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1、课题2数控机床的工作原理，2.1教学目的，了解计算机数控系统的工作流程，熟悉刀具补偿原理，掌握插补的概念，通过逐点比较法插补直线和圆弧的过程。2.2相关知识，计算机数控系统的工作流刀具补偿原理插补原理，2.2.1计算机数控系统的工作流，1计算机数控系统的组成计算机数控系统(CNC系统)由部件加工程序、输入输出设备、CNC设备、可编程程序控制器、主轴驱动器、进给驱动器等组成。2计算机数控系统的工作流程，(1)CNC装置的配置CNC设备由硬件和软件组成，软件在硬件支持下运行，离开软件后硬件不工作，两者缺一不可。硬件配置、软件配置、(2)CNC设备工作流程、可在3CNC设备上执行的功能、(1)基本功

2、能控制功能主轴功能准备功能辅助功能插值功能文字显示功能自动诊断功能工具功能修正功能和固定周期功能、(2)功能图形显示功能通信功能选择人机对话编程功能、1右侧补偿、刀具半径补偿的作用、1、刀具磨损2、粗加工裕量、(3)B功能刀具半径补偿B功能刀具半径补偿是预设刀具半径补偿，根据此程序的轮廓尺寸执行刀具半径补偿，并计算刀具中心的运动路径。C刀补充可以自动处理两个程序段刀具中心轨迹的转换，程序员可以根据工件的轮廓完全编程。下图显示了直线连接到直线时存在各种过渡的情况。编程轨迹是OAAF。(4)C功能刀具半径补偿，2刀具长度补偿的概念，长度补偿是补偿刀具长度差异的功能。刀具磨损或更换后，加工程序不变，

3、只要修改CNC机床的刀具长度补偿值，刀具长度补偿功能即可补偿刀具长度差异。2.2.3插值原理，()插值的基本概念插值是基于指定的函数曲线或直线在起点和终点之间紧密计算和填充数据点。您可以加工符合精度的工件轮廓。1概述，(2)插补方法的分类，脉冲增量插补脉冲增量插补，也称为行程增量插补，适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。脉冲增量插值在计算过程中对每个坐标发送连续调整的进给脉冲。每个脉冲对应于一个笔划增量，即脉冲当量，每次插值结束时仅生成一个笔划增量。用一个脉冲输出到步进电动机，使每个轴相应移动，从而实现轨迹控制。脉冲增量插补算法适用于中等精度(0.01mm)和中等速度(13m/min)的

4、机械控制。逐点比较方法，基本原则是计算机控制加工轨迹的过程中，每个步骤与指定轨迹进行比较，比较结果确定下一步骤的移动方向。逐点比较法既可以进行直线插补，也可以进行圆弧插补。该算法直观，插补误差小于1脉冲当量，输出脉冲均匀，输出脉冲的速度变化小，调整方便，因此在2坐标数控机床中的应用较为普遍。此方法在每次控制机器坐标进给时，提供了4个工作节拍3360偏差识别坐标进给偏差计算端点歧视，()直线插值，()直线插值，在用户编程时要加工的吴宣仪起点和终点。如果吴宣仪起点是坐标原点，端点坐标是(Xe，Ye)，插值坐标是(x，y)，则点(x，y)位于直线上(xey-；很明显，为了使F0更接近理论轨迹，必须向

5、X正方向移动。(约翰f肯尼迪，Northern Exposure(美国电视剧)，F0)。设定点(Xi，Yi)为目前位置，F值为F=XeYi -YeXi。沿x方向走一步：xi1=xi1 yi1=yi fi1=xeyi 1ye xi1=Xe yiye(xi1)，然后xi1=xiyi 1=yi1 fi1=xeyi 1ye xi1=Xe(yi1)每一步创建n=n-1，直到n=0。如上所述，第一象限直线插补软件过程如图2.11所示。例如，内插直线段的起点为(0，0)，终点为(4，2)，整个计算过程和位如表2.1所示。插值轨迹如图2.12所示。表2.1直线插值计算表，图2.12直线插值轨迹，前面讨论了1象

6、限直线插值偏差的迭代公式。其他象限的直插值偏差迭代公式可以同样导出。在插值计算中，可以使坐标值有符号，从而将插值计算为有符号的数学运算。四个象限的直线插值偏差计算迭代公式为表2.2、表2.2直线插值公式(坐标值有符号)、F、F、F、F、F、F、F、F、F、(圆弧上的任意点(Xi、Yi)的示例，F0表示点在圆外，在-X方向移动一步。对于F0，插值运动始终沿着弧向端点移动。与直线插值的判别一样，圆弧插值的判别计算可以使用以下叠加运算：如果将当前点设置为(Xi，Yi)，其偏差函数为Fi=(Xi2 Yi2)- R2点在-X方向上走一步，则Fi 1=(Xi-1)2 Yi2-R2=Fi 2Xi 1点在y方

7、向上走，终点判别为n插值软件过程如图2.14所示。图2.14点到点比较方法逆圆插值过程(例如，插值起点(Xo=4，Y o=1)到终点(Xe=1，Y e=4)的圆弧段，整个计算过程如图2.15所示。图2.15号插值轨迹，表2.4号插值计算表，表2.5象限和进给脉冲分布比较，表2.6净圆逆圆偏差计算公式表，F，图2.16显示了徐璐不同象限内8个圆弧的插值运动方式，得到了表2.5的进给脉冲分布表。(3)象限处理，图2.16徐璐其他象限直线圆弧进给方向，数字增量插值的特点是插值操作分两个阶段执行。第一步是粗糙插值。也就是说，在指定起点和终点处的曲线之间插入几个点，然后使用较小的直线段近似指定的曲线。每个小直线段的长度相同，并与给定进给速度相关。粗糙插值在每个插值运算周期计算一次。L=TF的第二步是精细插值：对通过粗糙插值计算的所有小直线段执行“数据点密集”操作