【正文】 。顯然這種方法增加了換刀時間，但其控制要簡單些。這時取刀、換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時間．提高了生產效率，但刀具的控制和管理要復雜一些。在隨機存取換刀控制中，取刀和還刀與刀具座編號無關，還刀位置是隨機變動的。即根據刀具和刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選刀和換刀控制。 ３．Ｔ功能的實現 Ｔ功能即為刀具功能工代碼后跟隨２～５位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。例如 Ｓ1500表示主軸轉速為 １５００ ｒ／ｍｉｎ。這樣根據主軸轉速的上、下限和上述等比關系就可以獲得一個Ｓ２位代碼與主軸轉速（ＢＣＤ碼）的對應表格，用于Ｓ２位代碼的譯碼。所謂Ｓ２位代碼編程是指 Ｓ代碼后跟隨 ２位＋進制數字指定主軸轉速。冷卻液的開關、卡盤的夾緊和松開以及自動換刀裝置的取刀和還刀等。但它們的作用是一樣的，都是配合ＣＮＣ裝置實現刀具軌跡控制和機床順序控制。 　獨立型ＰＬＣ的造價較高，所以其性能價格比不如內裝型ＰＬＣ。對于數控車床、數控銑床和加工中心等單臺數控設備，所需ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ點數大多在１２８點以下（少數復雜設備在１２８點以上），因此選用小型ＰＬＣ即可。 獨立型ＰＬＣ不但要進行機床側的Ｉ／Ｏ連接，還要進行ＣＮＣ裝置側的Ｉ／Ｏ連接，因此ＣＮＣ和ＰＬＣ均具有自己的Ｉ／Ｏ接口電路。又因為采用這種方法的造價很低，從而提高了ＣＮＣ的性能價格比。這樣內裝型ＰＬＣ的硬件電路既可以單獨設計在其本身的印刷電路板內，也可安排在ＣＮＣ裝置的某一塊電路板中（如有的數控系統(tǒng)將內裝型ＰＬＣ電路設計在ＣＮＣ裝置的ＣＰＵ板上）。 　由于ＰＬＣ的硬件和軟件都被作為ＣＮＣ系統(tǒng)的基本功能而統(tǒng)一設計，其性能指標也由ＣＮＣ系統(tǒng)來確定。ＣＮＣ系統(tǒng)中用ＰＬＣ實現控制的類型可分為內裝型和獨立型兩類。ＰＬＣ在ＣＮＣ系統(tǒng)中是介于ＣＮＣ裝置與機床之間的中間環(huán)節(jié)。一是控制坐標軸運動的連續(xù)數字信息，這種信息主要由ＣＮＣ系統(tǒng)本身去完成。根據功能的不同ＰＬＣ大致可分為以下５種應用類型。o 機床尾座和套筒的起停、前進、后退控制。o 機床卡盤的夾緊、松開。o 機床冷卻、潤滑系統(tǒng)的接通和斷開。可編程控制器具有很強的邏輯運算能力，而且PLC的輸入/輸出接口適應了工業(yè)過程的需要，具有功率放大的功能，可直接帶負載運行，這就是PLC在工業(yè)控制上優(yōu)于普通微型計算機的地方。 ３．８ 輔助功能與ＰＬＣ３．８．１ 可編程序控制器的定義及作用可編程控制器（簡稱PLC）是以微處理器技術為基礎，綜合了計算機、自動化和通信技術的一種新型工業(yè)控制裝置。也可通過控制系統(tǒng)消除誤差。 消除誤差的方法很多。 誤差有常值系統(tǒng)性誤差，如螺距累積誤差，反向間隙誤差（齒隙誤差）等，還有由熱變形等引起的變值系統(tǒng)性誤差。 （６）刀具的長度改變 數控機床在加工同一零件的過程中要更換刀具，而刀具由于經常使用會磨損。 （５）機床溜板的摩擦 在數控機床中于摩擦是不允許的，因為干摩擦會導致爬行現象。 （３）熱變形誤差。 （２）螺距誤差 開環(huán)和半閉環(huán)數控機床的定位精度主要取決于高精度的滾珠絲杠。在絲杠螺母副傳動時，其間的游隙以及溜板的歪斜也會產生傳動誤差。這里只簡單介紹以下幾個方面的誤差。 ３．７ 進給運動的誤差補償 機床加工零件誤差的來源 在機床加工零件的過程中，引起加工誤差的原因是多方面的。 （４）誤差分析 ： 所以 （３－64）假設所允許的最大徑向誤差er≤1μm，插補周期 Ｔｓ＝８ ｍｓ，進給速度單位為 mm/min。按式（3－63）進行終點判別時，每次均要進行兩次平方運算，將會影響插補運算的速度。即判斷到達終點的條件為： （３－６３）當動點一旦達到輪廓曲線的終點時，就設置相應標志，并取出下一段輪廓曲線進行處理。由于在插補算法中全部采用帶符號的代數值進行運算，所以上述算法不僅能適用于順、逆圓的插補，而且還能實現自動過象限功能。 對于Ⅰ區(qū)而言，由于Ｙ≥０，因此Yi－１＋ΔYi≥0，即： 所以 對于Ⅲ區(qū)而言，由于Ｙ≤０，故Yi－１＋ΔYi≥0，即： 所以 同理，對于Ⅱ區(qū)而言，根據 Ｘ≥０，可推得： 對于Ⅳ區(qū)而言，根據 Ｘ≤０，可推得： 通過比較式（3－59）～（3－61）可以看出，只需要采用Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)的插補公式就足夠了Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)的情況則可通過符號標志S1的轉換來實現。根據長軸和短軸的定義條件，可用兩條直線Y＝Ｘ和 Ｙ＝－Ｘ將ＸＯＹ平面的 ，Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)。 當｜Xi－１｜＞｜Yi－１｜時，應?。佥S作為長軸，這時應先求｜ΔYi｜＝ΔＬsinαi′，同理可推得 （３一５５） （２）算法實現 通過上述分析后，現將數據采樣法插補的公式匯總如下：當｜Xi－１｜＜｜Yi－１｜時： （３一５６）當｜Xi－１｜≥｜Yi－１｜時： （３一５７）動點坐標為： 式（３－６）和式（３－57）中“177。 通過上述推導過程可以看出，這種近似處理過程只對角度αi′＝ αi－１＋θ／２有微小的影響。由于圓弧插補過程中，兩個相鄰插補點之間的位置增量值相差很小，尤其對于短軸（Ｙ軸）而言，｜ΔＹi－１｜與｜ΔYi｜相差就更小了，這樣就可使用｜ΔＹi－１｜近似代替｜ΔYi｜，而引起的輪廓誤差是完全可以忽略不計的。 ，由于｜Ｙi－１｜＞｜Ｘi－１｜，故?。剌S為長軸．先求ΔXi。且當刀具由 Ａ點進給到Ｂ點時，對應Ｘ軸的坐標增量為｜ΔＸi｜，對應 Ｙ軸的坐標增量為｜ΔＹi｜。YerXR△LM△XiG02A(Xi1,Yi1)B(Xi,Yi)YmαiO△αi△Yi，設Ａ（Ｘi－１，Ｙi－１），Ｂ（Ｘi，Ｙi）是圓弧上兩個相鄰的插補點，弦ＡＢ是?。粒聦南?，長為ΔＬ。在圓弧插補過程中，坐標軸的進給速度與坐標絕對值成反比，即動點坐標值越大，則增量值越小。 （1）基本原理內接弦線法就是利用圓弧上相鄰兩個采樣點之間的弦線來逼近相應圓弧的辦法。 ４數據采樣法圓弧插補 數據采樣法圓弧插補的基本思路是，在滿足加工精度的前提下，用弦線或割線代替弧線來實現進給，即用直線逼進圓弧。并且這些坐標值也不一定轉換成以脈沖當量為單位的整數值，即數據采樣法中涉及到的坐標值是帶有正、負號的真實坐標值。第一步是插補準備，完成一些常量的計算工作，如 Ｌ，K的計算等（一般對于每個零件輪廓段僅執(zhí)行一次）；第二步是插補計算，每個插補周期均執(zhí)行一次，求出該周期對應的坐標增量值（ΔＸi，ΔＹi）及動點坐標值（Ｘi，Ｙi）。 在１個插補周期內進給直線長度為ΔＬ＝ＦＴs，根據圖中的幾何關系，很容易求得插補周期內各坐標軸對應的位置增量為： （3－４６）式中Ｌ為被插補直線的長度，Ｌ＝（mm）；K為每個插補周期內的進給速率數，Ｋ＝ΔＬ／L＝（ＦＴs）／L。同樣在其他條件相同的情況下，大曲率半徑的輪廓曲線可獲得較高的允許切削速度。若Ｔs越長，Ｆ越大，Ｒ越小，則插補誤差就越大。下面就以弦線逼近法為例加以分析。 ２．插補周期與精度、速度之間的關系在數據采樣法直線插補過程中，由于給定的輪廓本身就是直線，則插補分割后的小直線段與給定直線是重合的，也就不存在插補誤差問題。 ＣＮＣ系統(tǒng)位置控制周期的選擇有兩種形式。但Ｔs也不能太短，因為ＣＮＣ系統(tǒng)在進行輪廓插補控制時，其ＣＮＣ裝置中的ＣＰＵ不僅要完成插補運算，還必須處理一些其他任務（如位置誤差計算、顯示、監(jiān)控、I／Ｏ處理等），因此Ｔs不單是指ＣＰＵ完成插補運算所需的時間，而且還必須留出一部分時間用于執(zhí)行其他相關的ＣＮＣ任務。 一般插補周期Ｔs越長，插補計算的誤差也越大。現假設編程進給速度為Ｆ，插補周期為Ｔs，則可求得插補分割后的微小直線段長度為ΔＬ（暫不考慮單位）： ΔＬ＝ＦＴs（３一40） 插補周期對系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有影響，但對被加工輪廓的軌跡精度有影響，控制周期對系統(tǒng)穩(wěn)定性和輪廓誤差均有影響。 通常Ｔs≥Ｔc，并且為了便于系統(tǒng)內部控制軟件的處理，當Ｔs與Ｔc不相等時，一般要求Ｔs是Ｔc的整數倍。位置控制周期Ｔc是數控系統(tǒng)中伺服位置環(huán)的采樣控制周期。由于相應的算術運算較簡單，所以軟件實現時大多采用匯編語言完成。而精插補算法大多采用前面介紹的脈沖增量法。 一般數據采樣插補法中的粗插補是由軟件實現的。微小直線段的分割過程也稱為粗插補，而后續(xù)進一步的密化過程稱為精插補。一般分割后得到的小線段相對于系統(tǒng)精度來講仍是比較大的。 ３．６．５ 數據采樣法 數據采樣法實質上就是用一系列首尾相連的微小直線段來逼近給定的曲線。加工完圓?。樱艜r，插補循環(huán)數ｉ應與Ｎ相等，即。 ④終點判別 ，起點為Ｓ（Ｘs，Ｙs），終點為Ｅ（Ｘe，Ｙｅ）。 現假設第ｉ次擂補后動點坐標為Ｎ（Ｘi，Ｙi），對應的偏差函數為 若Ｆi≥０，則向（一Ｘ）軸方向進給一步，獲得新的動點坐標值為 ＝＋１ ＝＋１因此，新的偏差函數為 所以 　　　?。玻薄　　　　　　　　　　　。ǎ常叮┩?，若Ｆi＜０，則向（＋Ｙ）軸方向進給一步，獲得新的動點坐標值為 ＝， ＝ 因此可求得新的偏差函數為 所以 ＋２＋１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－７） 通過式（３－６），（3一７）可以看出：遞推形式的偏差計算公式中除加/減運算外，只有乘以２的運算，而乘以２的運算可等效為二進制數左移一位，顯然比原來平方運算簡單得多。 ②坐標進給 綜上所述，可總結出逐點比較法Ⅰ象限逆圓弧插補的規(guī)則如下： 當Ｆ＞０時，ＲN－Ｒ＞０，動點在圓外，向（－Ｘ）軸進給一步； 當Ｆ＝０時，ＲN－Ｒ＝０，動點正好在圓上，向（－Ｘ）軸進給一步； 當 Ｆ＜０時，ＲN