第四章 刀具半径补偿与加减速控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 刀具半径补偿与加减速控制,2024/11/18,4.1,刀具半径补偿,定义：将编程时工件轮廓数据转换成刀具中心轨迹数据。,种类：长度补偿和半径补偿。,1,）,B,功能刀具半径补偿计算,直线加工时刀具补偿,图,4.28,直线刀具补偿,V,S,V,S,Y,X,A(x,y),A,(x,y,),y,x,O,O,r,2024/11/18,圆弧加工时刀具半径补偿,Y,O,图,4.29,圆弧刀具半径补偿,r,X,A,(,x,0,Y,0,),B,(,x,e,Y,e,),B,(,X,e,y,e,),A,(,X,0,Y,0,),K,R,X,Y,4.3.2,输入和数据处理,2024/11/18,*B,功能刀具半径不能处理尖角过渡问题,V,S,V,S,图,4.30 B,刀补的交叉点和间断点,A,B,C”,C,B,A,G41,刀具,G42,刀具,编程轨迹,刀具中心轨迹,C,4.3.2,输入和数据处理,2024/11/18,2,）,C,功能刀具半径补偿,处理两个程序段间转接（即尖角过渡）的各种情况,。,图,4.31,由,NC,到,CNC,刀补的改进措施,工作寄存器,AS,输出寄存器,OS,缓冲寄存器,BS,工作寄存器,AS,输出寄存器,OS,缓冲寄存器,BS,刀具补偿缓冲,区,CS,工作寄存器,AS,输出寄存器,OS,a)NC,方式,b),改进的,NC,方式,c)CNC,方式,2024/11/18,图,4.32 G41,直线与直线转接情况,V,S,V,S,缩短型,缩短型,插入型,插入型,伸长型,2024/11/18,V,S,V,S,4.2,速度处理和加减速控制,1.,进给速度计算,开环系统,:,速度通过控制向步进电机输出脉冲的频率来实现。,速度计算的方法是根据程编的,F,值来确定该频率值。,半闭环和闭环系统,:,采用数据采样方法进行插补加工,速度计算是根据程编的,F,值，将轮廓曲线分割为采样周期的轮廓步长。,2024/11/18,V,S,V,S,（,1,）开环系统进给速度的计算,脉冲的频率决定进给速度。,（,4.7,）,为脉冲当量，单位：,mm,，,则 （,4.8,）,两轴联动时，各坐标轴速度为,:,合成速度（即进给速度）,V,为 （,4.9,）,2024/11/18,（,2,）半闭环和闭环系统的速度计算,:,确定一个采样周期的轮廓步长和各坐标轴的进给步长。,直线插补,速度计算,：,a),程序段投影,L,x,=x,e,-x,0,L,y,=y,e,-y,0,b),直线方向余弦,cos,=L,x,/L cos,=L,y,/L,c),一个插补周期的步长（,L,）,L=,（,1/60,）,F,t,，速度,F,单位：,mm/min,，插补周期,t,单位：,ms,，,L,单位,:,m,d),各坐标轴在一个采样插补周期的运动步长,x=,L,cos,=Fcos,t/60(,m),y=,L,sin,=Fsin,t/60=,L,cos,=Fcos,t/60(,m),V,S,V,S,Y,Y,O,O,X,X,X,X,Y,Y,A,(,X,0,Y,0,),A,B,B,(,X,e,Y,e,),A,(,X,0,Y,0,),B,(,X,e,Y,e,),A,B,L,L,X,L,Y,2024/11/18,V,S,V,S,圆弧插补时速度计算（插补原理不同，计算方法也不同）,步长分配系数,（速度系数）,J,I,X,Y,O,A,O,E,A,i-1,A,i,C,(,I,O,J,O,),X,i,Y,i,i,I,i-1,J,i-1,R,2024/11/18,V,S,V,S,2.,进给速度控制,常用的,控制,方法,：,计时法,用于脉冲增量插补。,时钟中断法,用软件控制每个时钟周期内的插补次数，达,到速度控制的目的。,积分法,2024/11/18,V,S,V,S,（,1,）程序计时法,原理,用途：点位直线控制系统。脉冲增量。空运转等待时间越短，发出进给脉冲频率越高，速度就越快。,每次插补运算后的等待时间,插补运算时间,进给速度要求的进给脉冲间隔时间,2024/11/18,V,S,V,S,（,2,）时钟中断法,原理：,求一种时钟频率，用软件控制每个时钟周期内 的插补次数。,适用：脉冲增量插补原理,（,3,）设置,V/L,积分器方法,DDA,插补方法中，速度,F,代码是用进给速度数（,FRN,）给定的。将,FRN,作为与坐标积分器串联之速度积分器的被积函数，使用经计算得到的累加频率，可产生适当的速度积分器溢出频率。将它作为坐标积分器的累加频率，就能使,DDA,插补器输出的合成速度保持恒定。,2024/11/18,3.,数据采样原理,CNC,装置的加、减速控制,加减速控制目的：,保证机床在启动或停止时不产生冲击、,失步、超程或振荡,方法：,插补前加减速控制,插补后加减速控制,瞬时速度与稳定速度,V,=,THK/,(60,1000),加减速曲线,指数加减速,线性加减速,钟形加减速,S,曲线加减速,2024/11/18,V,S,V,S,插补前加减速控制,插补后加减速控制,原理,对合成速度（程编指令速度,F,）进行控制,对各运动坐标轴分别进行加减速控制,优点,不影响实际插补输出的位置精度,不需预测减速点，在插补输出为,0,时，开始减速，并通过一定的时间延迟逐渐靠近程序段终点。,缺点,需预测减速点，这要根据实际刀具位置与程序段之间距离来确定，计算工作量大。,合成位置可能不准确，但这种影响只在加减速过程，进入匀速状态后，这种影响就不存在了。,加减速控制方式,2024/11/18,V,S,V,S,直线加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,直线加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,指数加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,指数加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,指数加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,指数加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,S,型加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,S,型加减速控制算法,2024/11/18,V,S,V,S,