【正文】 在粗插補算出的每一微小直線段的基礎上再作 “數(shù)據(jù)點的密化 ”工作。T， 將輪廓曲線分割為若干條長度為輪廓步長 l 的微小直線段； l＝ F第二步精插補 .第一步粗插補：時間分割，把加工一段直線或圓弧的整段時間細分為許多相等的時間間隔，稱為 插補周期 T。 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)192．數(shù)據(jù)采樣插補 （ 數(shù)據(jù)增量插補、時間分割法 ）特點：數(shù)控裝置產生的是標準二進制字。每個脈沖 使坐標軸產生 1個脈沖當量增量；脈沖數(shù)量 代表位移量；脈沖序列頻率 代表運動速度。 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸出到伺服驅動裝置信號不同，插補方法可歸納為兩大類：1．基準脈沖插補 （或稱脈沖增量插補、行程標量插補等） 2．數(shù)據(jù)采樣插補 （或稱數(shù)據(jù)增量插補、時間標量插補等） 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)181．基準脈沖插補 （ 脈沖增量插補、行程標量插補 ） 特點：數(shù)控裝置向各坐標軸輸出一個基準脈沖序列，驅動進給電機運動。CNC系統(tǒng)一般都有直線插補、圓弧插補兩種基本功能 ?，F(xiàn)代 CNC數(shù)控系統(tǒng) ： 軟件插補或軟、硬件插補結合的方法，由軟件完成粗插補，硬件完成精插補。 硬件插補器插補器分類 軟件插補器及軟 硬件結合插補器 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)16早期 NC數(shù)控系統(tǒng) ： 用硬件插補器，由邏輯電路組成 特點：速度快，靈活性差，結構復雜，成本高。J30Y0G02X0Y30G92F500Y5G01X0l 運動的最小設定單位具有不可再分性電機電機xyo 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)12u插補問題描述 /定義u已知 (輸入 )l G代碼程序描述零件輪廓或刀位軌跡的直線、圓弧 …? 起點、終點 直線? 起點、終點、圓心、方向 圓弧l 進給速度u求解 (輸出 )l 進給伺服系統(tǒng)可以接收的指令? 各軸的增量或速度（ ?x,?y… ）u隱含的限定條件l 指令控制的運動方向限制 (有限自由度 )l 指令控制的運動部件的位移量存在一個最小單位（最小設定單位） 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)13u直線插補問題圖解起點（ 0,0）終點（ 10,5）(電壓 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)9u 插補問題的輸入 已知xyo直線 G92 X0 Y0 G01 X10 Y5 F500Pe(10,5)xyo圓?。?G92 X10 Y30 G01 X0 Y30 F500 G02 X30 Y0 I0 J30Ps(0, 0)Pe(30,0)Ps(0,30) 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)10插補問題的輸出 輸出量的接收者與執(zhí)行者輸出指令接收者輸出指令接收者 伺服驅動單元伺服驅動單元 輸出指令執(zhí)行者輸出指令執(zhí)行者 伺服電機伺服電機 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)11u 插補問題的輸出 隱含限制l 輸出量的形式：脈沖 XY有插補擬合誤差，但脈沖當量?。╬m、 ?m級），插補擬合誤差在加工誤差范圍內。插補的實質 ： “數(shù)據(jù)密化 ”。X100 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)7u 功能l 對用 G代碼 (或其它語言 )表達的加工任務進行解釋、分析、計算，分解為伺服系統(tǒng)可以接收的動作指令，驅動執(zhí)行部件按特定的規(guī)律運動，完成加工任務。Z100Z0G91計算機數(shù)控裝置 概述 CNC裝置的硬件結構 CNC裝置的軟件結構 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn) 國內外典型 CNC系統(tǒng)簡介1 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn) 機床的控制功能需求 插補功能 補償功能 PLC功能 故障診斷功能2 機床的控制功能需求用戶需求功能概述l自動加工控制功能–程序（譯碼、解釋、刀補、插補、運動控制） 【 G\F】–主軸 【 S 】–換刀 【 T\D 】–輔助 【 M 】l手動操作功能 【 用途：調試、對刀 … 】–點動–手搖–回零–干預（修調、暫停） 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)3 機床的控制功能需求用戶需求功能概述l刀具管理功能–壽命管理–刀庫管理l程序 /文件管理功能l故障監(jiān)控 /診斷l(xiāng)通信 /數(shù)據(jù)交換（網(wǎng)絡、 RS232）l人機對話、交互 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)4 機床的控制功能需求用戶需求的技術分類l管理功能–工藝數(shù)據(jù)管理 [刀具 ]–文件程序管理–系統(tǒng)配置管理l控制功能–運動控制–I/O控制l交互功能–人機界面–操作界面–故障診斷 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)5 機床的控制功能需求基本控制功能l運動控制–單軸運動控制（點位、速度）–多軸聯(lián)動控制（路徑 、比例 ）–運動控制用什么語言？lI/O控制–開關量–模擬量–脈沖量–數(shù)字量–I/O(邏輯 )控制用什么語言？ 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)6 插補功能G92數(shù)數(shù) 控控 技技 術術 華中科技大學機械科學與工程學院第 3章 X0G01F200G01程序數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)位移指令速度指令?X?YFxFy插補問題的描述 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)8插補的基本概念插補 ：零件輪廓線型已知點，進給速度、刀具參數(shù)、進給方向等，計算出中間點坐標值 。刀具或工件的移動軌跡是小線段構成的折線，用折線逼近輪廓線型。脈沖當量 ：刀具或工件能移動的最小位移量。電流 )G92Y0X10問題描述：如何協(xié)調并控制兩個坐標軸 X， Y的運動，使得刀具能相對工件從起點沿直線運動到終點 .xy 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)14u圓弧插補問題圖解起點（ 0,30） X10G01Y30F500X30I0問題描述：如何協(xié)調并控制兩個坐標軸 X， Y的運動，使得刀具能相對工件從起點沿圓弧運動到終點 .終點（ 30, 0）xyo 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)15 插補方法的分類 插補器： 數(shù)控裝置中完成插補運算工作的 裝置或程序。CNC數(shù)控系統(tǒng) ： 軟件插補器，由微處理器組成，由計算機程序完成各種插補功能； 特點：結構簡單，靈活易變，速度較慢。 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)17粗插補 用軟件方法，將加工軌跡分割為線段，精插補 用硬件插補器，將粗插補分割的線段進一步密化數(shù)據(jù)點。 一些高檔 CNC系統(tǒng)，已出現(xiàn)螺旋線、拋物線、漸開線、正弦線、樣條曲線和球面螺旋線插補等功能。運算簡單，易用硬件電路實現(xiàn)，運算速度快。適用步進電機驅動的、中等精度或中等速度要求的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采樣插補的精插補基準脈沖插補的具體方法很多 ： 逐點比較法、數(shù)字 積分法 、比較積分法、數(shù)字脈沖乘法器法、最小偏差法、矢量判別法、單步追蹤法、直接函 數(shù)法等。插補運算分兩步完成：第一步粗插補 。在每個 T內，計算輪廓步長 l＝ FT 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)20第二步精插補： 數(shù)控裝置通過檢測裝置定時對實際位移采樣，根據(jù)采樣周期的大小，采用直線的基準脈沖插補，在輪廓步長內插入若干點。 一般將粗插補運算稱為插補，由軟件完成；精插補可由軟件、硬件實現(xiàn)。對 直線插補 ， 不會造成軌跡誤差 。 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)22舍去高階無窮小，得 ：內接弦線 Rl/2=FT/2R? R?R+?l/2=FT/2割線F：進給速度 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)23割線逼近時計算復雜，應用較少 。＜ 1個脈沖當量，所以： F、 R一定時， T越短， ? 越小。當 ? 、 T確定后，根據(jù) R選擇 F，保證 ? 不超過允許值。數(shù)據(jù)采樣插補方法很多： 直線函數(shù)法、擴展數(shù)字積分法 、二階遞歸擴展數(shù)字積分法、雙數(shù)字積分插補法等。計算在一個插補周期內 △ x、 △ y 、 △ z 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)26 逐點比較法 開環(huán)數(shù)控機床，實現(xiàn)直線、圓弧、其他二次曲線（橢圓、拋物線、雙曲線等）插補。原理：每進給一步完成 4個工作節(jié)拍：坐標進給坐標進給偏差判別偏差判別 新偏差計算新偏差計算 終點比較終點比較 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)271. 逐點比較法的直線插補圖解xy(10,5)右側(0,0)左側 典型數(shù)控功能原理及實現(xiàn)281. 逐點比較法的直線插補算法xy(10,5)(0,0)p5(3,2)p6(4,2)p7(5,2)起點 (0,0)終點 (10,5)中間點：P1(0,1)