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1、1,数 控 技 术,主讲教师：仇晓黎,东南大学远程教育,第 二十九 讲,2,根据刀具中心轨迹形状，可以划分出三种转接型式：缩短型转接、伸长型转接和插入型转接。,所谓缩短型转接，是指刀具在零件内侧运动，这时刀具中心轨迹比程编轨迹为短；伸长型转接则相反，刀具处在零件外侧运动，因此刀具中心轨迹变长；插入型转接，刀具中心除了沿原来的程编轨迹伸长移动一个刀具半径r长度后，还必须增加一个直线移动。相对于原来的程序段而言，等于中间再插入了一个程序段。,3,如图所示，为直线过渡的转接情况。,4,（3）C机能刀补的过切削判别在以往常用的刀具半径补偿方法中，由于对加工零件的轮廓的转接是要靠程编员来帮助数控系统进行
2、判别的，易造成过切削现象。如图所示。,C机能刀补可以从根本上解决这种因转接而引起的过切削现象。,5,（4）C机能刀补的执行过程分为三个步骤：第一步刀补建立，刀具接近工件；第二步刀补进行；第三步刀补撤消，刀具撤离工件。,1）刀补建立，刀具接近工件一旦输入到缓冲寄存器BS的程序段包含有G41/G42命令时，系统即认为应当进入刀补建立状态。如图所示。,6,7,2）刀补进行在刀补进行中，刀具中心始终偏离程编轨迹一个刀具半径的距离。如图所示。,3）刀补撤消，刀具撤离工件刀补撤消是刀补建立的一个逆过程。如果本段与上段的程编轨迹是属于缩短型转接，那么就不必作转接矢量计算，刀具中心将一直走到上段程编轨迹终点的
3、半径矢量顶点，然后在走到本撤消段程编轨迹的终点。如图所示。,8,如图表示FANUC7M CNC系统有关C机能刀具补偿的工作流程。,9,数控系统中所采用的C机能刀具半径补偿方法，最突出的优点是编程极其简单。,对于平面图形的加工，它可以彻底消除辅助轨迹的编制，因而消除了常用的刀补方法易于在程序段转接处产生过切削的缺点。由于C机能刀具半径补偿采用直线转接(过渡)方式，所有在尖角加工时有好的工艺性。采用C机能刀补方法，计算比较复杂，另外由于要同时读入两段程序作修正计算，因而对数控系统的计算速度和存储器容量要有一定要求。,10,三、刀具的长度补偿刀具的长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z方向)的补偿。它可使
4、刀具在Z方向上的实际位移大于或小于程给定值。即:,实际位移量程序给定值补偿值上式中:二代数值 相加(“”)称正偏置,用G43指令表示 相减(“”)称负偏置,用G44指令表示给定的程序值与输入的补偿值都可负(+Z向为正,-Z向为负),根据需要选取.,11,如图为钻头快速接近工件时的长度补偿例。设A1为程序值且为-Z方向(-A),D为补偿值且为-Z方向(-D),A2为实际位移值.图(a)用G43指令,图(b)用G44指令,其实际位移量及其程序分别为(用增量值):,12,图a：-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)G00 G91 G43 Z(-A1)D01(补偿号D01中存-D1）,图b：-A
5、2=-A1-(-D2)=-A1+D2 G00 G91 G44 Z(-A1)D02(补偿号D02中存-D2）,13,采用G43和G44指令后，编程人员就不一定要知道实际使用的刀具长度进行编程。,或者在加工过程中，若刀具长度发生改变或更换新刀具时，不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假定之差输至CNC系统的D存储器中即可。,14,作业：,1、第一象限的直线，起点为坐标原点，终点为A点，坐标改为（12,11），分别采用逐点比较法和数字积分法完成该直线的插补加工过程。2、第一象限的逆时针圆弧中心位于坐标原点，起点为A(8,0)，终点坐标为B(0,8)，分别采用逐点比较法和数字积分法完成该直线的插补加工
6、过程。3、试推导第二象限的直线插补逐点比较法插补计算过程。,15,作业：,P225思考题7、8、9、121、第一象限的直线，起点为坐标原点，终点为A点，坐标改为（12,11），分别采用逐点比较法和数字积分法完成该直线的插补加工过程。2、第一象限的逆时针圆弧中心位于坐标原点，起点为A(8,0)，终点坐标为B(0,8)，分别采用逐点比较法和数字积分法完成该直线的插补加工过程。3、试推导第二象限的直线插补逐点比较法插补计算过程。,16,第四章 计算机数控系统,第一节 概述,第二节 CNC的轨迹控制原理,第四节 进给速度和加减速控制,第五节 CNC的输入输出与通信功能,第三节 刀具位置补偿和半径补偿,
7、17,第四章第四节进给速度和加减速控制,一、进给速度计算二、进给速度控制,18,二、进给速度控制在CNC系统中，进给速度控制就是用软件或软件与接口来实现进给速度计算式。,用软件方法是采用程序计时法，而取软件与接口相配合方法有时钟中断法和v/L积分器法（此法适于采用DDA或扩展DDA插补中的稳速控制）。,19,1、程序计时法也称为程序延时法，其过程是：计算出每次插补运算所占用的时间；由给定的F值计算出相应的进给脉冲间隔时间；由进给脉冲间隔时间减去插补运算时间，得到每次插补运算后的等待时间，由软件实现计时等待。,为使进给速度可调，延时子程序按基本计时单位设计，并在调用这子程序前，先计算等待时间对基
8、本时间单位的倍数，这样可用不同的循环次数实现不同速度的控制。,20,程序计时法大多用于点位、直线控制系统，且系统采用，数字脉冲增量法。不同的空运转时间对应不同的进给速度。这种系统控制的进给运动速度可分为升速、恒速、降速等几个阶段。如图所示。,21,其中，速度准备框的内容包括按照指令速度预先算出降速距离，且置入相应的单元；速度控制框内需置入速度控制字和速度标志FK（当前速度控制值）、FK0（存恒定值）、FK1（存低速值），这一速度控制子程序的主要功能是给出“当前速度值”，以实现升速、降速、恒速和低速控制；,位置计算是算出移动过程中的当前位置，以便确定位移是否达到降速点和低速点，并给出相应标志，若
9、GD=10时到达降速点，GD=01时到达低速点。,22,2、时钟中断法按照程序计时法所计算的f值预置适当的实时时钟，从而产生频率为f的定时中断。,CPU每接受一次中断信号，就进行一次插补运算并送出一个进给脉冲，这类似硬件插补那样，每次中断要进给常规的中断处理后，再调用一次插补子程序转入插补运算。当速度较高时，CPU的时间很紧张，且这种方法不适用于每分钟毫米直接给定速度的系统。如果时钟中断法只要求一种时钟频率，并用软件控制每个时钟周期内的插补次数，以达到进给速度控制的目的。进给速度可用mm/min给定。,23,首先要对这个唯一的时钟频率进行合理选择，选择的原则是满足最高插补进给速度的要求，并考虑到计算机换算的方便，取一个特殊的速度为Fp，使在该速度下每个时钟周期进行一次插补。,另外，要进行速度的换算：如实际给定的进给速度是Fp的整数倍时，就表示每次中断进行的插补次数；如给定进给速度非Fp的整数倍时，包括大于和小于Fp两种情况，则可将其余数进行累加计算，每次中断作一次累加，对大于Fp的情况，有溢出时应多做一次插补运算，对小于Fp的情况，则经多次中断累加有溢出时才进行一次插补运算，,24,余数处理程序框图如图所示。,以上进给速度的控制方法基本上都适用于数字脉冲增量法插补的CNC系统。,
