数控技术—第五章4PPT课件

主要插补方法
脉冲增量插补
逐点比较法 数字积分法(DDA) 比较积分法
数据采样插补 直线函数法
双DDA插补
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第一节 概述
直线和圆弧是构成零件轮廓的基本线型，CNC 系统都有直线插补、圆弧插补两种基本功能。三 坐标以上联动的CNC系统中，一般还有螺旋线插 补等功能。
插补时，刀具或工件一步步移动，移动轨迹是一个个小
线段构成的折线，不是光滑曲线。刀具不能严格按照所加工零
件的廓形运动，而用折线逼近轮廓线型。
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第一节 概述 2.插补的分类：
插补是数控系统必备功能，在NC中由硬件完成， 在CNC中由软件实现，两者原理相同。
插补运算的速度和精度是数控装置的重要指标。插补原 理也叫轨迹控制原理。
五坐标插补加工仍是S国cho外ol o对f M我ech国anic封al a锁nd的Pow技er 术Eng。ineering
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第一节 概述 1.插补的基本概念
加工直线的程序
N3 G01 X-43000 Y-73000 F130
软件插补器 软硬件结合插补器
早期NC数控系统： 硬件插补器，由逻辑电路组成，运算速度快，但灵活性差，
结构复杂，成本较高。
CNC数控系统：
多采用软件插补器，通过计算机程序来完成各种插补功能，
结构简单，灵活易变，但速度较慢。
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高。
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第二节 脉冲增量插补
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第二节 脉冲增量插补
脉冲增量插补（基准脉冲插补、行程标量插补）：
一些高档CNC系统中，已出现了抛物线插补、 渐开线插补、正弦线插补、样条曲线插补和球面 螺旋线插补等功能。
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第一节 概述
3.插补器的分类
完成插补运算的装置或程序称为插补器。 硬件插补器
插补器分：
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第二节 脉冲增量插补——逐点比较法
一、逐点比较法 (代数运算法、醉步法）
应用：开环数控机床采用，可实现直线、圆弧、其他二次曲 线（椭圆、抛物线、双曲线等）插补。 特点：运算直观，最大插补误差≤1个脉冲当量，脉冲输出均 匀，调节方便。
1.插补原理
原理：每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，每走一步将 点的瞬时坐标与理想轨迹比较，判断实际点与理想轨迹的偏 移位置，通过偏差函数计算二者偏差，决定下步进给方向 （误差小的方向）。
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第一节 概述
插补的实质：根据有限的信息完成“数据密化”工作。 插补时的工作过程：数控系统根据输入的基本数据（直线起点、
终点坐标，圆弧圆心、起点、终点坐标、进给速度等）运用 一定的算法，自动的在有限坐标点之间形成一系列的坐标数 据，从而自动的对各坐标轴进行脉冲分配，完成整个线段的 轨迹分析，以满足加工精度的要求。 数控系统控制刀具或工件不断运动到插补运算后的中间坐标 点wenku.baidu.com拟合出零件轮廓。
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第二节 脉冲增量插补
特点： ➢ 运算简单，用硬件电路实现，运算速度快。 ➢ 适用步进电机驱动的、中等精度或中等速度要求
的开环数控系统。 ➢ 有的数控系统将其用于数据采样插补中的精插补。
应用较多的是逐点比较法和数字积分法。
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每次插补结束时向各运动坐标轴输出一个基 准脉冲序列，驱动各坐标轴进给电机的运动。
每个脉冲使坐标轴产生1个脉冲当量的增量， 代表刀具或工件的最小位移；脉冲数量代表刀具 或工件移动的位移量；脉冲序列频率代表刀具或 工件运动的速度。
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要求：实时性好、算法误差小、 精度高、速度均匀性好；
数学模型：直线、圆弧、一次曲
School of M线ech、ani螺cal旋and线Po、wer自En由gine曲erin线g 等。
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第一节 概述
数控系统使用的插补方法决 定刀具沿什么路线进给。 虽然存在插补拟合误差，但 脉冲当量相当小（ μm、 nm、pm级），插补拟合误 差在加工误差范围内。
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第五章 数控装置的轨迹控制原理
本章内容：
➢ 概述 ➢ 脉冲增量插补 ➢ 数据采样插补 ➢ 刀具半径补偿原理 ➢ CNC装置的加减速控制
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第一节 概述
1.插补的基本概念
数控机床为何能加工出曲线？ 单个的坐标运动如何合成理想曲线？ ——插补所要解决的问题！
插补：机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹 的过程。一种运算程序。经过运算，判断出每一步 怎样进给误差更小；应同时向几个、还是一个坐标 轴进给；进多少；……
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第一节 概述
现代CNC数控系统：
软件插补或软、硬件插补结合的方法，由软件 完成粗插补，硬件完成精插补。
粗插补采用软件方法，将加工轨迹分割为线段； 精插补采用硬件插补器，将粗插补分割的线段进 一步密化数据点。
粗、精插补结合的方法对数控系统运算速度要求
不高，可节省存储空间，且响应速度和分辨率都较
Henan Polytec2h9.0n9i.2c02U0 niversity
数控技术
主 讲：秦 歌
答疑时间：周二晚J202
2012-04
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第五章 数控装置的轨迹控制原理
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