逐点比较法直线插补原理.ppt

1 第四章插补 刀补与速度控制 4 1插补原理与软件设计4 2刀补原理与软件设计4 3进给速度及加减速控制 2 第四章插补 刀补与速度控制 4 1插补原理与软件设计4 2刀补原理与软件设计4 3进给速度及加减速控制 4 1插补原理与软件设计 1 插补的概念为实现空间轨迹运动而进行的各个进给轴的运动分配量的计算 使得分配给各轴的运动最终合成为所指令的空间轨迹 合成运动始终向着指令轨迹靠拢 沿着规定的轮廓 在轮廓的起点和终点之间确定若干个中间点的方法 即 插入 补上 运动中间点的坐标 插补程序是CNC系统控制软件的核心 插补分直线插补和曲线插补 直线和圆弧是构成工件轮廓的基本线条 大多数CNC系统都具有直线和圆弧的插补功能 高档CNC系统还具有抛物线 螺旋线等插补功能 4 1插补原理与软件设计 2 插补算法 实现插补的具体计算方法 3 传统的插补算法 插补算法的好坏 直接影响控制速度和零件的加工精度 人们不断探求计算速度快 稳定性好 精度高的插补算法 脉冲增量插补法数字增量插补法 逐点比较法数字积分法最小偏差法目标点跟踪法单步追综法 用于开环系统 用于闭环系统 时间分割法扩展DDA法角度逼近插补法 4 1插补原理与软件设计 该插补为行程标量插补 常用于开环系统 每次插补结束产生一个行程增量 以脉冲的方式输出 一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量 通常用 表示 普通精度机床 0 01mm 较精密机床取 1um或0 5um 数字增量插补算法 该插补为时间标量插补 分两步进行 首先计算出插补周期内各坐标轴的增量值 称为粗插补 然后再跟据采样得到的实际位置增量计算跟随误差 得到速度指令输出给伺服驱动系统 称为精插补 适用于闭环或半闭环系统 脉冲增量插补算法 4 1插补原理与软件设计 一 逐点比较法基本思路 当刀具按要求的轨迹移动时 每走一步都要与规定的轨迹比较 根据比较的结果决定下一步的移动方向 使刀具向减小偏差的方向并趋向终点移动 特点 运算直观 插补误差小于一个脉冲当量 输出脉冲均匀 速度变化小 调节方便 4 1插补原理与软件设计 插补原理 设P点为直线上一点 则公式 Yi Xi Ye Xe成立 动点P与直线的位置关系 动点P在直线上F 0 1 逐点比较法直线插补算法 根据偏差函数F的计算值 可确定加工点相对于直线的位置 然后 让动点P沿减小误差的方向进给一步 动点P在直线上方F 0 动点P在直线下方F 0 当F 0 X向进一步 当F 0 Y向进一步 定义轨迹偏差函数 偏差判别式 4 1插补原理与软件设计 Fi 1 i xeyi xi 1 ye Fi i ye向 Y向进给一步 yi 1 yi 1Fi i 1 xe yi 1 xiye Fi i xe 终点判别 判别是否到达终点 未到达则返回 继续插补 到终点则停止 偏差判别 根据偏差函数值判别加工点相对直线的位置 坐标进给 沿减小误差的方向进给一步 轨迹偏差计算 计算新加工点相对直线的位置 递推算法 向 X向进给一步 xi 1 xi 1 插补的步骤 4 1插补原理与软件设计 数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology 逐点比较法直线插补步骤 每进一步需要四个节拍 1 轨迹偏差判别 根据刀具当前位置 确定进给方向 2 坐标进给 使加工点向给定轨迹趋进 即向减少误差方向移动 3 偏差计算 计算新加工点与给定轨迹之间的偏差 作为下一步判别依据 4 终点判别 判断是否到达终点 若到达 结束插补 否则 继续以上四个步骤 4 1插补原理与软件设计 数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology 直线插补程序设计 第一象限直线插补的流程框图 4 1插补原理与软件设计 数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology 起点偏差 F0 0 0总步数 n 3 2 5 插补运算过程 例4 1 加工第一象限直线OA 4 1插补原理与软件设计 例4 2加工第一象限直线OE 如图3 5所示 起点为坐标原点 终点坐标为E 4 3 试用逐点比较法对该段直线进行插补 并画出插补轨迹 直线插补轨迹过程实例 4 1插补原理与软件设计 直线插补运算过程 4 1插补原理与软件设计 用L1 L2 L3 L4分别表示第 象限的直线 为适用于四个象限直线插补 插补运算时用 X Y 代替X Y 偏差符号确定可将其转化到第一象限 动点与直线的位置关系按第一象限判别方式进行判别 这样 靠近Y轴区域偏差大于零 靠近X轴区域偏差小于零 F 0时 进给都是沿X轴 不管是 X向还是 X向 X的绝对值增大 F