第三章 数字程序控制技术
主讲人:朱云芳
第3章 数字程序控制技术
计算机数字程序控制CNC-计算机根据输入的指令和数据,控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序,运动轨迹,运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制.
数控系统:输入装置,输出装置,控制器和插补器.
3.1.1 数字程序控制原理
基本思路:
-逐点输入加工轨迹的坐标不现实.
-数控加工轮廓一般由直线,圆弧组成,也可能有一些非圆曲线轮廓,因此可以用分段曲线(曲线基点和曲线属性)拟合加工轮廓.
-输出装置为步进电机,驱动每个轴以一定距离的步长运动,实际加工轮廓是以折线轨迹拟合光滑曲线.
步骤:
1. 曲线分段:
-图中曲线分为三段,分别为ab,bc,cd,a,b,c,d四点坐标送计算机.
-分割原则:应保证线段所连的曲线与原图形的误差在允许范围之内.
2. 插补计算:
-插补计算: 给定曲线基点坐标,求得曲线中间值的数值计算方法.
-插补计算原则:通过给定的基点坐标,以一定的速度连续定出一系列中间点,这些中间点的坐标值以一定的精度逼近给定的线段.
-插补: 直线插补
二次曲线插补-圆弧,抛物线,双曲线
3. 折线逼近:
根据插补计算出的中间点,产生脉冲信号驱动x,y方向上的步进电机,带动绘图笔,刀具等,从而绘出图形或加工所要求的轮廓.
-步长:刀具对应于每个脉冲移动的相对位置,可以用△ x, △ y表示,一般△ x= △ y
x方向步数:Nx=(xe-x0)/ △ x
y方向步数:Ny=(ye-y0)/ △ y
3.1.2 数字程序控制方式
数字程序控制的3种方式:点位控制,直线切削控制,轮廓切削控制.
点位控制
-只要求控制刀具行程终点的坐标值,即工件加工点准确定位,对刀具的移动路径,移动速度,移动方向不作规定,且在移动过程中不做任何加工,只是在准确到达指定位置后才开始加工.(定位)
直线切削控制
-控制行程的终点坐标值,还要求刀具相对于工件平行某一坐标轴作直线运动,且在运动过程中进行切削加工.(单轴切削)
轮廓的切削控制
-控制刀具沿工件轮廓曲线运动,并在运动过程中将工件加工成某一形状.这种方式借助于插补器进行.(多轴切削)
三种方式比较
点位控制:驱动电路简单,无需插补
直线切削控制:驱动电路复杂,无需插补
轮廓切削控制:驱动电路复杂,需插补

3.1.3 数字程序控制
闭环方式

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