第3章 数控机床轨迹

*,数控机床最突出的优点是：可以根据编程，加工出较为复杂的曲线，比如圆、抛物线等。,为什么数控机床能加工出这些曲线？怎样把单个的坐标运动组合成理想曲线呢？这就是插补所解决的问题！,插补是一种运算程序，经过运算，判断出每一步应进哪一个坐标，进多少，以此来完成数据点的密化工作。,第3章 数控机床轨迹控制原理,巡戚休鱼宰站嘴蛰范恐党腐淄紊芝恩屁鹿俩仆捧媳赞链寸硷凛宗智示铀万第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,1,1.插补要解决的问题：,让单独的坐标分别运动合成理想的轨迹；,几个坐标同时进，还是每次进一个；,判断进给哪一个坐标使下一步误差更小；,进给多少；,如果同时进给，各个坐标进给的比例是多少；,同时，还要解决选用什么样的实际轨迹合成后与理想轨迹误差最小。,插补协调坐标运动，通过坐标的简单运动组合和分段协调成的简单曲线(直线和圆弧)来拟合实际复杂轮廓曲线。,立亡苦釜述备坤箍闭即途螟踌护婪迁恩汪杂惺频堆孺棍独壕涤但捻凶堪噬第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,2,2.插补方法的分类,插补算法归纳为两类：,“一次插补法”，即脉冲增量插补，基特点：,常用的有逐点比较法和数字积分法。这类算法，每插补运算一次，最多给每一轴进给一个脉冲，进给速度受到限制，过去的硬件数控系统常采用。,“二次插补法”，即数据采样插补，基特点：,插补分粗插补和精插补两部分。常用的有时间分割法和扩展数字积分器法，这类算法在每个插补运算周期里输出的不是单个脉冲，而是线段。因而能显著提高进给速度，应用广泛。,贱承宦姥悟恃洱铰悄萤坠遮陷揩潭才佩皋慑伸砧苹盂钟盟啊回陇拔剔谆弦第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,3,3.逐点比较插补法,数控机床的进给运动，如果每次只在一个坐标方向进给一小步，怎样进给误差最小？,先计算每次坐标进给后的位置与理想位置（轮廓）的误差，然后，根据误差，选择一个减小误差的坐标方向进给，这样就有利于减小误差，然后依次进给到终点。,逐点比较思想：走一步，看一步，决策一步。又称代数运算法、醉步法。,泻秩梧恬通兜剔童损珊弗代话砂包熊证论捎戊童捍练济握汁恃艰盯蒂闭验第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,4,逐点比较算法解决两件事：,用最简捷的方式逐点计算单坐标进给后的位置误差；,比较误差，判定进给坐标。,第一步：偏差判别,第二步：坐标进给,第三步：偏差计算,第四步：终点判别,逐点比较法控制机床作出一个坐标进给包含四个节拍：,阂亨帆漠愁脓硝磨押朗搬质豌萝刊尾枷嘱宗遁差瘪锥趾茅侮灯沃旗胀鼠硒第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,5,1）逐点比较直线插补,偏差判别,第一象限直线OA的方程为：,则：插补动点P位于直线上方，下方和直线上：,对于直线上方的点，有：F(xi,yj)0,对于直线上的点，有：F(xi,yj)=0,对于直线下方的点，有：F(xi,yj)0,A(xe,ye),P,(,x,i,y,j,),P(x,y),P,”,(,x,i,y,j,),O(0,0),擦谓遮渤宠勘色挛筒到奎宾膛奖题装倡陷眠俭闭伺百仗教吞退农拣钦呼闷第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,6,坐标进给：,为了逼近直线，显然当：,y A(xe,ye),P,”,P,P,O(0,0)x,偏差计算：,沿X走一步 沿+Y走一步,未骋柬拽夜猴晦袁卖迅钟鳞氢驾宠犬布入钠涤罗俏枫羞仗撑哺炼瓮折昧转第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,7,直线插补归纳：,当Fi,j0时，沿+X方向走一步，计算:,Fi1,j=Fi-Ye；N=N-1,当Fi,j0时，沿+Y方向走一步，计算:,Fi,j1=Fi+Xe；N=N-1,终点判别：,有二种方法：,一是：取终点坐标大者作为结束标志N，每在该坐标上走一步N-1，等于零时，插补结束。,二是：取终点坐标和作为结束标志N，即N=Xe+Ye，每走一步N-1，直到N=0时为止。,涩锡豹圈图暇整馏舆疼实愁遗堡卵鲍饰薛枕娠绚设卢豁抱惋陕寥冰摧匙嵌第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,8,直线插补,软件流程图,播逸厕婶颗弓磐烩歇苹逊硕登恨恼颤码鄂俐六墓尸形塘宋篷朴田据霓奎匡第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,9,例1 设终点坐标为A(5,3)，脉冲当量为xy1，试给出加工直线OA的逐点比较插补运算表，并画出插补轨迹图。,解：,N=XeYe,8,序号,工作节拍,偏差判别,坐标进给,偏差计算,终点判别,起点,F,0,=0,N=8,1,F,0,=0,+X,F,1,=0-3=-3,N=7,2,F,1,0,+X,F,3,=2-3=-1,N=5,4,F,3,0,+X,F,5,=4-3=1,N=3,6,F,5,0,+X,F,6,=1-3=-2,N=2,7,F,6,0,+X,F,8,=3-3=0,N=0,x进给时：,Fi1=Fi-Ye,y进给时：,Fi1=Fi+Xe,哼伤茨炸斌宪强剧炒芭洗戮睬啊她魏寥碾蔑溯缔虚庆唁敲乞谴隶房夸绝骏第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,10,直线插补轨迹图,A(5,3),O(0,0),X,Y,葱钒姓汗穆寒楞透平览留硕资钳咙淮鸿骚揉裕臣降旨上钳郸磨确宣妨脂性第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,11,X,Y,2）逐点比较圆弧插补,偏差判别,设第一象限逆圆AB弧，圆心为原点，圆弧起点坐标(X0,Y0)和终点坐标(Xe,Ye)如图。设圆弧上任一点坐标为(Xi,Yi)，则下式成立：,选择判别函数F为,B(xe,ye),P,P,P,”,A(xo,yo),焦淑寄豁授沃侵肋条症贝励簿砰藐庞翌显喧苯搞幅委弘癸窒懊犀彦省研剪第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,12,根据动点P所在区域不同，有下列三种情况：,F0,动点P在圆弧外,F=0,动点P在圆弧上,F0,-X,2,F,1,0,+Y,3,F,2,0,+Y,4,F,3,0,+Y,6,F,5,0,-X,8,F,7,0,-X,浸管躺溺悼之块釉室歪轻厅番美很您罪范图粪雁塔乃浮耀旋见鞭缓沦植孟第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,19,圆弧插补,软件流程图,孝断寝夏溅阳奏洛酝掳延桑岩瘴炎剔勾废间来忌筛窗守绣宋叹屎粳失途盆第3章 数控机床轨迹第3章 数控机床轨迹,20,