第4章-插补原理、刀补原理与速度控制.ppt

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1、第四章插补，刀具补偿与速度控制第一节插补原理与程序设计一.插补及其算法插补的任务就是在一段零件轮廓的起点和终点之间，计算出若干个中间点的坐标值。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。插补算法归纳为两类：脉冲增量插补算法和数字增量插补算法。脉冲增量插补算法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，较精密机床取。数字增量插补算法该插补为时间标量

2、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。数字增量插补算法中，粗插补由软件完成，精插补可以由软件，也可以由硬件完成。精插补由硬件完成：如日本FANUC公司的FANUC－3、6，见图4－1粗、精插补由软件完成：如美国Allen-Bradley(A-B公司)的9/260，见图4－2二.脉冲增量插补（一）逐点比较法1直线插补算法如图4－3，若点P正好位于直线OA上，则：若点P位于直线上方，则：若点P位于直

3、线下方，则：定义偏差函数（偏差判别式）：结论：F=0,加工点P落在直线OA上F>0,加工点P落在直线OA上方F<0,加工点P落在直线OA下方若F>=0,下一步应该向+X方向走，则：若F<0,下一步应该向+Y方向走，则：逐点比较法直线插补，每进一步需要四个节拍：1，偏差判别；2，坐标进给；3，偏差计算；4，终点判别插补结束插补开始偏差判别坐标进给偏差计算终点判别YN以上第一象限的结论适用于其他象限，具体进给脉冲分配方向及沿哪个轴分配。其规律如下2直线插补程序设计需要进行的计算：（1）向X坐标发送脉冲后新偏差值：（2）向Y坐标发送脉冲后新偏

4、差值：（3）向X坐标发送脉冲后终点判别：（4）向Y坐标发送脉冲后终点判别：插补前将坐标数据符号与数据本体分离，用数据本体进行插补计算，由数据符号确定坐标进给方向。插补工作寄存器：FR：偏差函数寄存器LR：X坐标偏差函数递推项寄存器，存放（－Ye）MR：Y坐标偏差函数递推项寄存器，存放XeLC：X坐标终点判别寄存器，存放X坐标应输出的脉冲总数MC：Y坐标终点判别寄存器，存放Y坐标应输出的脉冲总数RL：X坐标进给方向寄存器，存放X坐标数据的符号RM：Y坐标进给方向寄存器，存放Y坐标数据的符号标志单元FLAG0：进给坐标标志，X—“0”；Y—

5、“1”FLAG1：坐标交换标志，坐标交换—“1”；不坐标交换—“0”FLAGL：X坐标插补完成标志，未完成—“0”；完成—“1”FLAGM：Y坐标插补完成标志，未完成—“0”；完成—“1”向Y坐标正方向走一步后3逐点比较法圆弧插补算法偏差函数加工点在圆弧外测，F>0;加工点在圆弧上，F=0;加工点在圆弧内测，F<0;对于第一象限逆圆弧，当F>=0时向X坐标负方向走一步，当F<0时向Y坐标正方向走一步。向X坐标负方向走一步后偏差计算终点判别：（1），采用终点坐标与加工点坐标相比较的方法进行YOXA(X0,Y0)RRiP(Xi,Yj)B(X

6、e,Ye)F<0F>0F=0X坐标到达终点；Y坐标到达终点；（2），X,Y坐标应走总步数，沿X坐标走一步，沿Y坐标走一步，均到0时到达终点。各象限插补规律如图，NR为逆圆弧，SR为顺圆弧，F>=0及F<0为判据插补工作寄存器：FR：偏差函数寄存器LR：X坐标偏差函数递推项寄存器MR：Y坐标偏差函数递推项寄存器LC：X坐标终点判别寄存器，存放X坐标应输出的脉冲总数MC：Y坐标终点判别寄存器，存放Y坐标应输出的脉冲总数RL：X坐标进给方向寄存器，存放X坐标数据的符号RM：Y坐标进给方向寄存器，存放Y坐标数据的符号标志单元FLAG0：进

7、给坐标标志，X—“0”；Y—“1”FLAG1：坐标交换标志，坐标交换—“1”；不坐标交换—“0”FLAGL：X坐标插补完成标志，未完成—“0”；完成—“1”FLAGM：Y坐标插补完成标志，未完成—“0”；完成—“1”4圆弧插补程序设计（1）一个象限圆弧插补程序设计对于圆弧插补，偏差函数递推增量为变量：沿X坐标负方向走一步后有：沿Y坐标正方向走一步后有：每走一步，先将LR或MR寄存器中的数加2LR或MR寄存器初值：LC或MC寄存器应分别预置和（2）圆弧插补的自动过象限程序设计自动过象限程序包括象限边界处理，过象限判别及数据处理等象限边界处

8、理：判别数值“0”的符号。对于逆时针圆弧（G03）其规律（G02则相反）为：如果X0为“0”，那么X0的符号与Y0的符号相反如果Xe为“0”，那么Xe的符号与Ye的符号相反如果Y0为“0”，那么Y0的符号与