斗山加工中心轨迹运动的插补计算–插补器

控制数控机床的坐标运动。在控制原理上,这是一个位置和数量控制系统。需要控制的是:几个轴的联动,运动轨迹的计算(加工轮廓);最重要的是保证运动精度和定位精度(动态轮廓几何精度和静态位置几何精度);各轴的移动量(mm);移动速度(毫米/分钟);移动方向;启动/制动过程(加速/减速);运动的决议。
现代数控系统是一个纯电气控制系统。进给轴的移动由伺服电机执行。通常,进给轴由伺服电机驱动。由电机伺服放大器供电。伺服放大器的工作由数控插补器的分布式输出信号控制。
数控机床进给轴的控制是执行预先编制好的加工程序指令。指令是根据零件轮廓编制的加工刀具轨迹(如上图)。程序是根据零件的轮廓逐段编写的。程序段处理形状的轮廓。不同的形状使用不同的程序指令(零件轮廓形状元素)。例如:G01 -直线运动指令;
G02 -顺时针圆弧运动指令;G03 -逆时针圆弧指令;g32(g33)-螺纹加工…
然而,在一个处理指令中,只有这部分的结束点被写入。比如下面的程序段需要加工X-Y平面上的圆弧,并且只有坐标值X100在程序中指示终点的位置;Y-200:
G90 G17 G02 X100。Y-200。R50。F500
本段的起点已经写在上一段了,是上一段的终点。所以在加工这一段的时候,如上图所示,NC控制器,也就是计算机处理器,只知道这一段的起点和终点的坐标值。截面中刀具轨迹上其他点的坐标值必须由处理器计算。处理器根据轮廓指令(G02)以及起点和终点的坐标值进行计算,即必须计算出待加工工件的轮廓,并计算出指令执行过程中刀具同时沿X轴和Y轴运动的中间点的位置。
X轴和Y轴的合成运动形成了由刀具加工的工件的轮廓轨迹。
此外,移动速度(加工速度)必须在程序中指示,如F500(毫米/分钟)。计算位置时,需要根据轮廓位置计算对应点的刀具运动方向速度。在这个例子中,分别计算每个点沿X轴的对应速度和每个点沿Y轴的对应速度。
实现上述操作的机构称为插值器。你需要更多的学习资料在373600976群帮助你。
插补器的每一次操作称为一个插补周期,一般为8ms;计算复杂轮廓的插补器采用高速CPU,因此插补周期可以缩短,目前可以达到2ms。根据轮廓形状和轮廓尺寸,一个程序段被分成几个插补周期。
上例中程序段的指令是顺时针圆弧插补。是基于圆弧计算公式的插补子程序。计算时,判断条件为:沿X轴和Y轴连续进给刀具,每进给一个脉冲当量,判断是否到达终点。计算方向为顺时针,进给当量为1μm/脉冲,速度为500mm/min。
CNC系统控制软件包括几个插补子程序,工件形状的每个几何元素对应刀具的一个几何运动,所以要求CNC有相应的插补子程序。这是CNC系统控制软件中控制坐标轴运动的g代码。例如:G01、G02、G03、G32、G33、G05、G08………考虑到加工技术的要求,还有一些控制刀具运动的子程序。g代码越多,数控的功能越强。使用这些g代码对零件的加工进行编程。
数控系统控制软件是用汇编语言编写的。不同类型的机床使用不同的数控系统。当然,这些系统的控制软件是不同的。
插补器硬件是数控系统的主CPU。当然也有纯硬件的插补器。

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