1、第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 第第8章章 數控技術數控技術 數控是指采用數字電子技術和計算機數控是指采用數字電子技術和計算機 技術對生產機械進行自動控制，包括順序技術對生產機械進行自動控制，包括順序 控制和數字程序控制兩部分?？刂坪蛿底殖绦蚩刂苾刹糠帧?本章主要介紹順序控制和數字程序控本章主要介紹順序控制和數字程序控 制基礎、逐點比較法插補原理及步進電動制基礎、逐點比較法插補原理及步進電動 機控制技術。機控制技術。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 8.1.1 順序控制順序控制 n 順序控制是指以預先規(guī)定好的時間或條件順序控制是指以預先規(guī)定好的時間或條件 為依據

2、，按預先規(guī)定好的動作次序，對控制過為依據，按預先規(guī)定好的動作次序，對控制過 程各階段順序地進行自動化。通常用程各階段順序地進行自動化。通常用20世紀世紀 60年代興起的可編程序控制器，實現(xiàn)順序控制。年代興起的可編程序控制器，實現(xiàn)順序控制。 8.1 數控的基本概念數控的基本概念 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 順序控制是指根據應用的場合和工藝要求，劃分順序控制是指根據應用的場合和工藝要求，劃分 各種不同的工步，然后按預先規(guī)定好的各種不同的工步，然后按預先規(guī)定好的“時間時間”或或“條條 件件”，按次序完成各工步的動作并保證各工步動作所需，按次序完成各工步的動作并保證各工步動作所

3、需 要的持續(xù)時間。持續(xù)時間隨產品類型和材料性能不同而要的持續(xù)時間。持續(xù)時間隨產品類型和材料性能不同而 定，常?？赏ㄟ^操作員來設定或調整；定，常?？赏ㄟ^操作員來設定或調整；“條件條件”是指被是指被 控制裝置中運動部件移動到了一個預定位置，或者管道、控制裝置中運動部件移動到了一個預定位置，或者管道、 容器中的液體或氣體的壓力達到了某個預定值，或者加容器中的液體或氣體的壓力達到了某個預定值，或者加 熱部件的溫度到達某個預定點等，順序控制器把這些條熱部件的溫度到達某個預定點等，順序控制器把這些條 件是否滿足作為本工步動作的持續(xù)或結束信號。而這些件是否滿足作為本工步動作的持續(xù)或結束信號。而這些 條件一般

4、是通過行程開關條件一般是通過行程開關( (或限位開關或限位開關) )、壓力開關或溫、壓力開關或溫 度開關等傳感器提供開關量被測信號而獲取的。度開關等傳感器提供開關量被測信號而獲取的。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 例例81 機床工況控制機床工況控制 繼電器控制邏輯與梯形圖繼電器控制邏輯與梯形圖 圖81 機床繼電器控制原理圖 KMK 快進繼電器； KMG 工進繼電器； KMZ 中間繼電器； KT 時間繼電器； KMT 快退繼電器；1ST,2ST,3ST行程開關1,2,3 SB KMK1ST 1ST KMK KMG KMZ KT KMT KMG KT 2ST KMT KMZ KM

5、Z KT3ST 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n圖圖81為機床繼電器控制原理圖。工藝要求是，當按鈕按為機床繼電器控制原理圖。工藝要求是，當按鈕按 下后，下后，KMK通電，通電，KMK的常開觸點閉合，機床開始快進并的常開觸點閉合，機床開始快進并 自鎖。當快進到限位開關自鎖。當快進到限位開關1ST后，將后，將1ST常閉觸頭頂開，常閉觸頭頂開， KMK電源斷開而停止快進，同時，與工進繼電器串聯(lián)的電源斷開而停止快進，同時，與工進繼電器串聯(lián)的1ST 的常開觸頭被閉合，使工進繼電器的常開觸頭被閉合，使工進繼電器KMG接通而開始工進，接通而開始工進， 并且由于并且由于KMG的常開觸頭閉合而

6、實現(xiàn)自鎖。當工進到限位的常開觸頭閉合而實現(xiàn)自鎖。當工進到限位 開關開關2ST后，與中間繼電后，與中間繼電 器器KMZ串聯(lián)的串聯(lián)的2ST的常開觸頭被閉的常開觸頭被閉 合，中間繼電器合，中間繼電器KMZ被接通，從而使與時間繼電器串聯(lián)的被接通，從而使與時間繼電器串聯(lián)的 常開觸頭常開觸頭KMZ閉合，使時間繼電器閉合，使時間繼電器KT開始工作。當達到設開始工作。當達到設 定的延時時間后，串接在工進控制回路中的延時斷開的常閉定的延時時間后，串接在工進控制回路中的延時斷開的常閉 觸頭觸頭KT斷開，使斷開，使KMG工進繼電器失去電源而停止工進。同工進繼電器失去電源而停止工進。同 時，使與快退繼電器串接的時間繼

7、電器的延時閉合的常開觸時，使與快退繼電器串接的時間繼電器的延時閉合的常開觸 頭頭KT閉合，機床開始快退，直到撞到閉合，機床開始快退，直到撞到3ST限位開關而停止快限位開關而停止快 退，從而完成一次加工動作。這種按照順序及邏輯一步一步退，從而完成一次加工動作。這種按照順序及邏輯一步一步 地進行控制的方式即是一種順序控制方式。地進行控制的方式即是一種順序控制方式。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 2）機床繼電器控制線路的梯形圖）機床繼電器控制線路的梯形圖 n 利用利用PLC可以非常方便地實現(xiàn)繼電控制系統(tǒng)的功能。圖可以非常方便地實現(xiàn)繼電控制系統(tǒng)的功能。圖83是利用是利用PLC實現(xiàn)

8、的機床繼電實現(xiàn)的機床繼電 器控制線路的梯形圖器控制線路的梯形圖,梯形圖和繼電器控制線路圖是極其相像的。不過，梯形圖中的快進繼電梯形圖和繼電器控制線路圖是極其相像的。不過，梯形圖中的快進繼電 器器Y121、工進繼電器、工進繼電器Y122和快退繼電器和快退繼電器Y123是是PLC的輸出繼電器，而不是真正的繼電器。的輸出繼電器，而不是真正的繼電器。 輔助繼電器輔助繼電器M300和時間繼電器和時間繼電器T100是是PLC的虛擬繼電器。系統(tǒng)安裝時，首先應將按鈕、限的虛擬繼電器。系統(tǒng)安裝時，首先應將按鈕、限 位開關位開關1ST、2ST、3ST分別接入分別接入PLC的輸入端，并賦予相應編號的輸入端，并賦予相

9、應編號X100、X101、X102、 X103等。同時，把執(zhí)行快進、工進、快退的繼電器連接到等。同時，把執(zhí)行快進、工進、快退的繼電器連接到PLC的輸出端子上，以便使相應的的輸出端子上，以便使相應的 電動機等執(zhí)行機構動作。圖電動機等執(zhí)行機構動作。圖82所示梯形圖相應的程序如表所示梯形圖相應的程序如表81所示。所示。 Y121 X100 Y121X101 Y122 X101 Y122T100 M300 X102 M300 Y123 T100 M300K10 Y123 X103T100 圖圖82 機床繼電器控制線路的梯形圖機床繼電器控制線路的梯形圖 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 表

10、81 例的PLC程序 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 圖圖8-3 聲光報警的時序及梯形圖聲光報警的時序及梯形圖 報警條件X0 報警響應X1 報警測試X2 X0 蜂鳴器Y31 T450 T451 K0.5 T450 T450X0 M100 X2 X1 X0 M100 X0 M100 振蕩電路 報警燈 報警響應 報警蜂鳴器 報警燈Y30 (a)(b) K0.5 T451 Y30 M100 Y31 【例例8-2】 如圖如圖8-3為一聲光報警電路的時序圖，畫出梯形為一聲光報警電路的時序圖，畫出梯形 圖，并編制圖，并編制PLC程序。程序。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術

11、n 解 畫出的梯形圖如圖(b)所示。輸入 點X0是報警條件。當X0=on時，應引起 聲光報警。Y30為報警燈，Y31為報警蜂 鳴器。輸入X1為報警響應。定時器T450、 T451構成振蕩電路，每隔0.5s輪流接通。 開始報警時，報警燈閃爍發(fā)光，當X1接 通后報警燈變?yōu)槌Ａ?，同時蜂鳴器關閉。 當報警條件即X0消失后，報警燈也熄滅， X2為報警燈測試信號。與梯形圖對應的 程序見表8-2。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 表8-2 例8-2 的PLC程序表 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 某電液控制系統(tǒng)中有兩個動力頭，其工作流程圖如圖8-4 所示?？刂埔鬄椋?(1)

12、 系統(tǒng)啟動后，兩個動力頭便同時開始按流程圖中的工步 順序運行。從它們都退回原位開始延時10s后，又同時開始進 入下一個循環(huán)的運行。 (2) 若斷開控制開關，各動力頭必須將當前的運行過程結束 (即退回原位)后才能自動停止運行。 (3) 各動力頭的運動狀態(tài)取決于電磁閥線圈的通、斷電，它 們的對應關系如表8-3和8-4所示。表中的“+”表示該電磁閥的 線圈通電，“-”表示該電磁閥的線圈不通電。 表表8-3 表表8-4 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 PLC上電上電 系統(tǒng)啟動系統(tǒng)啟動 1號快進號快進2號快進號快進 1號工進號工進 1號工進號工進 2號工進號工進 1號快退號快退 2號快退

13、號快退 原位等待原位等待 快進到位壓快進到位壓ST1 工進到位壓工進到位壓ST2 工進到位壓工進到位壓ST3 快進到位壓快進到位壓ST5 工進到位壓工進到位壓ST6 退到原位壓退到原位壓ST4 退到原位壓退到原位壓ST0 圖圖8-4 動力頭工作流程圖動力頭工作流程圖 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 由工作流程圖可知各動力頭的工作步數和轉換條件。每 個動力頭的步與步之間的轉換是單向進行的，最后轉換到同 一個步上。由于兩個動力頭退回原位的時間存在差異，所以 要設置原位等待步。這樣，只有兩個動力頭都退回原位時定 時器才開始計時，確保兩個動力頭同時進入下一個循環(huán)的運 行。因此畫兩個動力

14、頭的控制過程功能表圖時，應是并行序 列結構。 由工作流程圖可以看出，本例需要一個啟/停控制開關、 7個限位開關，它們是PLC的輸入元件。由表8-3和8-4可知， 需要7個電磁閥，它們是PLC的輸出執(zhí)行元件。所作的IO分 配如表8-5所示： 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 輸輸 入入輸輸 出出 系統(tǒng)啟動控制開關系統(tǒng)啟動控制開關00000電磁閥電磁閥YVl線圈線圈01001 1號動力頭原位限位號動力頭原位限位ST000100電磁閥電磁閥YV2線圈線圈01002 1號動力頭快進限位號動力頭快進限位ST100101電磁閥電磁閥YV3線圈線圈01003 1號動力頭工進號動力頭工進限位限位

15、ST200102電磁閥電磁閥YV4線圈線圈01004 1號動力頭工進號動力頭工進限位限位ST300103電磁閥電磁閥YV5線圈線圈01005 2號動力頭原位限位號動力頭原位限位ST400104電磁閥電磁閥YV6線圈線圈01006 2號動力頭快進限位號動力頭快進限位ST500105電磁閥電磁閥YV7線圈線圈01007 2號動力頭工進限位號動力頭工進限位ST600106 表表8-5 I/O分配分配 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 利用20000通道中的位做各工作步的控制 位，畫出功能表圖如圖8-5所示。由功能表圖， 按照前面介紹的方法很容易畫出各步的梯形 圖。再根據各步應該接通的電

16、磁閥線路號， 確定對應各步時電磁閥線圈的置位或復位狀 態(tài)，可畫出如圖8-6的梯形圖。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 圖8-5 例8.3的功能表圖 20000 25315 00000 TIM000 20001 20002 00100 00102 00101 00103 01002、01003 0N 01001、01002 0N 2000301002、01003、01004 0N 2000401001、01003 0N 20005 快進快進 工進工進 工進工進 快退快退 原位等待原位等待 20006 20007 00106 00105 00107 01005、01006 0N 0

17、1005、01007 0N 2000801006、01007 0N 20009 快進快進 工進工進 快退快退 原位等待原位等待 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 TIM00020000 2000020001 20002 2000220003 004 25315 20000 20001 / 20001 00000 / 20002 20001 20002 00101 / 20003 20003 00102 / 20004 2000320004 20004 00103 / 20005 (*初始等待*) (*1號快進*) (*1號工進I*) (*1號工進II*) (*1號快退*) 200

18、0420005 20005 00100 / 20000 2000020006 20006 00000 / 20007 2000620007 20007 00105 / 20008 2000720008 20008 00106 / 20009 2000820009 20009 00104 / 20000 005 (*1號等待*) (*2號快進*) (*2號工進*) (*2號快退*) (*2號等待*) 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 下面簡要介紹程序編寫的思路。 在PLC通電后的第一個掃描周期25315ON，使初 始步20000為ON，為系統(tǒng)啟動作好準備。 在一個循環(huán)的過程結束時，

19、兩個動力頭一起在原 位停留10秒后，步20000應能自動成為活動步，以使 系統(tǒng)進入下一個循環(huán)的過程所以將TIM000(原位 等待定時器)的常開觸點與25315并聯(lián)。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 因為步20001和步20006是兩個并行序列的首步， 所以這兩個步的活動條件都是20000和00000的 “與”。在一個循環(huán)的過程結束且20000 成為活動 步時，由于00000始終為ON，從而使步20001和步 20006自動成為活動步，并開始重復前一個循環(huán)的過 程。 當兩個動力頭都回到原位且等待步20005和20009 都成為活動步時，TIM000才開始計時。在定時時間 到且步2

20、0000成為活動步時，等待步20005和20009才 變?yōu)椴换顒硬健?第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 對應每一個工作步，要對控制相關電磁閥的輸出 位進行置位或復位。例如在20001成為活動步時，要 將01002和01003置位(電磁閥YV2、YV3線圈通電)， 使1號動力頭快進。在等待步20005和20009為活動步 時，將相關電磁閥線圈的輸出位進行復位，以保證 下一個循環(huán)時動力頭不會發(fā)生錯誤的動作。例如在 20005成為活動步時，將01001和01003復位，使1號 動力頭進入等待狀態(tài)，在20009成為活動步時，將 01006和01007復位，使2號動力頭進入等待狀態(tài)。 第0

21、8章數控技術08章數控技術08 章數控技術 順序控制設計法有一定的規(guī)律可循，所編寫的 程序易讀、易檢查、易修改，是常用的設計方法之 一。使用順序控制設計法的關鍵有三條：一是理順 動作順序，明確各步的轉換條件；二是準確地畫出 功能表圖；三是根據功能表圖正確地畫出相應的梯 形圖，最后再根據某些特殊功能要求，添加部分控 制程序。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 8.1.2 數字程序控制數字程序控制 n 數字程序控制，就是計算機根據輸入的指令數字程序控制，就是計算機根據輸入的指令 和數據，控制生產機械和數據，控制生產機械(如各種加工機床如各種加工機床)按規(guī)定按規(guī)定 的工作順序、運動軌跡

22、、運動距離和運動速度等的工作順序、運動軌跡、運動距離和運動速度等 規(guī)律自動地完成工作的自動控制。規(guī)律自動地完成工作的自動控制。 n 數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1）多功能化）多功能化 2）數控編程自動化）數控編程自動化 3）控制系統(tǒng)小型化）控制系統(tǒng)小型化 4）高速度、高精度化）高速度、高精度化 5）可靠性最大化）可靠性最大化 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 8.2 逐點比較插補原理逐點比較插補原理 插補算法實現(xiàn)時，步進電機每走一步，都要與給定軌跡插補算法實現(xiàn)時，步進電機每走一步，都要與給定軌跡 上的坐標值進行一次比較?？丛擖c是在給定軌跡上方、下上的坐標值進行一次比較。

23、看該點是在給定軌跡上方、下 方，還是在給定軌跡的內部、外部，再決定下一步的進給方，還是在給定軌跡的內部、外部，再決定下一步的進給 方向，若該點在給定軌跡下方，下一步就向給定軌跡上方方向，若該點在給定軌跡下方，下一步就向給定軌跡上方 走；若該點在給定軌跡外部，下一步就向給定軌跡內部走，走；若該點在給定軌跡外部，下一步就向給定軌跡內部走， 如圖如圖88中箭頭方向所示。顯然，它是按照中箭頭方向所示。顯然，它是按照“走一走，看走一走，看 一看，比較一次一看，比較一次”的規(guī)則來決定下一步的走向，以便逼近的規(guī)則來決定下一步的走向，以便逼近 給定軌跡的，所以，逐點比較算法又稱為逐點比較插補算給定軌跡的，所以

24、，逐點比較算法又稱為逐點比較插補算 法。法。 逐點比較法是以階梯折線來逼近直線或圓弧等曲線的，逐點比較法是以階梯折線來逼近直線或圓弧等曲線的， 它與規(guī)定的加工直線或圓弧之間的最大誤差為一個脈沖當它與規(guī)定的加工直線或圓弧之間的最大誤差為一個脈沖當 量，因此只要把脈沖當量量，因此只要把脈沖當量(每走一步的距離即步長每走一步的距離即步長)取得足夠取得足夠 小，就可達到加工精度的要求。下面分別介紹平面直線插小，就可達到加工精度的要求。下面分別介紹平面直線插 補算法和平面圓弧插補算法的原理。補算法和平面圓弧插補算法的原理。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 圖圖88 直線插補走步軌跡圖直線

25、插補走步軌跡圖 123456 1 2 3 4 0 C(xe6， ye4) x y A(x00， y00) 1 2 3 4 56 7 8 9 10 m(xm， ym) 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 8.2.1平面直線插補算法平面直線插補算法 1、直線插補算法原理直線插補算法原理 為方便起見，這里討論第一象限直線插補算為方便起見，這里討論第一象限直線插補算 法與實現(xiàn)。法與實現(xiàn)。 算法：先把每一插值點算法：先把每一插值點(動點動點)的實際位置與給定的實際位置與給定 軌跡的理想位置的誤差軌跡的理想位置的誤差(即即“偏差偏差Fm”)計算出來，計算出來， 然后，再根據偏差的正、負值來決定

26、下一步走向，然后，再根據偏差的正、負值來決定下一步走向， 以逼近給定的軌跡。這就是直線插補算法原理。以逼近給定的軌跡。這就是直線插補算法原理。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 ( 1)偏差計算偏差計算 如圖所示，設待加工直線如圖所示，設待加工直線OE在平面的第一象限上，直在平面的第一象限上，直 線起點為坐標原點線起點為坐標原點O(0,0)， 終點坐標為終點坐標為E(xe,ye)，某一時，某一時 刻的加工點刻的加工點(動點動點)為為M(xm,ym) 。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 點點M偏離給定直線偏離給定直線OE的情況可用的情況可用OM與與OE的斜率之差的斜

27、率之差 來表示，即來表示，即 em emem e e m m em xx yxxy x y x y kkF 偏差可以表示為：偏差可以表示為：Fm=ymxe-yexm 若若Fm0，則加工點在直線上。，則加工點在直線上。 此時如果加工尚未完畢，此時如果加工尚未完畢， 則會繼續(xù)往前走一步，若已到達終點，則停止加工。則會繼續(xù)往前走一步，若已到達終點，則停止加工。 若若Fm0，則加工點在直線上方，下一步必然沿，則加工點在直線上方，下一步必然沿x方向方向 走一步。走一步。 若若Fm0，則加工點在直線下方，下一步必然沿，則加工點在直線下方，下一步必然沿y方向方向 走一步。走一步。 注：逐點比較法中，每一步的

28、進給方向都是沿平行于坐標軸方向逼近給定曲線的。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 設加工點處在設加工點處在M點上，當點上，當Fm0時，時，m點應在點應在OE線上線上 或或OE線的上方，此時，都應沿線的上方，此時，都應沿+x軸方向進給一步，而軸方向進給一步，而 走一步的新坐標為走一步的新坐標為 1 1 1 mm mm xx yy 該點偏差為該點偏差為 Fm+1 = ym+1 xe-xm+1 ye=ymxe-(xm+1)ye= Fm-ye (8-6) n 若若Fm0時，時，m點在點在OE線的下方，應向線的下方，應向+y方向進給方向進給 一步，而走一步的新坐標為一步，而走一步的新坐

29、標為 xm+1 =xm ym+1 =ym+1 n 該點偏差為該點偏差為 Fm+1=Fm+xe (8-8) 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 (2)終點判斷終點判斷 n 終點判斷有很多方法，采用微機控制系統(tǒng)控制時，終點判斷有很多方法，采用微機控制系統(tǒng)控制時， 常將微機中的定時器常將微機中的定時器/計數器設定為減法計數器，實施進計數器設定為減法計數器，實施進 給步數的控制，具體方法如下：給步數的控制，具體方法如下： n 1) 雙計數器法。雙計數器法。 n 這是這是x、y方向進給步數，采取獨立計數判斷的方法。方向進給步數，采取獨立計數判斷的方法。 該方法在加工開始時，設定兩個定時器計數

30、器該方法在加工開始時，設定兩個定時器計數器Tx、Ty 為減法計數器后，分別存入為減法計數器后，分別存入x、y進給總步數進給總步數xe、ye。當。當x 坐標和坐標和y坐標每進給一步時，相應的計數器坐標每進給一步時，相應的計數器Tx、Ty減減1， 直至直至Tx、Ty兩計數器減至兩計數器減至0，便達到加工終點。，便達到加工終點。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 2) 單計數器法。單計數器法。 n 它有下述兩種判斷方法：它有下述兩種判斷方法： n 總步數判斷法。加工開始時，設定一個定時器計總步數判斷法。加工開始時，設定一個定時器計 數器數器T為減法計數器，將為減法計數器，將x和和y兩坐

31、標進給總步數兩坐標進給總步數 存入計存入計 數器數器T，x、y兩坐標每進給一步，計數器兩坐標每進給一步，計數器T減減1，直至，直至T- 10， 便達到加工終點。便達到加工終點。 n 長軸步數判斷法。加工開始時，設定一個定時器長軸步數判斷法。加工開始時，設定一個定時器 計數器計數器TL為減法計數器，將單軸終點坐標為減法計數器，將單軸終點坐標xe、ye中較大者中較大者 (稱它為長軸稱它為長軸)作為終判計數器的初值作為終判計數器的初值TL，在插補過程中，在插補過程中， 只要沿長軸方向有進給，終判計數器只要沿長軸方向有進給，終判計數器TL才減才減1，否則終判，否則終判 計數器計數器TL值不變。這樣值不

32、變。這樣TL-10，便達到加工終點。，便達到加工終點。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 各類微機系統(tǒng)中的定時器計數器均具有各類微機系統(tǒng)中的定時器計數器均具有 “計數溢出，中斷請求計數溢出，中斷請求”功能，利用這一功能功能，利用這一功能 可以準確地判斷是否達到加工終點。一旦達到可以準確地判斷是否達到加工終點。一旦達到 加工終點，便向加工終點，便向CPU請求中斷，這樣，不但對請求中斷，這樣，不但對 終點判斷十分準確，而且為控制過程實現(xiàn)自動終點判斷十分準確，而且為控制過程實現(xiàn)自動 化創(chuàng)造了條件?；瘎?chuàng)造了條件。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 【例例83】 設待

33、加工直線設待加工直線AC在第一象限在第一象限 內，起點坐標為內，起點坐標為A(x0=3,y02)，終點坐標為，終點坐標為 C(xe=9,ye=6)。試分析其插補計算過程并畫出它。試分析其插補計算過程并畫出它 的走步軌跡圖。若用微型計算機完成此插補過的走步軌跡圖。若用微型計算機完成此插補過 程，試畫出插補程序流程圖。程，試畫出插補程序流程圖。 n解解 因直線起點不在坐標原點上，為算法實現(xiàn)因直線起點不在坐標原點上，為算法實現(xiàn) 方便，加工前應將直線起點平移至坐標原點，方便，加工前應將直線起點平移至坐標原點， 即即 A(x0=0,y0=0) C(xe=6,ye=4) 第08章數控技術08章數控技術08

34、 章數控技術 n 設脈沖當量為設脈沖當量為x=y=1，因加工起點在原，因加工起點在原 點，所以開始加工時，偏差點，所以開始加工時，偏差F0=0，若對，若對x、y方方 向進給采取獨立計數判終方法，則兩個計數器向進給采取獨立計數判終方法，則兩個計數器 Tx、Ty置數初值為：置數初值為：Tx=xe=6，Ty=ye=4。 這樣這樣 便可按式便可按式(8-6)和式和式(8-8) 計算插補過程的偏差判計算插補過程的偏差判 別、進給方向、偏差值和終點判斷等各量，如別、進給方向、偏差值和終點判斷等各量，如 表表8-5所示。所示。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 表表8-5 直線插補過程的各參數

35、計算表及兩種判斷方法直線插補過程的各參數計算表及兩種判斷方法 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 直線插補流程圖 初始化：取起點、終點坐標，確定 象限及進給方向，置計數器初值 開始 Fm0? 計算偏差 Fm1 Fm ye x向：x T 0? 結束 Y N NY 計算偏差 Fm1 Fm xe y向：y 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n 2. 四象限直線插補算法四象限直線插補算法 n 在平面四象限進行直線插補時，不同象限的插補在平面四象限進行直線插補時，不同象限的插補 偏差符號的進給方向是不同的，如圖偏差符號的進給方向是不同的，如圖8-10所示，但它所示，但它 們的規(guī)

36、律是很明顯的。以第一、第二象限為例，由圖們的規(guī)律是很明顯的。以第一、第二象限為例，由圖 8-10知：第二象限的直線知：第二象限的直線OA2，終點，終點A2坐標為坐標為(-xe,ye)， 它與第一象限直線它與第一象限直線OA1(終點終點A1坐標為坐標為(xe,ye)是對稱于是對稱于y 軸的。這樣，當我們從坐標原點軸的。這樣，當我們從坐標原點O出發(fā)，按第一象限直出發(fā)，按第一象限直 線線OA1進行插補時，若把沿進行插補時，若把沿x軸正向進給改為沿軸正向進給改為沿x軸負向軸負向 進給進給,實質上，這樣插補加工的結果與在第二象限上直實質上，這樣插補加工的結果與在第二象限上直 接對直線接對直線OA2進行正

37、向進給插補加工是完全一樣的。進行正向進給插補加工是完全一樣的。 這表明，第二象限直線加工的偏差計算公式與這表明，第二象限直線加工的偏差計算公式與 第一象限直線加工的偏差計算公式是相同的，第一象限直線加工的偏差計算公式是相同的， 不同的只是進給方向相反，即進給脈沖由不同的只是進給方向相反，即進給脈沖由+x 改為改為-x即可。即可。 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 圖圖8-10 四象限直線插補時偏差符號及進給關系四象限直線插補時偏差符號及進給關系 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 表表8-6 四個象限直線插補的偏差計算公式與進給方向關系表四個象限直線插補的偏差計算公式

38、與進給方向關系表 第08章數控技術08章數控技術08 章數控技術 n3、插補計算過程、插補計算過程(p235) n 插補計算時，都要依次進行下述四個節(jié)拍的邏輯運算和算插補計算時，都要依次進行下述四個節(jié)拍的邏輯運算和算 術運算。術運算。 n 第一節(jié)拍，偏差判斷，即判別偏差是第一節(jié)拍，偏差判斷，即判別偏差是Fm0還是還是Fm0，這是，這是 邏輯運算。根據邏輯運算的結果，再決定進一步進行何種運算邏輯運算。根據邏輯運算的結果，再決定進一步進行何種運算 和何種進給。和何種進給。 n 第二節(jié)拍，坐標進給。這是根據加工點所在象限和偏差符第二節(jié)拍，坐標進給。這是根據加工點所在象限和偏差符 號決定沿哪一坐標軸號決定沿哪一坐標軸(x軸還是軸還是y軸軸)和哪一軸向和哪一軸向(正向還是負向正向還是負向)進進 給，這也是邏輯運算。給，這也是邏輯運算。 n 第三節(jié)拍，偏差計算。這是在每進給一步后，要計算新加第三節(jié)拍，偏差計算。這是在每進給一步后，要計算新加 工點對給定軌跡圖形的偏差，作為下一次偏差判別的依據，這工點對給定軌跡圖形的偏差，作為下一次偏差判別的依據，這 是算術運算。是算術運算。 n 第四節(jié)拍，終點判斷。這