第四章插补原理.ppt

第一页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第一节 插补原理 1.1 插补的概念 插补 硬件插补 软件插补 NC系统中插补器由数控电路组成，称为硬件插补，硬件插补由专门设计的数字逻辑电路来完成，其插补速度快，但升级不易，柔性较差。 数控系统根据信息实时地计算出各个中间点的坐标，通常把这个过程称为“插补”。插补实质上是根据有限的信息完成“数据点的密化”工作。 在CNC系统中，插补器功能由软件（程序）实现，称为软件插补。软件插补通过CNC装置的CPU执行相应的插补程序来实现。 第二页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第一节 插补原理 1.2 插补方法的分类 基准脉冲插补又称为行程标量插补或脉冲增量插补 从插补的计算方法分 数据采样插补又称为时间标量插补或数字增量插补 第三页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第二节 逐点比较法 2.1 逐点比较法原理 所谓逐点比较法，就是每走一步都要和给定轨迹比较一次，根据比较结果来决定下一步的进给方向，使刀具向减小偏差的方向移动并趋向终点，刀具所走的轨迹应该和给定轨迹非常相“像”。直线和圆弧是构成轮廓的基本几何元素，逐点比较法可以插补直线和圆弧，以折线逼近理论轨迹。 图4-1 圆弧插补轨迹 图4-2 直线插补轨迹 第四页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第二节 逐点比较法 2.1 逐点比较法原理 一般来说，逐点比较法插补过程可按以下四个步骤进行： ① 偏差判别。根据刀具当前位置，确定进给方向； ② 坐标进给。使加工点向给定轨迹趋近，即向减少误差方向移动； ③ 偏差计算。计算新加工点与给定轨迹之间的偏差，作为下一步判别依据； ④ 终点判别。判断是否到达终点，若到达，结束插补；否则，继续以上四个步骤（如图4-3所示）。 图4-3 逐点比较法 工作循环图 第五页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第二节 逐点比较法 2.2 逐点比较法直线插补 在直线上方 在直线上 在直线下方 因此，偏差函数 OE直线方程 对于第一象限直线，其偏差符号与进给方向的关系为： 时，表示动点在OE上，如点P，可向+X向进给，也可向+Y向进给； 时，表示动点在OE上方，如点P1，应向+X向进给； 时，表示动点在OE下方，如点P2，应向+Y向进给； 第六页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第二节 逐点比较法 2.2 逐点比较法直线插补 若Fi≥0，表明Pi(Xi，Yi)点在OE直线上方或在直线上，应沿＋X向走一步，假设坐标值的单位为脉冲当量，走步后新的坐标值为（Xi+1，Yi+1），且Xi+1=Xi+1，Yi+1=Yi , 新点偏差为: 若Fi<0，表明Pi(Xi，Yi)点在OE的下方，应向＋Y方向进给一步，新点坐标值为（Xi+1，Yi+1），且Xi+1=Xi, Yi+1=Yi ＋1，新点的偏差为: 第七页，共三十五页，2022年，8月28日 第三象限直线插补 3. 四象限的直线插补 假设有第三象限直线OE′，起点坐标在原点O，终点坐标为E′（－Xe，－Ye），在第一象限有一条和它对称于原点的直线，其终点坐标为E（Xe，Ye），按第一象限直线进行插补时，从O点开始把沿X轴正向进给改为X轴负向进给，沿Y轴正向改为Y轴负向进给，这时实际插补出的就是第三象限直线，其偏差计算公式与第一象限直线的偏差计算公式相同，仅仅是进给方向不同，输出驱动，应使X和Y轴电机反向旋转。 第八页，共三十五页，2022年，8月28日 四象限直线偏差符号和进给方向 四个象限直线的偏差符号和插补进给方向如图所示，用L1、L2、L3、L4分别表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的直线。为适用于四个象限直线插补，插补运算时用∣X∣，∣Y∣代替X，Y，偏差符号确定可将其转化到第一象限，动点与直线的位置关系按第一象限判别方式进行判别。 由图可见，靠近Y轴区域偏差大等于零，靠近X轴区域偏差小于零。F≥0时，进给都是沿X轴，不管是＋X向还是－X向，X的绝对值增大；F<0时，进给都是沿Y轴，不论＋Y向还是－Y向，Y的绝对值增大。 第九页，共三十五页，2022年，8月28日 第四章 插补原理 第二节 逐点比较法 2.2 逐点比较法直线插补 开始 初始化 |Xe|，|Ye| ∑＝|Xe|＋|Ye| F≥0? F←F－∣Ye∣ 沿Xe向走一步 ∑=0? F←F＋∣Xe∣