【正文】 A（ Xe， Ye），加工點為 m（ Xm， Ym）則點 m相對于直線 OA有如圖所示的三種情況。 （一） 逐點比較法 其基本思想是：走一步看一步；每走一步都要將加工點的瞬時坐標與給定軌跡相比較，決定下一步的走向。脈沖增量插補算法主要應(yīng)用在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中。 一、 脈沖脈沖 插補 脈沖增量插補為行程增量插補。 插補原理 插補 是指在一條已知起點和終點的曲線上進行數(shù)據(jù)點的密化。 10 四、微型機數(shù)控系統(tǒng)的特點 （ 1）較高的維修性和高可靠性； （ 2）環(huán)境適應(yīng)性強； （ 3）控制的實時性； （ 4）較完善的輸入輸出通道； （ 5）較豐富的軟件； （ 6）適當?shù)挠嬎憔群瓦\動精度。 啟動診斷 是指 CNC系統(tǒng)在每次從通電至正常運行狀態(tài)前 ， 診斷程序通過掃描自動檢查系統(tǒng)硬件 、 軟件及有關(guān)外設(shè)是否正常 在線診斷程序 是指在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)中 ， 診斷程序在線掃描檢查 CNC系統(tǒng)本身以及各外設(shè) 。 9 （五）系統(tǒng)管理程序 為數(shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務(wù)的各個程序均由系統(tǒng)管理程序進行調(diào)度，因此他是實現(xiàn) CNC系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件。 （四）速度控制程序 速度控制程序 的目的就是控制脈沖分配的速度，即根據(jù)給定的速度代碼，控制插補運算的頻率，以保證各軸按預(yù)定的速度運行。 數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具半徑補償、速度計算以及輔助功能的處理等。在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，如發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。 （ 2）譯碼。 7 (1) 輸入。 （二）輸入數(shù)據(jù)處理程序 輸入數(shù)據(jù)處理程序?qū)⑤斎氲牧慵庸こ绦蛴脴藴蚀a表示的加工指令和數(shù)據(jù)進行翻譯、處理成為計算機能識別的語言。 6 三、數(shù)控系統(tǒng)軟件 數(shù)控系統(tǒng)軟件 是根據(jù)機床零件加工的實際需要而編寫的控制程序。 （三）輸入、輸出通道（又稱接口） 輸入、輸出通道是微型機與機床之間的聯(lián)系通道，通過它微型機向機床發(fā)送控制命令，并從機床上讀取加工信息。 輸入設(shè)備有鍵盤、紙帶輸入機（光電閱讀機）。 內(nèi)存儲器（內(nèi)存）是微型機存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它與CPU直接交換信息，內(nèi)存儲器分為只讀存儲器（ ROM）和隨機存儲器（ RAM）。 (一 ) 微型機 微型機是 CNC裝置的核心 , 主要由微處理器、存儲器、輸入輸出通道及聯(lián)系這三者的總線（數(shù)據(jù)總線、控制總線、地址總線）等組成。 6. 微機開放式 CNC系統(tǒng)。 4. 32位 CPU, 可控 15軸 , 分辨率達 0. 1μm, 進給速度24m/min, 可帶前饋控制的交流數(shù)字伺服 , 智能化系統(tǒng)。 第五代：分 6個階段： 2. 超大規(guī)模集成電路，大容量存儲器，有可編程和遙控接口。 第 Ⅱ 類： 軟件數(shù)控（ CNC） 第四代： 內(nèi)裝小型計算機，中小規(guī)模集成電路。 第二代： 晶體管、數(shù)字電路（分立元件）。1 第三章 計算機數(shù)字控制系統(tǒng) 一、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 167。 概述 數(shù)控系統(tǒng)按時間來劃分可以分為兩類五代： 第 Ⅰ 類： 硬件數(shù)控（ NC） 第一代： 電子管、繼電器、模擬電路。 第三代： 集成數(shù)字電路。 2 1. 微處理器數(shù)控系統(tǒng)，內(nèi)裝微處理器，字符顯示、故障自診斷。 3. 人機對話 , 動態(tài)圖形顯示 , 實施軟件精度補償 , 適應(yīng)于機床的無人化要求。 5. 64位系統(tǒng)。 3 二、數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成 圖 31 數(shù)孔系統(tǒng)的硬件組成框圖 4 計算機數(shù)控系統(tǒng)的硬件由微型機、外部設(shè)備、位置控制和位置檢測、輸入輸出接口和操作面板組成。 微處理器是微型算機中的運算器及控制部件，它是微型機的核心，稱為中央處理單元（ CPU）。 5 （二）外部設(shè)備 微機數(shù)控系統(tǒng)的外部設(shè)備包括人機通信設(shè)備，輸入、輸出設(shè)備和外存儲器等。 輸出設(shè)備有打印機、記錄儀、數(shù)碼顯示管和 CRT顯示器、紙帶穿孔機。 （四）操作面板 它是操作人員用來與微機數(shù)控系統(tǒng)進行“對話”的設(shè)備?？刂栖浖话阌幸韵聨讉€部分組成： （一）初始化程序 初始化是在數(shù)控裝置合上電源以后，自動地對各有關(guān)接口設(shè)置工作狀態(tài)，對有關(guān)寄存器、存儲單元設(shè)置常數(shù)或清零。它具有輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理三種功能。 向 CNC裝置輸入零件加工程序、控制參數(shù)和補償數(shù)據(jù)。 將零件的輪廓信息和其他的輔助信息等翻譯成計算機內(nèi)部能識別的語言。 （ 3）數(shù)據(jù)處理。 8 （三）插補運算及位置控制程序 插補的任務(wù) 是通過插補計算程序在已知有限信息的基礎(chǔ)上進行“數(shù)據(jù)點的密化”工作，即在起點和終點之間插入一些中間點。 位置控制程序 的主要任務(wù)是在每個采樣周期內(nèi)，將插補計算的理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制進給電機，進而控制工作臺或刀具的位移。 （六）診斷程序 診斷是指 CNC系統(tǒng)利用內(nèi)裝診斷程序進行自診斷，主要有啟動診斷和在線診斷兩種。 只要系統(tǒng)不停電 ， 在線診斷就不會停止 。 11 167。 目前常用的插補方法有：脈沖增量插補和數(shù)據(jù)采樣插補兩類。其特點是每次插補結(jié)束僅產(chǎn)生一個行程增量，以一個個脈沖的方式輸出 ，每插補運算一次，最多給每一軸一個進給脈沖 。 12 脈沖增量插補常用的方法有： 1. 逐點比較法及其改進法； 2. 數(shù)字積分法及其改進法； 3. 數(shù)字脈沖乘法器法。 它是以折線來逼近直線或圓弧曲線的。 eXmXeYmXeXmYeXeYmXmY ???eYmXeXmYmF ??令， 作為直線插補的偏差判別式： 若 Fm=0，表明 m點在直線 OA上； 若 Fm0，表明 m點在直線 OA上方 。 A(Xe,Ye) Y X m(Xm,Ym) m39。 m O 圖 42 直線插補的原理圖 eYmFeYmXeXmYmF??????? 111新偏差為： Xm+1=Xm， Ym+1=Ym+1 eXmFmF ??? 1新偏差為： 15 綜上所述，逐點比較直線插補分四步： 1) 偏差判別：判別 Fm的正負號； 2) 坐標進給：控制 X或 Y坐標進給一步； 3) 新偏差計算： Fm+1； 4) 終點判別：執(zhí)行進給的步數(shù)是否等于要求進給的總步數(shù)。 22222 RmymxRmRmF ?????若 Fm=0，表明 m點在圓弧上 。 m(Xm, Ym) A(Xp, Yp) B(Xe,Ye) X Y R Rm 圖 36 圓弧插補的原理圖 （ 1）插補原理 21 若 Fm＜ 0，應(yīng)向 +Y方向走一步 , Ym+1=Ym+1, Xm+1=Xm 1222 12 11 ????????? mXmFRmYmXmFm(Xm, Ym) A(Xp, Yp) B(Xe,Ye) X Y R Rm 圖 36 圓弧插補的原理圖 12221211?????????mYmFRmYmXmF 終點判別：用 X, Y方向應(yīng)走的總步數(shù)之和 JM。 22 例 2： 插補第一象限逆時針圓弧 AB，起點坐標 X0=6 ， Y0=0終點坐標為 Xe=0 ， Ye=6。 (二 ) 數(shù)字積分法 數(shù)字積分法又稱數(shù)字微分分析法 DDA ，是在數(shù)字積分器的基礎(chǔ)上建立起來的一種插補算法。 28 設(shè)函數(shù) Y=f（ t），如下圖求出曲線下面 t0到 tn區(qū)間的面積，一般應(yīng)用下面的積分公式： 1. 數(shù)字積分器的工作原理 圖