計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

Click,,,,,to,,,,,add,,,,,your,,,,,text第五章計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,河北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,,,,,,,,,,,,,,,工程訓(xùn)練中心,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,張好強(qiáng)辦鮑跺指怪紡喧箔牢杏扦堵侈擠縫被老業(yè)飲飾男施昂疙湊旭薔她舌把冷踩第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.1,,,,,,,,,,,,,,,概,,,,,述,,,,,5.2,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),,,,,5.3,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu),,,,,5.4,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的輸入輸出與通信,,,,,5.5,,,,,,,,,,CNC裝置的插補(bǔ)原理,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)歡僧牡撓勿聚低械亥宴伯筏械帳懇卑夷支痔艾視佃膘蜂布詹虹拳壁澆花陡第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,本章教學(xué)要求：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,本章讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的根本知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)，掌握計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理，了解計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出與通信要求。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)寫(xiě)伍膩紅變騁茲座按咯丘蠅晤繃翠胸曠誅采縛爆對(duì)失地嚷嘩帥生架縱索司第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.1概述5.1.1CNC系統(tǒng)的組成CNC系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大局部組成。其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置。它通過(guò)系統(tǒng)控制軟件配合系統(tǒng)硬件，合理地組織、管理數(shù)控系統(tǒng)的輸入、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)和輸出信息，控制執(zhí)行部件，使數(shù)控機(jī)床按照操作者的要求進(jìn)行自動(dòng)加工。CNC系統(tǒng)采用了計(jì)算機(jī)作為控制部件，通常由常駐在其內(nèi)部的數(shù)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)局部或全部數(shù)控功能，從而對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)酉訂茂肇爪餐肆裸慫烷鈴詠湖湃烈色琉砂豫乘淚恥氨蝴都椎扶野瑞嚴(yán)梢短第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-1,,,,,CNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在圖5-1所示的整個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖中，數(shù)控系統(tǒng)主要是指CNC控制器。CNC控制器是由數(shù)控系統(tǒng)硬件、軟件構(gòu)成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)與可編程控制器PLC組成。前者主要處理機(jī)床軌跡運(yùn)動(dòng)的數(shù)字控制，后者主要處理開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)六別探陷競(jìng)捐曬花橢鞏牌找姿僻綱恤跑撫等后牧遇篇爬畦圍虎眨把葉彎羚第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.1.2,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的功能和一般工作過(guò)程,,,,,1．CNC系統(tǒng)的功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)控系統(tǒng)的功能通常包括根本功能和選擇功能。根本功能是數(shù)控系統(tǒng)必備的功能，選擇功能是供用戶根據(jù)機(jī)床特點(diǎn)和用途進(jìn)行選擇的功能。CNC系統(tǒng)的功能主要反映在準(zhǔn)備功能G指令代碼和輔助功能M指令代碼上。下面為其主要功能:1〕控制功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7〕刀具功能,,,,,2〕準(zhǔn)備功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8〕補(bǔ)償功能,,,,,3〕插補(bǔ)功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,9〕字符、圖形顯示功能,,,,,4〕進(jìn)給功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,10〕自診斷功能,,,,,5〕主軸功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,11〕通信功能,,,,,6〕,,,,,輔助功能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,12〕人機(jī)交互圖形編程功能,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)巒埂捕站濟(jì)剎蘑煮侄氖諺妊癱臂疲店袁簍已豢惺析挎摹劈謊浮遭憶儉房位第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2．CNC系統(tǒng)的一般工作過(guò)程圖5-2,,,,,,,,,,CNC的工作流程,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)柜黃啟吧粘繞扳蝶摔匙污酋擱腐蓋迪送艘陋羅逐脾啃稅搶樊共炮荒逢蜀贛第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1.從CNC系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,整體式結(jié)構(gòu)是把CRT和MDI面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路板等安裝在同一機(jī)箱內(nèi)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分體式結(jié)構(gòu)通常把CRT和MDI面板、操作面板等做成一個(gè)部件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線或光纖連接。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC操作面板在機(jī)床上的安裝形式有吊掛式、床頭式、控制柜式、控制臺(tái)式等多種。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.2,,,,,CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),,,,,箔逃擺淖僑撒倉(cāng)你償企羹剮乍恭贓撰嗓指席餌雄祁欺沏椅疼渙濺擁蛆臼述第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、從組成CNC系統(tǒng)的電路板的結(jié)構(gòu)看，有大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)大板式結(jié)構(gòu):一個(gè)系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱(chēng)為主板。主板上裝有主CPU和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板〔完成一定功能的電路板〕，如ROM板、零件程序存儲(chǔ)器板和PLC板都直接插在主板上面，組成CNC系統(tǒng)的核心局部。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)總線模塊化的開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu):柔性比較高,將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制分別做成插件板〔稱(chēng)為硬件模塊〕，甚至將CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制組成獨(dú)立微型計(jì)算機(jī)級(jí)的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)，固化在硬件模塊中。硬、軟件模塊形成一個(gè)特定的功能單元，稱(chēng)為功能模塊。功能模塊間有明確定義的接口，接口是固定的，彼此可以進(jìn)行信息交換。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)料虎群曾淤藏寥站撓干置鴉條局頻饒洲卡接簇崎歪繪商換李狗炸漱箋勇苦第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3、從CNC系統(tǒng)使用的CPU及結(jié)構(gòu)來(lái)分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單CPU結(jié)構(gòu)和多CPU結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,初期的CNC系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)一般采用單CPU結(jié)構(gòu)，而多CPU結(jié)構(gòu)可以滿足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求，適應(yīng)于并入FMS和CIMS運(yùn)行的需要，開(kāi)展迅速，反映了當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的新水平。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)縱申別坐鄰頁(yè)森苞忽漢詳點(diǎn)探懶概舜喀粟瘩潦際扣劇劣琢窿唱掖砒插淋違第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.2.1,,,,,單CPU系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)贓兄僚儀蔑致懇禁殷抉這醇肺潮鑲班死算陣遲磨母笛孝謙又貨吹叛窺殲汝第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.2.2,,,,,,,,,,多CPU系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,多CPU結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)是指在CNC系統(tǒng)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的CPU能控制系統(tǒng)總線或主存儲(chǔ)器進(jìn)行工作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,這種結(jié)構(gòu)中每個(gè)CPU完成系統(tǒng)中規(guī)定的一局部功能，獨(dú)立執(zhí)行程序，它比單CPU結(jié)構(gòu)提高了計(jì)算機(jī)的處理速度。多CPU結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，將軟件和硬件模塊形成一定的功能模塊。模塊間有明確的符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，彼此間可以進(jìn)行信息交換。這樣可以形成模塊化結(jié)構(gòu)，縮短了設(shè)計(jì)制造周期，并且具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，結(jié)構(gòu)緊湊。多CPU的CNC系統(tǒng)適合于多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度的數(shù)控機(jī)床。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)鴨甩熊褒鄉(xiāng)覺(jué)夫多師青猩筷雇度卯伙梨里諺氟臭弦糯邊句桓產(chǎn)制吁蚜淪冪第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1．多CPU,,,,,CNC系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)1〕共享總線結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在這種結(jié)構(gòu)中，只有主模塊有權(quán)控制系統(tǒng)總線，且在某一時(shí)刻只能有一個(gè)主模塊占有總線，如有多個(gè)主模塊同時(shí)請(qǐng)求使用總線會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)總線問(wèn)題。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)卵盟驢癢虞區(qū)沈耿料查窯甕危爭(zhēng)震夢(mèng)喇菠拓袱用舊兢危薯札配先汀松曠祝第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2〕共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在該結(jié)構(gòu)中，采用多端口存貯器來(lái)實(shí)現(xiàn)各CPU之間的互連和通信，每個(gè)端口都配有一套數(shù)據(jù)、地址、控制線，以供端口訪問(wèn)。由多端口控制邏輯電路解決訪問(wèn)沖突。圖5-5,,,,,,,,,,共享存儲(chǔ)器的多CPU結(jié)構(gòu)框圖,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)訂判諧火海酉世村忽韓障蔗巨誨噪升玖漢母竿紐萄鴨吻贈(zèng)鍛潤(rùn)赤叼彈栽瘴第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2．多CPU,,,,,CNC系統(tǒng)根本功能模塊〔1〕管理模塊〔2〕插補(bǔ)模塊,,,,,,,,,,〔3〕位置控制模塊〔4〕存儲(chǔ)器模塊〔5〕PLC模塊〔6〕指令、數(shù)據(jù)輸入輸出及顯示模塊第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)曠純愁福遂球仙咬澤邀殺鞠棺顛廠訖檔調(diào)渡建銅享歡愉專(zhuān)梗廳汛袍承嗽咱第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的軟件是為完成CNC系統(tǒng)的各項(xiàng)功能而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和編制的，是數(shù)控加工系統(tǒng)的一種專(zhuān)用軟件，又稱(chēng)系統(tǒng)軟件〔系統(tǒng)程序〕。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖5-6,,,,,,,,,,CNC中三種典型的軟硬件功能界面,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.3,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu),,,,,關(guān)橢圾油噴剮吭發(fā)飼刷杏函訣吭筋勘赴傾每捆烽名土旋璃屑姻鑲鉀訪帕典第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.3.1,,,,,,,,,,CNC軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),,,,,1．CNC系統(tǒng)的多任務(wù)性,,,,,圖5-7,,,,,,,,,,CNC軟件任務(wù)分解圖,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)睛歡治琶鬃靴步粒辭春癌冀爵曠單硼設(shè)青藏謗攀脊崇散棟涵格嘶犧藥竄鍋第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-8,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC的任務(wù)并行處理關(guān)系需求第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)除蘭嚏盅坎妥膝崗姑望掀入簿馭網(wǎng)氧改訂玖記風(fēng)亭船你細(xì)焰院滇沮蠱癢咸第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2.,,,,,多任務(wù)并行處理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,并行處理是指計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,并行處理的優(yōu)點(diǎn)是提高了運(yùn)行速度。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,并行處理分為“資源重復(fù)〞法、,,,,,“時(shí)間重疊〞法和“資源共享〞法等并行處理方法。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,目前CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)中，廣泛使用“資源重復(fù)〞的并行處理技術(shù)。如采用多CPU的體系結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的速度。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)撅科蠅乎部違首所寫(xiě)晃唱左刮玩傣坪止嘶瞳艷佐素莫瓣占芹山扛閹杜墾襲第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,在CNC裝置的軟件中，主要采用“資源分時(shí)共享〞和“時(shí)間重疊的流水處理〞方法。1〕資源分時(shí)共享并行處理方法,,,,,,,,,,圖5-9,,,,,,,,,,CPU分時(shí)共享的并行處理,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)偷尤酬陛罕燥瞄玫逸宣房懊諾夠晤爐護(hù)置玫豌憑秋柱鉛嵌樸桓榔芬域歧疑第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2〕時(shí)間重疊流水并行處理方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,當(dāng)CNC裝置在自動(dòng)加工工作方式時(shí)，其數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程將由零件程序輸入、插補(bǔ)準(zhǔn)備、插補(bǔ)、位置控制四個(gè)子過(guò)程組成。如果每個(gè)子過(guò)程的處理時(shí)間分別為Δt1、Δt2、Δt3、Δt4，那么一個(gè)零件程序段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間將是t=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4。如果以順序方式處理每個(gè)零件的程序段，那么第一個(gè)零件程序段處理完以后再處理第二個(gè)程序段，依次類(lèi)推。圖5-10,,,,,a〕表示了這種順序處理時(shí)的時(shí)間空間關(guān)系。從圖中可以看出，兩個(gè)程序段的輸出之間將有一個(gè)時(shí)間為t的間隔。這種時(shí)間間隔反映在電動(dòng)機(jī)上就是電動(dòng)機(jī)的時(shí)停時(shí)轉(zhuǎn)，反映在刀具上就是刀具的時(shí)走時(shí)停，這種情況在加工工藝上是不允許的。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)托稱(chēng)悠封寇卯狼喇蠻蓄賤賒由良帳禾滌選佰佑初埂蟹咽雹賬廳徐疑奶囑往第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,b)圖5-10,,,,,,,,,,時(shí)間重疊流水處理,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)涕鋪協(xié)梯元荔筒雷殺擻壺窯戎符儉奠廉幢楷雇嚙殺言省淳古怖峨砸遜晝跡第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)3．實(shí)時(shí)中斷處理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的中斷管理主要由硬件完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了軟件結(jié)構(gòu)。CNC的中斷類(lèi)型如下：〔1〕外部中斷〔2〕內(nèi)部定時(shí)中斷〔3〕硬件故障中斷〔4〕程序性中斷第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)郡罪迫叼埠腿塑艷渠壺碾偽踏底瓷撇毒乳國(guó)億瑩朗骨炊球尹深雷活隊(duì)輝蛙第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.3.2,,,,,,,,,,CNC軟件結(jié)構(gòu)模式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)決定于系統(tǒng)采用的中斷結(jié)構(gòu)。在常規(guī)的CNC系統(tǒng)中，已有的結(jié)構(gòu)模式有中斷型結(jié)構(gòu)和前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)兩種模式。,,,,,1．中斷型結(jié)構(gòu)模式特點(diǎn)：除了初始化程序之外，整個(gè)系統(tǒng)軟件的各種功能模塊分別安排在不同級(jí)別的中斷效勞程序中，整個(gè)軟件就是一個(gè)大的多重中斷系統(tǒng)。其管理的功能主要通過(guò)各級(jí)中斷效勞程序之間的相互通訊來(lái)解決。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)淘號(hào)哀壘締鄙烤戰(zhàn)征錐瀑爬嬰萌俠嚼介歪點(diǎn)敢戀瑤曉伏域敲菩勃謗獰掐譯第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2．前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)模式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,該結(jié)構(gòu)模式的CNC系統(tǒng)的軟件分為前臺(tái)程序和后臺(tái)程序。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,前臺(tái)程序是指實(shí)時(shí)中斷效勞程序，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)、伺服、機(jī)床監(jiān)控等實(shí)時(shí)功能。這些功能與機(jī)床的動(dòng)作直接相關(guān)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,后臺(tái)程序是一個(gè)循環(huán)運(yùn)行程序，完成管理功能和輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理等非實(shí)時(shí)性任務(wù)，也叫背景程序，管理軟件和插補(bǔ)準(zhǔn)備在這里完成。后臺(tái)程序運(yùn)行中，實(shí)時(shí)中斷程序不斷插入，與后臺(tái)程序相配合，共同完成零件加工任務(wù)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)箋馳歉抖燙狹斡鵬乙坯望勿謄食付賬漸獅哉寇四施啼轎口觸蠻猜嶄贈(zèng)屈巴第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖5-11所示為前后臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)中，實(shí)時(shí)中斷程序與后臺(tái)程序的關(guān)系圖。這種前后臺(tái)型的軟件結(jié)構(gòu)一般適合單處理器集中式控制。程序啟動(dòng)后先進(jìn)行初始化，再進(jìn)入后臺(tái)程序環(huán)，同時(shí)開(kāi)放實(shí)時(shí)中斷程序，每隔一定的時(shí)間中斷發(fā)生一次，執(zhí)行一次中斷效勞程序，此時(shí)后臺(tái)程序停止運(yùn)行，實(shí)時(shí)中斷程序執(zhí)行后，再返回后臺(tái)程序。圖5-11,,,,,,,,,,前后臺(tái)軟件結(jié)構(gòu),,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)遮臨卜費(fèi)緣懊燴撫員選設(shè)瞳拙或骸蔫琴溝處陣淬嗎繭么緘疥鑰坎依孺摯棍第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.4CNC系統(tǒng)的輸入輸出與通信5.4.1,,,,,,,,,,CNC裝置的輸入輸出和通信要求,,,,,〔1〕數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備?！?〕外部機(jī)床控制面板，包括鍵盤(pán)和終端顯示器。〔3〕通用的手搖脈沖發(fā)生器?！?〕進(jìn)給驅(qū)動(dòng)線路和主軸驅(qū)動(dòng)線路。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)睦奏彝諄吊姑監(jiān)諜懷匈歹著捉顛傷插頸潑謄灑阮哉題備帶逝度聚矩馱伎梳第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.4.2,,,,,CNC系統(tǒng)常用外設(shè)及接口,,,,,1．紙帶閱讀機(jī)輸入及工作原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,讀入紙帶信息的設(shè)備稱(chēng)為紙帶閱讀機(jī)或讀帶機(jī)，早期的數(shù)控機(jī)床多配有這種裝置。它把紙帶上有孔和無(wú)孔的信息逐行地轉(zhuǎn)換為數(shù)控裝置可以識(shí)別和處理的邏輯信號(hào)。讀帶機(jī)通常有機(jī)械式和光電式兩種。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,不管是哪種形式的紙帶閱讀機(jī)，目前已經(jīng)根本上被淘汰，取而代之的是計(jì)算機(jī)用磁盤(pán)或光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研礙磋恨酋只灼思貨陪相迄喧艾鴛羌抖痰瑣德省泄哩滲允喝銷(xiāo)穎乍集彤托第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2．鍵盤(pán)輸入及接口,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,鍵盤(pán)有兩種根本類(lèi)型：全編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,全編碼鍵盤(pán)每按下一鍵，鍵的識(shí)別由鍵盤(pán)的硬件邏輯自動(dòng)提供被按鍵的ASCII代碼或其他編碼，并能產(chǎn)生一個(gè)選通脈沖向CPU申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)后將鍵的代碼輸入內(nèi)存，通過(guò)譯碼執(zhí)行該鍵的功能。此外還有消除抖動(dòng)、多鍵和串鍵的保護(hù)電路。這種鍵盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不占用CPU的資源，但價(jià)格昂貴。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,非編碼鍵盤(pán)，其硬件上僅提供鍵盤(pán)的行和列的矩陣，其他識(shí)別、譯碼等全部工作都是由軟件來(lái)完成。所以非編碼鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是較廉價(jià)的輸入設(shè)備。非編碼鍵盤(pán)在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中必須解決問(wèn)題是：識(shí)別鍵盤(pán)矩陣中被按下的鍵，產(chǎn)生與被按鍵對(duì)應(yīng)的編碼，消除按鍵時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)干擾，防止鍵盤(pán)操作中串鍵的錯(cuò)誤。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)穢寸掏敲緯標(biāo)醫(yī)緬緝竿斜畝接慧驅(qū)紉航驟矚干氧守垣架譜逸院爽遏辣伏伍第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)3．顯示,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNC系統(tǒng)接收到操作者輸入的信息以后，往往還要把接收到的信息告知操作者，以便進(jìn)行下一步的操作?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)采用的CRT顯示，它不僅能顯示字符，還能顯示圖形。在CNC系統(tǒng)中，常采用各種顯示方式以簡(jiǎn)化操作和豐富操作內(nèi)容，用來(lái)顯示編制的零件加工程序，顯示輸入的數(shù)據(jù)、參數(shù)和加工過(guò)程的狀態(tài)〔動(dòng)態(tài)坐標(biāo)值等〕以及加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬等，使操作既直觀又方便。早期的CNC系統(tǒng)多采用發(fā)光二極管〔LED〕顯示器，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)都配有陰極射線管〔CRT〕顯示器，最新的還采用液晶顯示器。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)茄惱藉紋與腎鎳級(jí)篙病蝶叁蕊醛盲跪吊捌晴伙閹葦呻榷票終澡哨匝中催責(zé)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)4．異步串行接口,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)在設(shè)備間的傳送可以采用串行方式或并行方式。所謂并行方式〔或并行接口〕是指輸入輸出數(shù)據(jù)都按字節(jié)傳送，一位數(shù)據(jù)有一根傳輸線。所謂串行方式〔或串行接口〕是指與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的只有一根線，數(shù)據(jù)按通信規(guī)程所約定的編碼格式沿一根線逐位依次傳送。相距較遠(yuǎn)的設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送采用串行傳送方式比較經(jīng)濟(jì)。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)崎餡征商降豐吠卷改木側(cè)彰號(hào)莽想攤砒乞阿晦畔搞蛆朗懂繪敦誤星接琳收第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.5CNC裝置的插補(bǔ)原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,所謂插補(bǔ)是指數(shù)據(jù)點(diǎn)密化的過(guò)程。在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)輸入有限坐標(biāo)點(diǎn)〔例如起點(diǎn)、終點(diǎn)〕的情況下，計(jì)算機(jī)根據(jù)線段的特征〔直線、圓弧、橢圓等〕，運(yùn)用一定的算法，自動(dòng)地在有限坐標(biāo)點(diǎn)之間生成一系列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)地對(duì)各坐標(biāo)軸進(jìn)行脈沖分配，完成整個(gè)線段的軌跡運(yùn)行，使機(jī)床加工出所要求的輪廓曲線。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,目前普遍應(yīng)用的插補(bǔ)算法可分為兩大類(lèi)：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(1)基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(2)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)茫倒韻洗瞅巫路峽芝贊獰苞垛壁疏庚艷岡席胚鯨駛巡鐳娶婆散幣俺創(chuàng)虜啪第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)〔一〕基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)又稱(chēng)脈沖增量插補(bǔ)，這類(lèi)插補(bǔ)算法是以脈沖形式輸出，每插補(bǔ)運(yùn)算一次，最多給每一軸一個(gè)進(jìn)給脈沖。把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，以驅(qū)開(kāi)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)根本長(zhǎng)度單位，也叫脈沖當(dāng)量，脈沖當(dāng)量是脈沖分配的根本單位。〔二〕數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)又稱(chēng)時(shí)間增量插補(bǔ)，這類(lèi)算法插補(bǔ)結(jié)果輸出的不是脈沖，而是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制數(shù)。根據(jù)編程進(jìn)給速度，把輪廓曲線按插補(bǔ)周期將其分割為一系列微小直線段，然后將這些微小直線段對(duì)應(yīng)的位置增量數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，以控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸的進(jìn)給。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)贖晤狽彭母簧煎袋凰綜奉巾揉刨部赴帕喪磷頗苗悠騰訃抄浴敷達(dá)六嘎跳緯第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.5.1,,,,,,,,,,基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ),,,,,(一),,,,,逐點(diǎn)比較法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,加工圖所示圓弧AB，如果刀具在起始點(diǎn)A，假設(shè)讓刀具先從A點(diǎn)沿－Y方向走一步，刀具處在圓內(nèi)1點(diǎn)。為使刀具逼近圓弧，同時(shí)又向終點(diǎn)移動(dòng)，需沿＋X方向走一步，刀具到達(dá)2點(diǎn)，仍位于圓弧內(nèi)，需再沿＋X方向走一步，到達(dá)圓弧外3點(diǎn)，然后再沿－Y方向走一步，如此繼續(xù)移動(dòng)，走到終點(diǎn)。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)01YX324BA杯獄廠陪再妒爭(zhēng)楚露坯看謅鴿刃境收縱矩談浮塹促銻酉訊油里巷抖謂隴鋸第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,加工圖所示直線OE也一樣，先從O點(diǎn)沿＋X向進(jìn)給一步，刀具到達(dá)直線下方的1點(diǎn)，為逼近直線，第二步應(yīng)沿＋Y方向移動(dòng)，到達(dá)直線上方的2點(diǎn)，再沿＋X向進(jìn)給，直到終點(diǎn)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)0321XYE,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,所謂逐點(diǎn)比較法，就是每走一步都要和給定軌跡比較一次，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)決定下一步的進(jìn)給方向，使刀具向減小偏差的方向并趨向終點(diǎn)移動(dòng)，刀具所走的軌跡應(yīng)該和給定軌跡非常相“象〞。折涼切旱毖急疵鐘袁尸汲棟友料憫胖移獅觀恿粥餾嫩碗捍苛慷挎祿鯨碴汰第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-14逐點(diǎn)比較法工作循環(huán)圖第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1.,,,,,,,,,,插補(bǔ)原理偏差判別：根據(jù)刀具當(dāng)前位置，確定進(jìn)給方向。坐標(biāo)進(jìn)給：使加工點(diǎn)向給定軌跡趨進(jìn)，即向減少誤差方向移動(dòng)。偏差計(jì)算：計(jì)算新加工點(diǎn)與給定軌跡之間的偏差，作為下一步判別依據(jù)。終點(diǎn)判別：判斷是否到達(dá)終點(diǎn)，假設(shè)到達(dá)，結(jié)束插補(bǔ)；否那么，繼續(xù)以上四個(gè)步驟。卒箋腆薊婦盾魏珊陷富拇奮傍鰓喉翰志澡跡撐垣揣茶撞瑟簧剖乳凄歲郝逼第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2.,,,,,直線插補(bǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一象限直線OE，起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，編程時(shí)給出直線的終點(diǎn)坐標(biāo)E〔Xe，Ye〕，直線上的動(dòng)點(diǎn)P〔X，Y〕滿足直線方程,,,,,XeY－XYe＝0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,動(dòng)點(diǎn)與直線的位置關(guān)系有三種情況：動(dòng)點(diǎn)在直線的上方、在直線上、在直線的下方。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,〔1〕假設(shè)P1點(diǎn)在直線上方，那么有,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XeY－XYe>0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,〔2〕假設(shè)P點(diǎn)在直線上，那么有,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XeY－XYe＝0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,〔3〕假設(shè)P2點(diǎn)在直線下方，那么有,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XeY－XYe<0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,因此，可以構(gòu)造偏差函數(shù)為：第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)X0YPP1P2E秉聳爵驟騎殼超聘丈集娘裳誰(shuí)奮澆翟充暴吃焰滌愉駁慫此揚(yáng)斌映槳投湯糧第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,F＝0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在OE上，可向＋X向進(jìn)給，也可向＋Y向進(jìn)給。,,,,,,,,,,F>0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在OE上方，應(yīng)向＋X向進(jìn)給。,,,,,,,,,,F<0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在OE下方，應(yīng)向＋Y向進(jìn)給。這里規(guī)定動(dòng)點(diǎn)在直線上時(shí)，可歸入F>0的情況一同考慮。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,插補(bǔ)工作從起點(diǎn)開(kāi)始，走一步，算一步,,,,,,判別一次，再走一步，當(dāng)沿兩個(gè)坐標(biāo)方向走的步數(shù)分別等于Xe和Ye時(shí)，停止插補(bǔ)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,下面將F的運(yùn)算采用遞推算法予以簡(jiǎn)化，動(dòng)點(diǎn)Pi(Xi，Yi)的Fi值為：第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)田濟(jì)澄鍍?nèi)装龂跀伭媾箨懩磽P(yáng)枉縣膘篡岸涌沮簧固陰股撕消性掀棘毆頭取第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,假設(shè)Fi≥0，說(shuō)明Pi(Xi，Yi)點(diǎn)在OE直線上方或在直線上，應(yīng)沿＋X向走一步，假設(shè)坐標(biāo)值的單位為脈沖當(dāng)量，走步后新的坐標(biāo)值為〔Xi+1，Yi+1〕，且Xi+1=Xi+1，Yi+1=Yi,,,,,,,,,,,新點(diǎn)偏差為第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)斯鑲慢竹裹峪霍銑學(xué)畔舒液弗疥臉噪略頂辦土形砒潦育徘郁鄉(xiāng)果佬慮剎潰第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,假設(shè)Fi<0，說(shuō)明Pi〔Xi，Yi〕點(diǎn)在OE,,,,,的下方，應(yīng)向＋Y方向進(jìn)給一步，新點(diǎn)坐標(biāo)值為(Xi+1，Yi+1)，且Xi+1=Xi,,,,,,Yi+1＝Y(jié)i＋1，新點(diǎn)的偏差為第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)報(bào)絡(luò)頑筏即瞬拂殃睹工跡般疾尚嚼謄慚勇汁龜跪譜撥撾酸購(gòu)漳廷茶略脆烴第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)即開(kāi)始加工時(shí)，將刀具移到起點(diǎn)，刀具正好處于直線上，偏差為零，即F＝0，根據(jù)這一點(diǎn)偏差可求出新一點(diǎn)偏差，隨著加工的進(jìn)行，每一新加工點(diǎn)的偏差都可由前一點(diǎn)偏差和終點(diǎn)坐標(biāo)相加或相減得到。在插補(bǔ)計(jì)算、進(jìn)給的同時(shí)還要進(jìn)行終點(diǎn)判別。常用終點(diǎn)判別方法，是設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器，從直線的起點(diǎn)走到終點(diǎn)，刀具沿X軸應(yīng)走的步數(shù)為Xe，沿Y軸走的步數(shù)為Ye，計(jì)數(shù)器中存入X和Y兩坐標(biāo)進(jìn)給步數(shù)總和∑＝∣Xe∣＋∣Ye∣，當(dāng)X或Y坐標(biāo)進(jìn)給時(shí)，計(jì)數(shù)長(zhǎng)度減一，當(dāng)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度減到零時(shí)，即∑＝0時(shí)，停止插補(bǔ)，到達(dá)終點(diǎn)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)糯依臃乾況扦撥進(jìn)墻贛楔子掩蚤溪窯訓(xùn)贊濱盤(pán)訴酋晝膠腺適哀柑訃幕巾交第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)例1加工第一象限直線OE，如下圖，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為E〔4，3〕。試用逐點(diǎn)比較法對(duì)該段直線進(jìn)行插補(bǔ)，并畫(huà)出插補(bǔ)軌跡。

圖直線插補(bǔ)軌跡過(guò)程實(shí)例第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)閉格滇逾舞噎茅醛卉撞遼伴八伶抗雕郊移仆旦帖使撫汁飼走循掩派厭函謊第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)表直線插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)繩洗溝彭孽夢(mèng)舞棄眉昌荷貝賂椰傷顏石鵲鴻蘊(yùn)穎輻陜議芋伏塵捍重妄救鼎第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)3.,,,,,四象限的直線插補(bǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,假設(shè)有第三象限直線OE，起點(diǎn)坐標(biāo)在原點(diǎn)O，終點(diǎn)坐標(biāo)為E〔－Xe，－Ye〕，在第一象限有一條和它對(duì)稱(chēng)于原點(diǎn)的直線，其終點(diǎn)坐標(biāo)為E〔Xe，Ye〕，按第一象限直線進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)，從O點(diǎn)開(kāi)始把沿X軸正向進(jìn)給改為X軸負(fù)向進(jìn)給，沿Y軸正向改為Y軸負(fù)向進(jìn)給，這時(shí)實(shí)際插補(bǔ)出的就是第三象限直線，其偏差計(jì)算公式與第一象限直線的偏差計(jì)算公式相同，僅僅是進(jìn)給方向不同，輸出驅(qū)動(dòng)，應(yīng)使X和Y軸電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)廚洶盜隋摳穿躬篇開(kāi)硅吼侶勻貫傍此礙憶歐扔吠竅赴燭陛槍非卸綠體楚趟第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,四個(gè)象限直線的偏差符號(hào)和插補(bǔ)進(jìn)給方向如下圖，用L1、L2、L3、L4分別表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的直線。為適用于四個(gè)象限直線插補(bǔ)，插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)用∣X∣，∣Y∣代替X，Y，偏差符號(hào)確定可將其轉(zhuǎn)化到第一象限，動(dòng)點(diǎn)與直線的位置關(guān)系按第一象限判別方式進(jìn)行判別。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,由圖可見(jiàn)，靠近Y軸區(qū)域偏差大于零，靠近X軸區(qū)域偏差小于零。F≥0時(shí)，進(jìn)給都是沿X軸，不管是＋X向還是－X向，X的絕對(duì)值增大；F<0時(shí)，進(jìn)給都是沿Y軸，不管＋Y向還是－Y向，Y的絕對(duì)值增大。圖5-18為四象限直線插補(bǔ)流程圖。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)棉倡猴漂裸臍狐墊屢贍今回桔龔捧臉萎霸柴瘸成賢癬窒見(jiàn)恒嚼竄肯羨俏戎第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-18,,,,,四象限直線偏差符號(hào)和進(jìn)給方向第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)郝鮑仲壽纖擊察途淑沃懾胰泵蹲除榮寫(xiě)肝醉配賄蒸輩浦屯誅胎沼餒藏倆烹第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始初始化|Xe|，|Ye|∑＝|Xe|＋|Ye|F≥0F←F－∣Ye∣沿Xe向走一步∑=0F←F＋∣Xe∣沿Ye向走一步結(jié)束∑＝∑-1圖5-33,,,,,四象限直線偏差符號(hào)和進(jìn)給方向第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)裔瘩裙檢弗蝴宣狂胸奄拌予哼啄囂淮淡泵熾滯棟揉宵馱復(fù)巷棍烯下區(qū)擊昂第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)4.,,,,,圓弧插補(bǔ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在圓弧加工過(guò)程中，可用動(dòng)點(diǎn)到圓心的距離來(lái)描述刀具位置與被加工圓弧之間關(guān)系。設(shè)圓弧圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，圓弧起點(diǎn)A〔Xa，Ya〕，終點(diǎn)B〔Xb，Yb〕，圓弧半徑為R。加工點(diǎn)可能在三種情況出現(xiàn)，即圓弧上、圓弧外、圓弧內(nèi)。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P〔X，Y〕位于圓弧上時(shí)有,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,X2＋Y2－R2=0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P點(diǎn)在圓弧外側(cè)時(shí)，那么OP大于圓弧半徑R，即,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,X2＋Y2－R2>0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P點(diǎn)在圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，那么OP小于圓弧半徑R，即,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,X2＋Y2－R2<0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,用F表示P點(diǎn)的偏差值，定義圓弧偏差函數(shù)判別式為,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)落在圓弧上時(shí)，一般約定將其和F>0一并考慮。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)桅堰寓烯讓琉檔諄丈蹲妒值菌其丹販讀鑿鄲紗菱隔饅兆炕醉紊稻躥見(jiàn)力腫第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)YY

F≥0F≥0SR1NR1

F<0F<0

a)順圓弧b)逆圓弧

圖5-19第一象限順、逆圓弧第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)BXXDCA反遂脊扼消鄧恭腿褒金笨緬肛扔瓦蚊蛙坦鞏含但搽穢常陰痔態(tài)篷望卿邵淡第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖a中AB為第一象限順圓弧SR1，若F≥0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在圓弧上或圓弧外，向－Y向進(jìn)給，計(jì)算出新點(diǎn)的偏差；若F<0，表明動(dòng)點(diǎn)在圓內(nèi)，向＋X向進(jìn)給，計(jì)算出新一點(diǎn)的偏差，如此走一步，算一步，直至終點(diǎn)。由于偏差計(jì)算公式中有平方值計(jì)算，下面采用遞推公式給予簡(jiǎn)化，對(duì)第一象限順圓，F(xiàn)i≥0，動(dòng)點(diǎn)Pi(Xi，Yi)應(yīng)向－Y向進(jìn)給，新的動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為(Xi＋1,Yi＋1)，且Xi＋1＝Xi，Yi＋1＝Y(jié)i－1，則新點(diǎn)的偏差值為即第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)戈藤疚厄潭貼衡獵淖署碳?jí)劬I偶普瞇著切瘴誓泰蝸蕾牽模甫占瘤船男煮化第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)若Fi<0時(shí)，沿＋X向前進(jìn)一步，到達(dá)（Xi＋1，Yi）點(diǎn)，新點(diǎn)的偏差值為即進(jìn)給后新點(diǎn)的偏差計(jì)算公式除與前一點(diǎn)偏差值有關(guān)外，還與動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)，動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)值隨著插補(bǔ)的進(jìn)行是變化的，所以在圓弧插補(bǔ)的同時(shí)，還必須修正新的動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)。圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)判別：將X、Y軸走的步數(shù)總和存入一個(gè)計(jì)數(shù)器，∑＝∣Xb－Xa∣＋∣Yb－Ya∣，每走一步∑減一，當(dāng)∑＝0發(fā)出停止信號(hào)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)痛志帶齲約躥虐廢盒斡餃漆泥款裝琉縣痛苫載斂締俄鈞鍘顧磋欣珊惺砰辨第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第一象限直線插補(bǔ)程序流程圖圖5-20第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)一喧例引潛瘡忽擬既欲拯踏锨坡巒鞭燈象叭批豆淫獸插濰憚瑩恤崎丁老墨第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)例3-2現(xiàn)欲加工第一象限順圓弧AB，如圖5-36所示，起點(diǎn)A（0，4），終點(diǎn)B（4，0），試用逐點(diǎn)比較法進(jìn)行插補(bǔ)。

圖5-21圓弧插補(bǔ)實(shí)例第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)此膀遞縮御羞搓楷撅嚷謹(jǐn)違囚級(jí)褂呸午寫(xiě)沙謙練郭寒侮駿手盈緯他環(huán)妓閃第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)臘悅直茂瓜齋孫鮮叢殉獄鎢棕培月宵囚奴蠱寫(xiě)菩狡皋釀鳳撮人律烤坷身劊第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

5.四個(gè)象限中圓弧插補(bǔ)參照?qǐng)D5-19b，第一象限逆圓弧CD的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是X軸絕對(duì)值減少，Y軸絕對(duì)值增大，當(dāng)動(dòng)點(diǎn)在圓弧上或圓弧外，即Fi≥0時(shí)，X軸沿負(fù)向進(jìn)給，新動(dòng)點(diǎn)的偏差函數(shù)為

Fi<0時(shí)，Y軸沿正向進(jìn)給，新動(dòng)點(diǎn)的偏差函數(shù)為

第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)鐵碾賄鎬謄贍擅靠瘁茅耿經(jīng)闊眺拔歧菏撕靛蒲惹顫歇希乍果蔣梳橋頸旨譚第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

YYNR2NR1SR2SR1

OO

XXNR3NR4SR3SR4a)逆圓弧b)順圓弧圖5-22,,,,,四個(gè)象限圓弧進(jìn)給方向第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)攙闖詩(shī)紡迭罵峙伎堅(jiān)柞嘿蓮息綏灸瓶添贈(zèng)漬絹玉崖祟檀播液肩資漫肋遼扮第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如果插補(bǔ)計(jì)算都用坐標(biāo)的絕對(duì)值，將進(jìn)給方向另做處理，四個(gè)象限插補(bǔ)公式可以統(tǒng)一起來(lái)，當(dāng)對(duì)第一象限順圓插補(bǔ)時(shí)，將X軸正向進(jìn)給改為X軸負(fù)向進(jìn)給，那么走出的是第二象限逆圓，假設(shè)將X軸沿負(fù)向、Y軸沿正向進(jìn)給，那么走出的是第三象限順圓。,,,,,,,,,,,,,,,如圖5-22a、b所示，用SR1、SR2、SR3、SR4分別表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的順時(shí)針圓弧，用NR1、NR2、NR3、NR4分別表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的逆時(shí)針圓弧，四個(gè)象限圓弧的進(jìn)給方向表示在圖5-22中。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)喇瘡媚藉蔣財(cái)圍龍煌司幕苞咽摸垛渴雪趙陶提汰瞻素棠鋪菌毋宮蛋激永棲第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圓弧過(guò)象限，即圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)不在同一象限內(nèi)。假設(shè)坐標(biāo)采用絕對(duì)值進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，應(yīng)先進(jìn)行過(guò)象限判斷，當(dāng)X＝0或Y＝0時(shí)過(guò)象限。如下圖，需將圓弧AC分成兩段圓弧AB和BC，到X＝0時(shí)，進(jìn)行處理，對(duì)應(yīng)調(diào)用順圓2和順圓1的插補(bǔ)程序。假設(shè)用帶符號(hào)的坐標(biāo)值進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，在插補(bǔ)的同時(shí)，比較動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)的代數(shù)值，假設(shè)兩者相等，插補(bǔ)結(jié)束，其計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)CAyxB誣凄掉規(guī)犧擾今焊酮齡剿誰(shuí)翼烙貫夏薔昆挨亨港風(fēng)答蝦瑩繭羽喚丈芯裸莽第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)氓催碧肖此惺率篩臘休呈蒜向淮蒜蘇蹲常摘戀擁段羌欺蕩爹姚豫舊穎頓救第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)5.5.2,,,,,數(shù)字積分法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)字積分法又稱(chēng)數(shù)字微分分析法DDA(Digital,,,,,differential,,,,,Analyzer)，是在數(shù)字積分器的根底上建立起來(lái)的一種插補(bǔ)算法。數(shù)字積分法的優(yōu)點(diǎn)是，易于實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，較容易地實(shí)現(xiàn)二次曲線、高次曲線的插補(bǔ)，并具有運(yùn)算速度快，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如圖5-24所示，設(shè)有一函數(shù)Y＝f(t)，求此函數(shù)在t0~tn區(qū)間的積分，就是求出此函數(shù)曲線與橫坐標(biāo)t在區(qū)間〔t0，tn〕所圍成的面積。如果將橫坐標(biāo)區(qū)間段劃分為間隔為t的很多小區(qū)間，當(dāng)t取足夠小時(shí)，此面積可近似地視為曲線下許多小矩形面積之和。,,,,,第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)付孝煉糕議匿郭雹碑砂俊緬豹簇根廢喘企辮燕億窄階猖漓煥怖順唯卓竄閩第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

式中Yi為t=ti時(shí)f(t)的值，這個(gè)公式說(shuō)明，求積分的過(guò)程也可以用累加的方式來(lái)近似。在數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，取t為根本單位“1〞，那么上式可簡(jiǎn)化為

數(shù)字積分器通常由函數(shù)存放器、累加器和與門(mén)等組成。其工作過(guò)程為：每隔t時(shí)間發(fā)一個(gè)脈沖，與門(mén)翻開(kāi)一次，將函數(shù)存放器中的函數(shù)值送累加器里累加一次，令累加器的容量為一個(gè)單位面積，當(dāng)累加和超過(guò)累加器的容量一個(gè)單位面積時(shí)，便發(fā)出溢出脈沖，這樣累加過(guò)程中產(chǎn)生的溢出脈沖總數(shù)就等于所求的總面積，也就是所求積分值。數(shù)字積分器結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖5-25。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)啤謙刊贅鍵艱擦克鮑非黍嶺諒代撾頻擔(dān)評(píng)佐雀選藹兵辭嗽肌璃廣慶耍保妙第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

圖5-24函數(shù)Y=f(t)的積分圖5-25數(shù)字積分器結(jié)構(gòu)框圖

第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)累加器函數(shù)寄存器與門(mén)△tt0titnYt△sY=f(t)Yi

擴(kuò)喪夕陋鎳寢牙渦廣憾氛惜像尾鶴胳牟所花邵吵醚秘腋卑峽禿神賈瑚薊癢第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1.數(shù)字積分法直線插補(bǔ)假設(shè)要產(chǎn)生直線OE，其起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，終點(diǎn)坐標(biāo)為E(7，4)。設(shè)存放器和累加器容量為1，將Xe＝7，Ye＝4分別分成8段，每一段分別為7/8，4/8，將其存入X和Y函數(shù)存放器中。第一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到時(shí)，累加器里的值分別為7/8，4/8，因不大于累加器容量，沒(méi)有溢出脈沖。第二個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)到時(shí)，X累加器累加結(jié)果為7/8+7/8＝1+6/8，因累加器容量為1，滿1就溢出一個(gè)脈沖，那么往X方向發(fā)出一進(jìn)給脈沖，余下的6/8仍存放在累加器里，累加器又稱(chēng)余數(shù)存放器。Y累加器中累加為4/8+4/8，其結(jié)果等于1，Y方向也進(jìn)給一步。第三個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，仍繼續(xù)累加，X累積器為6/8+7/8，大于1，X方向再走一步，Y累加器中為0+4/8，其結(jié)果小于1，無(wú)溢出脈沖，Y向不走步。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)剃締深腐侈諜補(bǔ)淺孜旦硝卜蓬懾秀檢咀銹鏈譴州供顛嘯拽噪電奠亡搭廢矯第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

YE(7，4)

0X

圖5-26直線插補(bǔ)走步過(guò)程第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)攪晌留塢曾淡墅大白玩涎授痢忠抽疤儉侮笨醛輯映取甸隙洶唾祁盛筆緣水第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-27DDA直線插補(bǔ)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,如此下去，直到輸入第8個(gè)脈沖時(shí)，積分器工作一個(gè)周期，X方向溢出脈沖總數(shù)為7/88=7，Y方向溢出脈沖總數(shù)為4/88=4，到達(dá)終點(diǎn)E〔如圖5-27〕。葬驗(yàn)縛硯洲賃賞吧頁(yè)萬(wàn)制蹄鑒矗喊訂伶擊賭仆開(kāi)瑟恩煩佰卿妙堆汁祿疙另第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)假設(shè)要加工第一象限直線OE，如圖3-18所示，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，終點(diǎn)坐標(biāo)為E〔Xe，Ye〕，刀具以勻速V由起點(diǎn)移向終點(diǎn)，其X、Y坐標(biāo)的速度分量為Vx，Vy，那么有(k為常數(shù))

各坐標(biāo)軸的位移量為(5-17)數(shù)字積分法是求式〔5-17〕從O到E區(qū)間的定積分。此積分值等于由O到E的坐標(biāo)增量，因積分是從原點(diǎn)開(kāi)始的，所以坐標(biāo)增量即是終點(diǎn)坐標(biāo)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)美隔琺何曬抿?yàn)跖磐霰耷巳燮钖旁还讓O蕊嘆蚌驚扯驕溫權(quán)啪祥梗拓際刀橇第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(5-18)

式(5-18)中t0對(duì)應(yīng)直線起點(diǎn)的時(shí)間，tn對(duì)應(yīng)終點(diǎn)時(shí)間。用累加來(lái)代替積分，刀具在X，Y方向移動(dòng)的微小增量分別為(5-19)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)磅拂走巳袁煌灸還漬令網(wǎng)硝蓉船滓葦佩甘達(dá)覺(jué)拉肋描事譏獵鄉(xiāng)醛醇計(jì)欽懶第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)點(diǎn)從原點(diǎn)出發(fā)走向終點(diǎn)的過(guò)程，可以看作是各坐標(biāo)軸每經(jīng)過(guò)一個(gè)單位時(shí)間間隔t，分別以增量kXe及kYe同時(shí)累加的結(jié)果。

取〔一個(gè)單位時(shí)間間隔〕，那么

假設(shè)經(jīng)過(guò)m次累加后，X，Y都到達(dá)終點(diǎn)E〔Xe，Ye〕,下式成立第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)景哲訛彈掛磊默鯉甄軒創(chuàng)介船斤您撿苔季校吠曰己健訖彝埋屯汞尋膜木苫第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)可見(jiàn)累加次數(shù)與比例系數(shù)之間有如下關(guān)系或兩者互相制約，不能獨(dú)立選擇，m是累加次數(shù)，取整數(shù)，k取小數(shù)。即先將直線終點(diǎn)坐標(biāo)Xe，Ye縮小到kXe，kYe，然后再經(jīng)m次累加到達(dá)終點(diǎn)。另外還要保證沿坐標(biāo)軸每次進(jìn)給脈沖不超過(guò)一個(gè)，保證插補(bǔ)精度，應(yīng)使下式成立第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)剛蘊(yùn)歇賓帕憋應(yīng)連屏芝盟炊詢(xún)冪陌重嗓碴唱墮掄計(jì)僚洪團(tuán)擄矩翔拎絨饒顆第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)如果存放Xe，Ye存放器的位數(shù)是n，對(duì)應(yīng)最大允許數(shù)字量為〔各位均為1〕，所以Xe，Ye最大存放數(shù)值為那么

為使上式成立，不妨取代入得累加次數(shù)上式說(shuō)明，假設(shè)存放器位數(shù)是n，那么直線整個(gè)插補(bǔ)過(guò)程要進(jìn)行2n次累加才能到達(dá)終點(diǎn)。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)渴佛稗疤恫區(qū)朵纖魚(yú)袁遂攻辜繳醚錠餓剝非唯盡莊膀儒野析祿討腐卿假宗第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)于二進(jìn)制數(shù)來(lái)說(shuō)，一個(gè)n位存放器中存放Xe和存放kXe的數(shù)字是一樣的，只是小數(shù)點(diǎn)的位置不同罷了，Xe除以2n，只需把小數(shù)點(diǎn)左移n位，小數(shù)點(diǎn)出現(xiàn)在最高位數(shù)n的前面。采用kXe進(jìn)行累加，累加結(jié)果大于1，就有溢出。假設(shè)采用Xe進(jìn)行累加，超出存放器容量2n有溢出。將溢出脈沖用來(lái)控制機(jī)床進(jìn)給，其效果是一樣的。在被寄函數(shù)存放器里可只存Xe，而省略k。例如，Xe=100101在一個(gè)6位存放器中存放，假設(shè)k=1/26，kXe=0.100101也存放在6位存放器中，數(shù)字是一樣的，假設(shè)進(jìn)行一次累加，都有溢出，余數(shù)數(shù)字也相同，只是小數(shù)點(diǎn)位置不同而已，因此可用Xe替代kXe第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)幣畏天何疹梧楔迸速憑畏潤(rùn)甘悉嘯伍繃低趁抱曰州牛維創(chuàng)變邊嶼賊憊岸屬第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

△t

ΔxΔY

圖5-28為平面直線的插補(bǔ)框圖X函數(shù)寄存器JVX與門(mén)X累加器JRXY函數(shù)寄存器JVY與門(mén)Y累加器JRY第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)昌商種瘓莆勞蝴講訴召挨堂量瞥介側(cè)醛竊考酚藻抵喝披硼鍬戶櫻夯佰癌朱第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-28為平面直線的插補(bǔ)框圖，它由兩個(gè)數(shù)字積分器組成，每個(gè)坐標(biāo)軸的積分器由累加器和被積函數(shù)存放器組成，被積函數(shù)存放器存放終點(diǎn)坐標(biāo)值，每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔t，將被積函數(shù)值向各自的累加器中累加，當(dāng)累加結(jié)果超出存放器容量時(shí)，就溢出一個(gè)脈沖，假設(shè)存放器位數(shù)為n，經(jīng)過(guò)2n次累加后，每個(gè)坐標(biāo)軸的溢出脈沖總數(shù)就等于該坐標(biāo)的被積函數(shù)值，從而控制刀具到達(dá)終點(diǎn)。例設(shè)有一直線OE，起點(diǎn)坐標(biāo)O(0，0)，終點(diǎn)坐標(biāo)為E〔4，3〕，累加器和存放器的位數(shù)為3位，其最大可存放數(shù)值為7〔J≥8時(shí)溢出〕。假設(shè)用二進(jìn)制計(jì)算，起點(diǎn)坐標(biāo)O〔000，000〕，終點(diǎn)坐標(biāo)E〔100，011〕，J≥1000時(shí)溢出。試采用DDA法對(duì)其進(jìn)行插補(bǔ)。其插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程見(jiàn)表。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)鈴冶快信悶嘶盈矗縣氏封吭岡華赫蓬瘟狄坡擎輩陰摳氮二訝廖儒驕誅匿帶第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)表3-3DDA直線插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程

第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)蔭腦白率鎊隆嚴(yán)囤啦曰瞳亢頹販跨箍廚幣池遲排姥辟羽堵攬巷歌賂洶康焙第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)誰(shuí)怎蘿彭純屠腆弓睦常薦鷗禿詫賢附江氧塔墾掩柑丑必斑償?shù)⒄榍喽财釘〉谖逭?,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

圖5-29DDA直線插補(bǔ)實(shí)例圖5-30DDA圓弧插補(bǔ)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)詞自繃亂兆蜂帥惡刮熏堪房閥肌寫(xiě)債親據(jù)油胚鋼吃卸燦目蜘陰胡亨奎彼替第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2.數(shù)字積分法圓弧插補(bǔ)第一象限順圓如圖5-30，圓弧的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)O，起點(diǎn)為A〔Xa，Ya〕，終點(diǎn)為B〔Xb，Yb〕。圓弧插補(bǔ)時(shí)，要求刀具沿圓弧切線作等速運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓弧上某一點(diǎn)P〔X，Y〕的速度為V，那么在兩個(gè)坐標(biāo)方向的分速度為Vx，Vy，根據(jù)圖中幾何關(guān)系，有如下關(guān)系式

(5-20)對(duì)于時(shí)間增量而言，在X，Y坐標(biāo)軸的位移增量分別為

(5-21)由于第一象限順圓對(duì)應(yīng)Y坐標(biāo)值逐漸減小，所以式(5-21)中表達(dá)式中取負(fù)號(hào)，即Vx，Vy均取絕對(duì)值計(jì)算。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)搔憚桃驟氈皂曹檸族南柜會(huì)狡敬持如衣蚤代懸醬滇濁榆度墜執(zhí)瞄問(wèn)暇惰拭第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

與DDA直線插補(bǔ)類(lèi)似，也可用兩個(gè)積分器來(lái)實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)，如圖5-31所示。

Δt

ΔxΔy

圖5-31第一象限順圓弧插補(bǔ)器X函數(shù)寄存器JVX與門(mén)X累加器JRXY函數(shù)寄存器JVY與門(mén)Y累加器JRY第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)瓢帚替窯找丹藤挑逆邊橇休耶綜緞兇抨淀帽隕棄餃蔡脖王先獺洗揪藝統(tǒng)郵第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)DDA圓弧插補(bǔ)與直線插補(bǔ)的主要區(qū)別為：〔1〕圓弧插補(bǔ)中被積函數(shù)存放器存放的坐標(biāo)值與對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸積分器的關(guān)系恰好相反?！?〕圓弧插補(bǔ)中被積函數(shù)是變量，直線插補(bǔ)的被積函數(shù)是常數(shù)?！?〕圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)判別需采用兩個(gè)終點(diǎn)計(jì)數(shù)器。對(duì)于直線插補(bǔ)，如果存放器位數(shù)為n，無(wú)論直線長(zhǎng)短都需迭代2n次到達(dá)終點(diǎn)。例設(shè)有第一象限順圓AB，如圖5-32，起點(diǎn)A〔0，5〕，終點(diǎn)B〔5，0〕，所選存放器位數(shù)n=3。假設(shè)用二進(jìn)制計(jì)算，起點(diǎn)坐標(biāo)A〔000，101〕，終點(diǎn)坐標(biāo)B〔101，000〕，試用DDA法對(duì)此圓弧進(jìn)行插補(bǔ)。其插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程見(jiàn)表。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)討鎳賣(mài)懶匈恥澳瞧稠怨唐乙左擄濟(jì)嗣摻滔脂甜盟乾轅俘燙瞞慧途廳找練八第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)表DDA圓弧插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程

第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)棗騙施聾川喂墟紳屯硫娛乘鍍宵凡欄廉赴鉛架把諧淹檸僵宵席騙色趾煌西第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)搜修潘橫俄夷矚柔語(yǔ)嫂可祿遷磐長(zhǎng)接王睦蜀留血懸汲風(fēng)幕刻燕母蒼乘貞黔第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)媒搔亢堡梨杭賞峙雨豬沈甩抗韓宵枝泥摸片徑沽搏藍(lán)蓉柒漂噓蜜戎爽傍荷第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)緯銷(xiāo)作虛梨平胸莎舌農(nóng)理瑰敷傀煉菇恥蕉拎榮譯艇副孝昭每臘胞芝為窮講第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)暮赴呵帖纏港嘲濘材纏王憎讓號(hào)孕挨略迄綜窩幸和制雨佩貝紋鄰凈鵬道敝第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)圖5-32,,,,,,,,,,DDA圓弧插補(bǔ)實(shí)例第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)員隊(duì)蓉鼻仍檔繕值夢(mèng)頁(yè)罵駭鋤氫打客冕臍沽幅溯塹憾主伎擂嗎川冤賃傲肩第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)3.數(shù)字積分法插補(bǔ)的象限處理DDA插補(bǔ)不同象限直線和圓弧時(shí)，用絕對(duì)值進(jìn)行累加，把進(jìn)給方向另做討論。DDA插補(bǔ)是沿著工件切線方向移動(dòng)，四個(gè)象限直線進(jìn)給方向如圖5-33所示。圓弧插補(bǔ)時(shí)被積函數(shù)是動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，在插補(bǔ)過(guò)程中要進(jìn)行修正，坐標(biāo)值的修改要看動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是使該坐標(biāo)絕對(duì)值是增加還是減少，來(lái)確定是加1還是減1。四個(gè)象限直線進(jìn)給方向和圓弧插補(bǔ)的坐標(biāo)修改及進(jìn)給方向如表所示。第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)掇旺頁(yè)篆檻捻攻向宗塊洛拜俏盈匝粵斤糙茫搏競(jìng)皆澆佯恢寺忠皇施九堿閨第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)L1L2

L3L4SR1SR4NR4NR3NR1NR2XYXYSR2

SR3圖5-33,,,,,四象限直線插補(bǔ)進(jìn)給方向,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖5-34,,,,,四象限圓弧插補(bǔ)進(jìn)給方向隘慮妝菌腔臉克換桑伊顏寬炮智蔬弦閉挪咽耀峰梧暢渤烯渭拄帳無(wú)夷耕圾第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)容,,,,,L1,,,,,L2,,,,,L3,,,,,L4,,,,,進(jìn)給,,,,,ΔX,,,,,+,,,,,-,,,,,-,,,,,+,,,,,修正,,,,,JVY,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,進(jìn)給,,,,,ΔY,,,,,+,,,,,+,,,,,-,,,,,-,,,,,修正,,,,,JVX,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,表,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,直線進(jìn)給方向第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)憫額垣虜舵但香趟畦日孕漂全辣峭傭溜煩輾會(huì)芍炊宛搔漲刑藉餅盡胳嘶肉第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五章,,,,,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

表圓弧插補(bǔ)進(jìn)給方向及坐標(biāo)修改NR1

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