数控系统的实时插补以及加减速控制

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1、数控系统的实时插补以及加减速控制.freelm/min)在每个插补周期T(ms)的进给量。论文参考网。另外,考虑调速方便,设置了快速和切削进给的倍率开关,其速度系数设为K。这样,Fs的计算公式为:(1)稳定速度计算结束后,进行速度限制检查,如稳定速度超过由参数设定的最高速度,则取限制的最高速度为稳定速度。所谓瞬时速度,就是系统每个插补周期的实际进给量。当系统处于恒定进给状态时,瞬时速度Fi=Fs;当系统处于加速状态时,FiFs;当系统处于减速状态时,FiFs。当数控设备启动、停止或在加工中改变进给速

2、度时,系统能进行自动加减速处理,本系统支持匀加减速、三角函数双S加减速和抛物线双S加减速三种控制方式。如图1所示,T表示匀加减速控制方式,S表示三角函数双S加减速控制方式,P表示抛物线双S加减速。图1系统采用的加减速控制方式现以线性加减速处理为例说明其计算处理过程。设进给速度为F(mm/min),加速到F所需的时间为t(ms),则加/减速度可按下式计算(2)加速时,系统每插补一次都要进行稳定速度、瞬时速度和加速处理。若给定稳定速度要作改变,当计算出的稳定速度大于原来的稳定速度FS时,则要加速;或者给

3、定的稳定速度FS不变,而计算出的瞬时速度FiFs时,也要加速。每加速一次,瞬时速度为:Fi+1=Fi+T(3)插补运算都计入新的瞬时速度值Fi+1,并对各坐标轴进行进给增量的分配。这样,一直加速到新的或给定的稳定速度为止。减速时,系统每进行一次插补运算后,都要进行终点判断,也就是要计算出离终点的瞬时距离si。论文参考网。并按本程序段的减速标志,判别是否已到达减速区,若已到达,则要进行减速。设稳定速度和加/减速度分别为FS和,则可计算出减速时间t以及减速区域s分别为(4)(5)当si≤s时,设置减速状

4、态标志进行减速处理。每减速一次,瞬时速度为Fi+1=Fi-T(6)新的瞬时速度Fi+1参加插补计算,对各坐标轴进行进给增量的分配。一直减速到新的稳定速度或减到零。上面提到,在加减速处理中,每次插补运算后,系统都要按求出的各轴插补进给量来计算刀具中心到本程序段终点的距离si,并以此进行终点判别和检查本程序段是否已到达减速区并开始减速。对于直线插补,si的计算可应用公式(7)设直线终点P坐标为(xe,ye),x为长轴,其加工点A(xi,yi)也就已知,则瞬时加工点A离终点P距离si为:(8)式中,为长轴

5、与直线的夹角,如图2所示。图2直线插补终点判别对于圆弧插补,si的计算应按圆弧所对应的圆心角小于及大于两种情况进行分别处理,如图3所示。小于时,瞬时加工点离圆弧终点的直线距离越来越小,见图3a。若以MP为基准,则A点离终点的距离为:(9)图3圆弧插补终点判别大于时,设A点为圆弧AP的起点,B点为离终点P的弧长所对应的圆心角等于时的分界点,C点为小于圆心角的某一瞬时点,见图3b。显然,瞬时点离圆弧终点的距离si的变化规律是:当瞬时加工点由A点到B点时,si越来越大,直到它等于直径;当加工越过分界点B后

6、,si越来越小,与图3a所示情况相同。这样,在这种情况下的终点判别,首先应判别si的变化趋势,即若si变大,则不进行终点判别处理,直到越过分界点;若si变小再进行终点判别处理。3结论本文对普通数控系统中插补及加减速控制进行了简要介绍,并以此为基础详述了自主开发的系统能实现实时控制的插补、加减速控制原理。着重说明了时间分割法插补原理、前加减速控制原理,并以匀加减速控制为例进行了说明。经过在实践中的应用表明,采用时间分割法作为本系统的插补方法并配以前加减速控制可以实现复杂曲面零件微小的逼近,使加工轮廓误

7、差减至最小,满足了数控系统的高速度、高精度、高效率和高可靠性的要求。