【正文】 0 ＋ 6 ＝ 6 0 3 6 4 ＋ 4 ＝ 8 1 6 ＋ 6 ＝ 12 1 2 7 0 ＋ 4 ＝ 4 0 4 ＋ 6 ＝ 10 1 1 8 4 ＋ 4 ＝ 8 1 2 ＋ 6 ＝ 8 1 0( 終點 ) 數(shù)據(jù)采樣插補法 數(shù)據(jù)采樣插補法就是將被加工的一段零件輪廓曲線用一系列首尾相連的微小直線段逼近，如圖 113所示。數(shù)據(jù)采樣插補一般分兩步來完成插補。在每個插補周期內(nèi)，由粗插補計算出坐標(biāo)位置增量值；在每個采樣周期內(nèi)有精插補對反饋位置增量以及插補輸出的指令位置增量值進行采樣，算出跟隨誤差。數(shù)據(jù)采樣插補適用于以直流或交流伺服電動機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中。 通常插補周期 Ts必須大于插補運算時間與 CPU執(zhí)行其他實時任務(wù) (如顯示 、 監(jiān)控和精插補等 )所需時間之和 。 Ts＝ nTc(n＝ 1， 2， 3， … )。 圓弧插補時，用弦線逼近圓弧造成軌跡誤差，且插補周期與最大半徑誤差，半徑 R和刀具移動速度 F有如下關(guān)系： RFTe8)( 2sr ? 例如，日本 FANUC7M系統(tǒng)的插補周期為 8 ms，美國 AB公司的 7360CNC系統(tǒng)的插補周期為 ms。設(shè)插補周期，則每個插補周期的進給步長為 sFTL ??各坐標(biāo)軸的位移量為 eeeeKYYLLYKXXLLX????????YXOE ( Xe, Ye)Yi ＋ 1YiXiXi ＋ 1Ni? Xi? L? YiNi ＋ 1圖 114 數(shù)據(jù)采樣法直線插補 式中 ,L為直線段長度； K為系數(shù)， 因為 2e2e YXL ?? LLK /??e1ii1iie1ii1iiKYYYYYKXXXXX??????????????因而動點的插補計算公式為 2e2es1ii2e2es1iiYXFTYYYXFTXX?????? 2. 數(shù)據(jù)采樣圓弧插補 圓弧插補的基本思想是在滿足精度要求的前提下 ， 用弦進給代替弧進給 ， 即用直線逼近圓弧 。圓弧插補的要求是在已知刀具移動速度 F的條件下，計算出圓弧段上的若干個插補點，并使相鄰兩個插補點之間的弦長滿足下式： sFTL ??圖 115 用弦進給代替弧進給 YXOE ( Xe, Ye)? L ＝ FTSA ( Xa, Ya)? 如圖 116所示，設(shè)刀具在第一象限沿順時針圓弧運動，圓上點 A(Xi， Yi)為刀具當(dāng)前位置， B(Xi＋ 1， Yi＋ 1)為刀具插補后到達的位置，需要計算的是在一個插補周期內(nèi)， X軸和 Y軸的進給增量△ X＝ Xi＋ 1－ Xi和△ Y＝ Yi＋ 1－ Yi。 AP為圖上過 A點的切線， M為 AB弦中點， 。圓心角具有下列關(guān)系： ABOM ?AFME ? ??? ??? i1i圖 116 數(shù)據(jù)采樣法順圓插補 YOXYi ＋ 1YdYiXiXi ＋ 1CDA ( Xi, Yi)EFPMH??i ＋ 1?i?B ( Xi ＋ 1, Yi ＋ 1)其中 為進給弦 AB所對應(yīng)的角度增量。由于式中和都是未知數(shù)，難以求解，這里采用近似算法。 ，即 )245sin()245cos()2sin()2cos(taniiii????????fYfXfYfX??? 由于每次進給量很小 ， 所以在整個插補過程中 ， 這種近似是可行的 。 由上式可求出 所以可得 ?cosfX ??又由式 2)2(iiYYXXXY???????便可求得 △ Y。 在這里需要說明的是 ， 由于取 α ≈ 45176。 除上述的插補方法之外，還有多種插補方法，如比較積分法、直接函數(shù)運算法、時差法等，并且它們都在不斷地發(fā)展和完善中。而用戶總是按零件輪廓編制加工程序，為了加工所需的零件輪廓，刀具中心必須向零件的外側(cè)或內(nèi)側(cè)偏移一個偏置量 r(粗加工時，其偏置量是刀具半徑與加工裕量之和 )。根據(jù)零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，數(shù)控裝置能實時自動生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補償功能。 圖 118 刀具半徑補償?shù)墓ぷ鬟^程 刀 具 中 心 軌 跡編 程 軌 跡刀 補 進 行刀 補 撤 消起 刀 點刀 補 建 立 (1) 刀補建立 。 在該過程中不能進行零件加工 。 刀具中心軌跡 (圖 118中的虛線 )與編程軌跡 (圖 518中的實線 )始終偏離一個刀具偏置量的距離 。刀具撤離工件，使刀具中心軌跡終點與編程軌跡的終點 (如起刀點 )重合 (圖 118中的粗虛線 )。同樣，在該過程中不能進行零件加工。其算法簡單，實現(xiàn)容易，如圖 117所示。其次，在內(nèi)輪廓加工時，要由程序員人為地編進一個輔助加工的過渡圓弧，如圖 117中的圓弧 AB。這些缺點限制了該方法在一些復(fù)雜的，要求較高的數(shù)控系統(tǒng) (例如仿型數(shù)控系統(tǒng) )中的應(yīng)用。這就是 C功能刀具半徑補償 (簡稱 C刀補 )。 兩種刀補的處理方法有很大的區(qū)別： B刀補法在確定刀具中心軌跡時，采用的是讀一段，算一段，再走一段的處理方法。對于給定的加工輪廓軌跡來說，當(dāng)加工內(nèi)輪廓時，為了避免刀具干涉，合理地選擇刀具的半徑以及在相鄰加工軌跡轉(zhuǎn)接處選用恰當(dāng)?shù)倪^渡圓弧等問題，就不得不靠程序員來處理。 程序段間轉(zhuǎn)接情況分析 1. 直線與直線轉(zhuǎn)接 圖 119是直線與直線轉(zhuǎn)接進行左刀具補償 (G41)的情況 。 圖中編程軌跡為 OA→AF 。圖 (a)為伸長型轉(zhuǎn)接；圖 (b)、圖 (c)為縮短型轉(zhuǎn)接；圖 (d)、圖 (e)為插入型轉(zhuǎn)接。 ～ 360176。 2. 圓弧和圓弧的轉(zhuǎn)接 同直線接直線時一樣 ， 圓弧接圓弧時轉(zhuǎn)接類型的區(qū)分也可通過兩圓的起點和終點半徑矢量的夾角 α 的大小來判斷 。 在圖 521中，當(dāng)編程軌跡為 PA圓弧接 AQ圓弧時，圖中(a)、 (b)、 (c)、 (d)為圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接的四種情況， O1A、 O2A分別為起點和終點的半徑的矢量，若為 G41(左 )刀補， α 角將為 ∠ GAF，即 α ＝ ∠ XO2A－ ∠ XO1A＝ ∠ XO2A－ 90176。 )＝ ∠ GAF 圖 121 G41圓弧接圓弧的轉(zhuǎn)接情況 YXYXXYYXOPACFQGO1O2刀 具 中 心 軌 跡編 程 軌 跡?(a)YYYYYYYYYYYYXXXXXXXXXXXXBCAPQFO1O2DG?(c)O2OO1PABCDGQF?(d)(b)O1OPA?GQFO2C ?O 3. 直線和圓弧的轉(zhuǎn)接 圖 121還可以看做是直線與圓弧的轉(zhuǎn)接 ， 亦即G41G01/G41G02(OA 直 線 接 AQ 圓弧 ) 和G41G02/G41G01(PA圓弧接 AF直線 )。 按以上分析可知，以刀具補償方向、等效規(guī)律及α 角的變化三個條件，各種軌跡間的轉(zhuǎn)接形式分類是不難區(qū)分的。 (2) 讀入 AB， 因為矢量夾角 ∠ OAB＜ 90176。 (3) 讀入 BC，因為矢量夾角 ∠ ABC＜ 90176。 (4) 讀入 CD， 因為矢量夾角 ∠ BCD＞ 180176。 (5) 讀入 DE(假定有撤消刀補的 G40命令 )， 因為矢量夾角 90176。 ， 盡管是刀補撤消段 ， 由圖 520(d)可知 ， 該段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是伸長型 ， 則計算出 g、h點的坐標(biāo)值 ， 然后輸出直線段 fh、 gh、 hE。刀具補償計算時，首先要判斷矢量夾角 α 的大小，然后決定過渡方式和求算交點坐標(biāo)。 加工過程中的過切判別原理 1. 直線加工時的過切判別 如圖 523所示，當(dāng)被加工的輪廓是直線段時，若刀具半徑選用過大，就將產(chǎn)生過切削現(xiàn)象。當(dāng)讀入編程軌跡 CD時，就要對上段軌跡 BC進行修正，確定刀具中心應(yīng)從 B′ 點移到 C′ 點。 在直線加工時 ， 是否會產(chǎn)生過切削 ， 可以簡單地通過編程矢量與其相對應(yīng)的刀具中心矢量的標(biāo)量積的正負(fù)來進行判別 。 則標(biāo)量積 BC B′ C′ ＜ 0(即 90176。 )時，刀具就要背向編程軌跡移動，造成過切削。 ，所以必定產(chǎn)生過切削。 針對圖 524(a)的情況，通過分析可知，只有當(dāng)圓弧加工的命令為 G41G03(圖示的加工方向 )或 G42G02(圖示的相反方向 )時，才會產(chǎn)生過切削現(xiàn)象。分析這兩種情況，可得到刀具半徑大于所需加工的圓弧半徑時的過切削判別流程，如圖 524(b)。 52 欲加工直線的起點在坐標(biāo)原點 O(0， 0)， 終點 E的坐標(biāo)分別為 E′ (9， 4)、E″ (5， 10)。 53 欲加工第一象限逆圓 AE， 起點 A(5， 0)， 終點 E(0， 5)。 54 什么是刀具半徑補償 ？ 其執(zhí)行過程如何 ？ 55 刀具半徑補償常用的方法有哪些 ？ C刀補法有什么特點 ？ 56 程序段間的轉(zhuǎn)接方式有哪幾種？各在什么情況下發(fā)生？ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH