【正文】 010修正 Xi12 101 001 1 001 010001修正 Xi13 101 110 0 001 00114 101 011 1 000 001000結束第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術3 數據采樣插補 概述 粗插補：采用時間分割思想，根據進給速度 F和插補周期 T，將廓型曲線分割成一段段的輪廓步長 L,L=FT(一個插補采樣周期的輪廓步長 )，然后計算出每個插補周期的坐標增量。哪個坐標停止積分迭代；5)DDA圓弧插補的終點判別要有二個計數器，哪個坐標終點到了，其特點是：1) 累加次數 X積分器 Y積分器 終點計數器JE 備 注 JVX(Xe)JRX 溢出 Jvy(Ye)JRy 溢出0 101 000 011 000 000 初始狀態(tài)1 101 101 011 011 001 第一次迭代2 101 010 1 011 110 010 X溢出3 101 111 011 001 1 011 Y溢出4 101 100 1 011 100 100 X溢出5 101 001 1 011 111 101 X溢出6 101 110 011 010 1 110 Y溢出7 101 011 1 011 101 111 X溢出8 101 000 1 011 000 1 000 X,Y溢出A(5,3)XY第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術3. DDA法圓弧插補(1) DDA法圓弧插補的積分表達式由令則圓 弧插 補 是 對 切削點的 即 時 坐 標 Xi與 Yi的數 值 分 別進 行累加 V VyVx PABRXYO第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術插補第一象限直線 OE，起點為 O（ 0， 0），終點為 E（ 5， 3）。 （ 4）組成 ：二坐標 DDA直線插補器包括 X積分器和 Y積分器，每個積分器都由被積函數寄存器 JVX（速度寄器）和累加器 JRX（余數寄存器）組成。積 分 值 =溢出脈沖數 代表的值 +余數 當兩個 積 分累加器根據插 補時鐘 脈沖 同步累加 時 ，用這 些溢出脈沖數 （最終 X坐標接收 Xe個 脈沖 、 Y坐標接收 ye個 脈沖 ） 分 別 控制相 應 坐 標軸 的運 動 ，加工出要求的直線。 則（ 2）結論： 直線插補從始點走向終點的過程，可以看作是各坐標軸每經過一個單位時間間隔，分別以增量 kxe（ xe / 2N ）及 kye （ ye / 2N ）同時累加的過程。 順圓 逆圓第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術2 數字積分法 用數字積分的方法計算刀具沿各坐標軸的位移，數 字積分法又稱數字微分分析（ DDA）法 .1. DDA直線插補 （ 1）原理： 積分的過程可以用微小量的累加近似： 由右圖所示 則X、 Y方向的位移 （積分形式） XYA(Xe,Ye)VyVxVO △ Y △ X第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術 （累加形式） 其中， m為累加次數（容量）取為整數， m=0? 2N1，共 2N 次 (N為累加器位數 )。所以：刀具 進給 速度與插 補時鐘頻 率 f 和與 X軸夾 角 有關 第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術 （ 1）分別處理法 四個象限的直線插補，會有 4組計算公式；對于 4個象限的逆時針圓弧插補和 4個象限的順時針圓弧插補，會有 8組計算公式。 F0=0 ∑=101 F=0 +X F1=F0ye=04=4 ∑=101=92 F0 +Y F2=F1+xe=4+6=2 ∑=91=83 F0 +X F3=F2ye=24=2 ∑=81=74 F0 +Y F4=F3+xe=2+6=4 ∑=71=65 F0 +X F5=F4ye=44=0 ∑=61=56 F=0 +X F6=F5ye=04=4 ∑=51=47 F0 +Y F7=F6+xe=4+6=2 ∑=41=38 F0 +X F8=F7ye=24=2 ∑=31=29 F0 +Y F9=F8+xe=2+6=4 ∑=21=110 F0 +X F10=F9ye=44=0 ∑=11=0OA98754321610YX第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術（ 4）逐點比較法直線插補舉例 對于第一象限直線 OA，終點坐標 Xe=3 ,Ye=5，插補從直線起點 O開始，用 逐點比較法實現該直線的插補 。 步數 判別 坐標進給 偏差計算 終點判別0 第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術（ 4）逐點比較法直線插補舉例第一象限直線 OA，終點 Xe=6 ,Ye=4，插補從直線起點 O開始，故 F0=0 。(Xe,Ye)O第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術 Fi =Yi Xe XiYe若 Fi=0，規(guī)定向 +X 方向走一步 Xi+1 = Xi +1 Fi+1 = XeYi – Ye(Xi +1) =Fi Ye若 Fi0，規(guī)定 +Y 方向走一步，則有 Yi+1 = Yi +1 Fi+1 = Xe(Yi +1)YeXi =Fi +Xe（ 3）終點判別直線插補的終點判別可采用三種方法。（ 2）偏差函數的遞推計算采用偏差函數的遞推式計算，既由前一點計算后一點YXF0F0Pi特點 ：運算直觀，插補誤差不大于一個脈沖當量，脈沖輸出均勻，調節(jié)方便。每個插補循環(huán)由偏差判別、進給、偏差函數計算和終點判別四個步驟組成。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術3基準脈沖插補 1 逐點比較法 這是早期數控機床廣泛采用的方法，又稱代數法、醉步法， 適用于開環(huán)系統(tǒng)。該裝置按伺服檢測采樣周期采集實際位移，并反饋給插補器與指令比較，有誤差運動，誤差為零停止，從而完成閉環(huán)控制。 采用時間分割思想，根據編程的進給速度將輪廓曲線分割為每個插補周期的進給直線段（又稱輪廓步長）進行數據密化，以此來逼近輪廓曲線。脈沖序列的頻率代表坐標運動的速度，而脈沖的數量代表運動位移的大小。 下面以基本線型直線、圓弧生成為例，論述插補原理。插補原理也叫軌跡控制原理。 插補運算具有實時性，直接影響刀具的運動。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術第二節(jié) 機床數控裝置的插補原理 1插補的基本概念 數控系統(tǒng)根據零件輪廓線型的有限信息，計算出刀具的一系列加工點、用基本線型擬合，完成所謂的數據 “ 密化 ” 工作。如美國 AB7360 CNC軟件即為此結構模式。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術（ 2）前后型結構模式這種軟件的結構特點是前臺程序為一個中斷服務程序，它幾乎承擔了全部實時的功能，而后臺程序或背景程序只是完成管理功能和非實時性任務（如插補準備）。其管理功能主要通過各級中斷程序之間的相互通信安排來實現。常規(guī)的 CNC中，已有的結構模式有中斷型結構和前后臺型結構。④ 程序性中斷。② 內部定時中斷。并行處理方法有資源重復、時間重疊和資源分時共享等處理方法。如圖。系統(tǒng)管理包括：輸入、 I/O處理、顯示、診斷。三、 CNC的軟件結構 CNC中軟、硬件界面與數據轉換在 CNC系統(tǒng)中，軟件和硬件在邏輯上是等價的，即由硬件完成的工作原則上也可由軟件完成。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術2）基于 PC的可開放 CNC是在通用 PC機的擴展槽中加入專用 CNC卡而成，也稱 CNC內藏型。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術② PC 內藏型 CNC，如圖。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術（ 2）基于 PC(或 IPC)開放式 CNC的硬件配置形式1）基于 PC的有限開放 CNC大多通過改造原有 CNC系統(tǒng)的接口，使 CNC系統(tǒng)能與PC互連，由 PC承擔 CNC人機界面功能。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術一個開放式 CNC的開放性體現在：提供標準化環(huán)境的基礎平臺，允許不同開發(fā)商所提供不同功能的軟、硬件模塊介入，以構成滿足不同需求的 CNC。3）可縮放性（ Scalability）：指增加和減少系統(tǒng)功能僅表現為特定模塊單元的裝載和卸載。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術2）可移植性（ Portability）：指不同的應用程序模塊可運行于不同供應商提供的系統(tǒng)平臺之上。第五章　數控原理與系統(tǒng)第五章　數控原理與系統(tǒng)數控技術（ 1）開放式 CNC的定義參照 IEEE對開放式系統(tǒng)的規(guī)定：一個真正意義上的開放式數控系統(tǒng)必須具備不同應用程序能協調地運行于系統(tǒng)平臺上的能力，提供面向功能的動態(tài)重構工具，同