高可靠性数控机床要发挥其高性能 高精度 高效率 并获得良好的效益 关键取决于其可靠性 衡量可靠性的重要量化指标是平均故障时间 MTBF 数控系统的无故障工作时间已由20世纪80年代的10000h 提高到20世纪90年代的30000 50000h 数控机床整机的可靠性水平也有显著提高 其MTBF值已由20世纪80年代初期的500 800h 降低到目前的100 200h 功能复合化复合化是指在一台设备能实现多种工艺手段加工的方法 在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运 上下料 安装调整 换刀和主轴的升 降速上 为了尽可能降低这些无用时间 人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上 因此 复合化的机床成为近年来发展很快的机种 复合化包含工序复合化和功能复合化 数控机床的发展已模糊了粗精加工工序的概念 加工中心的出现 又把车 铣 镗等工序集中到一台机床来完成 打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程 近年来 又相继出现了许多跨度更大的功能集中的超复合化数控机床 如日本池贝铁工所的TV4L立式加工中心 由于采用U轴 亦可进行车加工 镗铣钻复合 加工中心 ATC 五面加工中心 ATC 主轴立卧转换 车铣复合 车削中心 ATC 动力刀头 铣镗钻车复合 复合加工中心 ATC 可自动装卸车刀架 铣镗钻磨复合 复合加工中心 ATC 动力磨头 可更换主轴箱的数控机床 组合加工中心 控制智能化智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向 智能加工是一种基于神经网络控制 模糊控制 数字化网络技术和理论的加工 它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动 以解决加工过程许多不确定性的 要由人工干预才能解决的问题 智能化的内容包括在数控系统中的各个方面 1 加工过程自适应控制技术2 加工参数的智能优化与选择3 智能故障诊断与自修复技术4 智能化交流伺服驱动装置5 智能4M数控系统 测量Measurement 建模Modelling 加工Manufacturing 机器操作Manipulator 高柔性化柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段 是各国制造业发展的主流趋势 是先进制造领域的基础技术 数控机床在提高单机柔性化的同时 正朝着单元柔性化和系统柔性化方向发展 如出现了可编程控制器 PLC 控制的可调组合机床 数控多轴加工中心 数控三坐标动力单元等具有柔性的高效加工设备 还有柔性加工单元 FMC 柔性制造系统 FMS 以及介于传统自动线与FMS之间的柔性制造线 FTL 体系开放化定义 IEEE 具有在不同的工作平台上均能实现系统功能 且可以与其他的系统应用进行互操作的系统 开放式数控系统特点系统构件 软件和硬件 具有标准化 Standardization 与多样化 Diversification 和互换性 Interchangeability 的特征允许通过对构件的增减来构造系统 实现系统 积木式 的集成 构造应该是可移植的和透明的 开放体系结构CNC的优点向未来技术开放 标准化的人机界面 向用户特殊要求开放 开放式数控装置的概念结构 图1 20开放式数控装置的概念结构 驱动并联化近年来出现了所谓六条腿结构的并联运动机床 这种新颖的机床是采用以可伸缩的六条 腿 伺服轴 支撑并连接上平台 装有主轴头 与下平台 装有工作台 的构架结构形式 取代传统的床身 立柱等支撑结构 而没有任何导轨与滑板的所谓 虚轴机床 并联运动机床是1994年出现的新概念机床 是一种在结构上完全不同于传统机床的新型机床 1994年 在美国国际制造技术展览会上 IMTS94 美国Giddings Lewis公司推出了Variax加工中心 如图所示 在这台机床上 看不到传统机床的床身 导轨 立柱和横粱等结构 它的基本结构是一个活动平台 一个固定平台和六根长度可变的连杆 活动平台上装有机床主轴和刀具 固定平台上安装工件 六根杆实际是六个滚珠丝杠副 它通过万向铰链将两个平台连在一起 同时将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动 当不断改变六根杆的长度时 可带动活动平台产生六自由度的空间运动 使刀具在工件上加工出复杂的三维曲面 驱动并联化并联加工中心 又称6条腿数控机床 虚轴机床 是数控机床在结构上取得的重大突破 并联运动机床与传统机床的比较并联运动机床与传统机床的结构见下图所示 并联运动机床是以机床框架为固定平台的若干个杆件组成空间并联机构 主轴部件安装在并联机构的动平台上 工作台与机床框架连接在一起 改变杆件的长度或移动杆件的支点 按照并联运动学原理形成刀具相对于被加工零件的运动轨迹 并联运动机床与传统机床相比 具有以下优异的性能 并联结构机床是现代机器人与传统加工技术相结合的产物 由于它没有传统机床所必需的床身 立柱 导轨等制约机床性能提高的结构 具有现代机器人的模块化程度高 重量轻和速度快等优点 由于并联运动机床具有上述显著优点 目前已成为高速高效高柔性加工设备的一个新的发展方向 但是它也存在一些缺点 如控制计算极其复杂 杆件的热变形对机床的加工精度影响比较严重 机床加工的有效空间相对于机床本身体积所占比例较小 特点并联结构机床是现代机器人与传统加工技术相结合的产物 由于它没有传统机床所必需的床身 立柱 导轨等制约机床性能提高的结构 具有现代机器人的模块化程度高 重量轻和速度快等优点 鉴于并联机床具有许多传统机床所无法比拟的卓越性能 它作为一种新型的加工设备 已成为当前机床技术的一个重要研究方向 近年来 受到了国际机床行业的高度重视 在近几年的国际知名机床博览会上 一些世界著名的机床厂商都展出了他们研制的并联机床 得到了行家们的高度评价 被认为是 自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步 21世纪新一代数控加工设备 交互网络化支持网络通讯协议 既满足单机需要 又能满足FMC FMS CIMS对基层设备集成要求的数控系统 该系统是形成 全球制造 的基础单元 网络资源共享 数控机床的远程 网络 监视 控制 数控机床的远程 网络 培训与教学 网络数控 数控装备的数字化服务 数控机床故障的远程 网络 诊断 远程维护 电子商务等 1 2插补原理与计算机数控系统 1 插补 Interpolation 的基本概念机床上进行轮廓加工的各种工件 一般都是由一些简单的 基本的几何元素 直线 圆弧等 构成 若加工对象由其它二次曲线和高次曲线组成 可以采用一小段直线或圆弧来拟合 有些场合 需要抛物线或高次曲线拟合 就可以满足精度要求 这种拟合的方法就是 插补 Interpolation 它实质上是根据有限的信息完成把 填补空白 的 数据密化 的工作 即数控装置依据编程时有限数据 按照一定方法产生基本线型 直线 圆弧等 并以此为基础完成所需要轮廓轨迹的拟合工作 可见数控系统根据零件轮廓线型的有限信息 计算出刀具的一系列加工点 完成所谓的数据 密化 工作 插补有二层意思 一是用小线段逼近产生基本线型 如直线 圆弧等 二是用基本线型拟和其它轮廓曲线 1 2 1插补原理 2 插补方法在数控系统中 常用的插补方法有逐点插补法 数字积分法 时间分割法等 现将数控系统中用得最多的方法 逐点比较法的插补过程和直线圆弧插补运算方法简介如下 逐点比较法又称代数运算法 醉步法 其插补原理可概括为 逐点比较 步步逼近 八个字 逐点比较法的插补过程分为四个步骤 偏差判别根椐偏差值判断刀具当前位置与理想线段的相对位置 以确定下一步的走向 坐标进给根据判别结果 使刀具向x或y方向移动一步 偏差计算当刀具移到新位置时 再计算与理想线段间的偏差以确定下一步的走向 终点判别判断刀具是否到达终点 未到终点 则继续进行插补 若己达终点 则插补结束 1 直线插补 图1 16直线插补 规定 当加工点在OA直线上方或在OA直线上 该点的偏差值Fn 0 若在OA直线的下方 即偏差值Fn 0 机床数控装置的逻