数控原理与系统PPT课件

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5.2 插补原理
➢ 三、轮廓控制切削原理
轮廓控制系统能对刀具与工件相对位移的轨迹进行连续控制,能 加工出曲面、凸轮、锥度等复杂形状的零件。其核心装置就是插 补器。
插补器的功能是按给定的尺寸和加工速度用脉冲信号使机床进给 走任意斜线和圆弧。
➢ (一)逐点比较法(如图5-9) ➢ 1.逐点比较法直线插补原理
(1)偏差判别 (2)坐标进给 (3)偏差计算 (4)终点判别
➢ 2. 逐点比较法圆弧插补原理
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图5-9 逐点比较法的工作节拍
▪ 逐点比较法原理 是计算机在控制 加工过程中,能逐 点的计算和判别 加工偏差,以控制 坐标进给,按规定 图形加工出所需 要的工件,用步进 电机拖动机床,其 进给十步进式,查 补器控制机床各 个坐标,每走一步 要完成四个节拍。 如图5-9
▪ 点位/直线切 削控制系统 有较完善的 进给,主轴转 速、刀具选 择及辅助技 能的寄存与 控制。一般 采用液脉冲 马达或功率 步进电机驱 动完成。
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上页下页5-Fra bibliotek 位置计算与比较的软件控制流程图
▪ 第一次判别 G90/G91,若为增量 方式,则为G91方式 的减法计数器预置 数。
▪ 第二次判断 G90/G91标志是为 区分绝对值方式和 增量方式,每走一步 运算一次,每次都要 判别是否需要降速, 以保证准确定位。
➢ 在实际处理过程中,刀具半径补偿的执行过程分为刀补的建立、刀补 的进行和撤销三个步骤。
➢ (1)刀补的建立-刀具接近工件,刀具中心轨迹的终点在法线方向上偏 移一个刀具半径的距离。
➢ (2)刀具补偿进行-一旦建立刀补,则刀补状态一直维持到刀补撤销。 ➢ (3)刀具补偿撤销-刀具运行到轮廓线的终点,用G40指令撤销刀补命令。
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5.1 数控系统的基本原理与结构
▪ 二、数控系统的结构
数控系统一般包括输入/输出 (I/O)装置、数控装置、驱动控制装置、 机床电逻辑控制装置四部分。(图5-1计算机数控系统的组成) (一)数控系统硬件
1. 单CPU结构(图5-2) CNC装置特点
(1)对存储、插补计算等集中控制分时处理 (2)CPU通总线与存储、输入输出控制等各种接口相连,构成CNC系统。 (3)结构简单,容易实现。 (4)进给速度容易受较大影响
(1)减法计算 ▪ 在位置计数器中预置给定的位移量,坐标移动时进行减法 计算。
(2)比较计算 ▪ 将给定的位移量存入指令寄存器,坐标移动时位置计数器 以零开始进行加法计算,两者相比较,在计数值与给定值相 符时停止进给。 ▪ 位置计算与比较的软件控制流程如图5-8所示
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5-7 点位/直线切削控制系统的结构框图
▪ 数据采样插补的具体算法有多种,如时间分割法、拓展 DDA法,双DDA法。
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5.3 刀具补偿原理
➢ 数控的刀补功能,用来修正程序规定的值与刀具实际切削成形值之差。
▪ 一、刀具长度补偿
➢ 刀具长度补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架中心轨迹之间的 转换。
▪ 二、刀具半径补偿
▪ 1.刀具半径补偿的概念及过程
的标志,然后要分别对各功能代码进行处理。
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5.2 插补原理
▪ 功能码的处理过程: ▪ 首先建立一个与数控加
工程序缓冲器相对应的 结果缓冲器,对于具体 的CNC系统,存储器的 格式和规模是不变的。
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5.2 插补原理
➢ 二、点位/直线切削控制原理
直线控制系统的结构(图5-7)
➢ 位置计算与比较的实现方法
2. 多CPU结构(图5-3) 特点 (1)运算速度快,性价比高 (2)适应性强,扩展容易 (3)可靠性高 (4) 硬件易于规模生产。
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▪ 计算机数控系统由 软件和硬件共同完 成,它具有数控系统
一般组成形式的各 个部分,可以通过键
盘方式输入和编辑 数控加工程序,通过
通讯方式输入其它 计算机CAD/CAM
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5.2 插补原理
➢ (二)数字积分插补法
数字积分法又称为数字微分分析器(DAA-Digital Differential Analyzer),它可实现一次、二次曲线的插补,易于实现多坐标联动, 适用范围较广。
➢ 1.数字积分法直线插补原理
➢ 2.圆弧插补原理
➢ (三)数据采样插补
▪ 数据采样插补用小段直线来逼近给定轨迹,插补输出的是 下一个插补周期内各轴要运动的距离,不需要每走一步脉 冲当量插补一次,从而达到很高的进给速度。
▪ 1. 输入过程-通过相应的输入装置将信息输入数控系统中
▪ 2.键盘输入方式
▪ 3.计算机通信输入方式
➢ (二)数控加工程序的译码过程(如图5-6)
▪
1 代码的识别—一般先把ISO代码或EIA代码组成的
排列规律不明显的代码按基本功能转化成具有一定规律
的数控内部代码。
▪
2 功能码的处理—经过代码识别建立各种功能代码
数控原理与系统
5.1数控系统的基本原理与结构
▪ 一、数控系统的基本原理
▪ 数控技术(Numerical Control-NC)—是一种自动控制技术,是利用数字化
信号对控制对象加以控制的一种方法。 ▪ 计算机数控系统是数控机床的核心,它的功能是接受载体送来的加工信息,
经计算和处理后去控制机床的具体动作。 ▪ 计算机数控技术的工作过程: ▪ (1) 输入 ▪ (2) 译码 ▪ (3) 数据处理 ▪ (4) 插补 ▪ (5) 伺服控制 ▪ (6) 管理程序
➢目前CNC系统的硬件中,广泛 采用资源重复并行处理关系。 (如图5-4)
▪ 2 . 实时中断处理
➢CNC装置的多任务和实时性的 要求决定了中断处理为必不可 少的组成部分。中断管理主要 靠硬件完成,中断结构则决定了 其软件的结构。
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5.2 插补原理
➢ 一、数控加工系统的输入与译码
(一)数控加工程序的输入
系统或上位机所提 供的数控加工程序
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▪ 它采用集中控 制,分时处理数
控的每一个任 务。
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▪ 在多CPU结构 的CNC装置中 有两个或两个 以上CPU构成 处理部件,处理 部件之间采用 紧耦合,有集中 的操作系统,资 源共享。
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5.1 数控系统的基本原理与结构
▪ (二)数控系统软件 ▪ 1. 多任务并行处理