数控技术—第五章4PPT课件

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Pi+1
刀具运动轨迹
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O Y
a）光滑轨迹
b）非光滑轨迹
图 3-17 轨迹前瞻控制示意图
◎数控系统按允许进给速度的大小，以最大加速度和加速度变化率
在P i
点之前的
ps 点开始减速，使达到时,速度正好满足允许速度
要求，并在走过P 点后逐步加速，使恢复正常。
i
◎实现轨迹前瞻控制需解决：
一是减速特征识别，二是进给速度处理两个问题。
f(t)
f(t) fn
fn
O
tn
td
t
图3-15 自动加速曲线
O
tn
td
t
图3-16 自动减速曲线
3 柔性自动减速控制
设给定的减速曲线如图3-16所示，如同加速度控制一样将其作为 样板，以数表的形式存放于加减速曲线库中。根据减速曲线数表实现 自动减速控制的过程如下：
首先，根据减速开始前的进给速度F1，减速过程结束后的希望进 给速度F2，求出减速过程速度差 FD= F1 -F2。
插补前加减速控制拐角制动减速控制前馈控制前瞻控制速度加速度钳制伺服滞后控制加减速的实现加速时采用瞬时速度概念速度由零或初始速度开始v由瞬时速度参加插补瞬时速度逐渐增加瞬时速度与给定的匀速进行比较到达给定速度时以给定速度参加插补减速时要预测减速点速度由已有速度开始v提高速度不冲击的措施减小摩擦滚动静压气浮代替滑动提高伺服电机的转矩及性能匹配电机惯量郁负载惯量的关系减小运动部件负载惯量缩短传动链零传动采用电主轴直线电机力矩电机提高机床刚度和润滑特性柔性加减速保证机床运动平稳反应快跟踪精度高实现以过渡过程时间最少为目标的最优加减速控制使机床满足高速加工要求的优良加减速特性已成为现代数控系统研究开发中必须解决的关键问题之一

度已由±10μm提高到±5μm，精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm，提高到
±1~1.5μm
Ra
δ
Vf
VC
25 0.10 20 0.08
Ra
15 0.06 10 0.04
5 0.02
10000 2500 8000 2000
δ
6000 1500
VF VC 4000 1000
2000 5000
1993
数字制造就是用数字的方式来存储、管理和传递制造过程中的所有信息。 在计算机世界里，可以产生各种各样的信息，并把物理过程虚拟化；DNC还可以 对CAD/CAPP/CAM以及CNC的程序进行传送和分级管理。DNC技术使CNC与通信网络 联系在一起, 还可以传送维修数据，使用户与数控生产厂家直接通信；进而把 制造厂家联系在一起，构成虚拟制造网络。现在的问题是，如何把这些信息从 计算机“下载”到生产线，在生产过程中利用这些信息控制机器，生产出合格 产品；这个全过程就是数字制造。
计算机数控CNC
一种控制系统，它自动读入 载体上的数字信息，经过 译码，控制机床运动。整 个系统包括信息输入、运 算和控制、进给伺服驱动 和主轴驱动以及机电接口 等。其中运算和控制部分， 是数控系统的核心,称为数 控装置NCU 。以计算机系 统为主构成的数控系统， 运算和控制部分是一个专 用的计算机，也称为计算 机数控CNC。数控装置有时 也简称为数控系统。
点位控制数控机床
第1章 概 述
直线控制数控机床
第1章 概 述
轮廓控制数控机床
第1章 概 述
1.2.2 按伺服系统的类型分类 1． 开环控制数控机床
第1章 概 述
2． 闭环控制 数控机床
第1章 概 述

谓插补就是根据所给定的进给速度和轮廓线形的要 求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法
，这种方法称为插补方法或插补原理。
2019/3/24
《数 控 技 术》
机械工程学院
第五章
数控装置的轨迹控制原理
对于轮廓控制系统来说，最重要的功能便是插补功能，这 是由于插补运算在机床运动过程中在线实时进行的，即在有限 的时间内，必须对各坐标轴实时地分配各进给轴相应的位置控 制信息和速度控制信息。轮廓控制系统正是因为有了插补功能 ，才能加工出各种形状复杂的零件。可以说插补功能是轮廓控 制系统的本质特征。因此，插补算法的优劣，将直接影响CNC 系统的性能指标。
1、插补的方法
由于插补方法的重要性，不少学者都致力于插补方法的研 究，使之不断有新的、更有效的插补方法应用于CNC系统，目 前常用的各种插补算法大致分为两类：脉冲增量插补(行程标 量插补) 和数字增量插补(时间标量插补、数据采样插补)。
2019/3/24
《数 控 技 术》
机械工程学院
第五章
数控装置的轨迹控制原理
2019/3/24
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第五章
数控装置的轨迹控制原理
下面以逐点比较法直线插补为例说明插补的具体过程。
偏差 判别
坐 标 进 给
偏 差 计 算
终点 判别
y
E(xe,ye)
P(xi,yi)
O
x
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第五章
数控装置的轨迹控制原理
（1）偏差判别 由Fi可以判别动点与直线的相对位置 偏差判别函数 （2）坐标进给 （3）新偏差计算 （4）终点判别
机械工程学院

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
School of Mechanical and Power Engineering
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： 软件插补器 软硬件结合插补器
第二节 脉冲增量插补
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第二节 脉冲增量插补
School of Mechanical and Power Engineering
脉冲增量插补（基准脉冲插补、行程标量插补）：
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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第二节 脉冲增量插补——逐点比较法
2）坐标变换法（常用）
坐标变换：其他各象限直线点的坐标取绝对值，这样，
插补计算公式和流程图与第一象限直线一样。
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P(xi,yj )
Fi,j<0
X
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第C二NC节 脉第冲3章增数量控插机补床—的—控逐制原点理比3较.2 逐法点比较法
令 Fi , j xe y j ye xi 为偏差判别函数，
则有：
1）Fi ,j≥0时，向＋X方向进给一个脉冲当量，到达点 Pi +1, j，此时xi+ 1=xi＋1，则点Pi＋1, j的偏差判别函数 Fi+1，j为