C计算机数控装置

1教学内容第4章计算机数控装置4.1概述4.2CNC装置的硬件结构4.3CNC装置的软件结构4.4CNC装置的插补原理4.5刀具半径补偿原理24.1.1CNC装置的组成4.1.2CNC装置的功能4.1概述3数控系统（CNC系统）由数控程序、I/O设备、数控装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置、进给伺服系统共同组成的一个完整的系统，其核心是数控装置。4数控系统特征控制特征：CNC系统是一种位置（轨迹）、速度（还包括电流）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量、速度为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。外部特征：CNC系统是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。5CNC装置主要功能正确识别和解释数控加工程序；进行零件轮廓几何信息和命令信息的处理；将处理结果分发给相应的单元。处理结果：连续控制量，送往驱动控制装置；离散的开关控制量，送往机床电器逻辑控制装置。

64.1.1CNC装置的组成1、CNC装置硬件的基本组成程序存储器（ROM/EEPROM）通信接口主轴控制接口输入/输出接口数据存储器（RAM）MDI接口PLC接口CRT或LCD接口位置控制接口纸带阅读机接口CPU微型机基本结构；特有的功能模块；特有的接口单元。

72、CNC装置软件的基本功能本质特征：

具有实时性和多任务性的专用操作系统；功能特征：

该操作系统由CNC管理软件和CNC控制软件两部分组成。83、CNC装置硬件、软件的相互关系CNC装置的硬件和软件构成了CNC装置的系统平台

硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序口被控设备

机床机器人测量机

......

接9该平台有以下两方面的作用提供CNC系统基本配置的必备功能；根据用户的要求进行功能设计和开发。104.1.2CNC装置的功能CNC装置的功能是指满足用户操作和机床控制要求的方法和手段。基本功能——数控系统必备的功能。选择功能——用户可根据实际要求选择的功能。11CNC装置的主要功能7、辅助功能8、刀具管理功能9、补偿功能10、人机对话功能11、自诊断功能12、通信功能1、控制功能2、准备功能3、固定循环功能4、插补功能5、进给功能6、主轴功能121、控制功能CNC能控制和能联动控制的轴数。CNC的进给轴分类：移动轴（X、Y、Z）和回转轴（A、B、C）；附加轴（U、V、W）。联动控制轴数越多，CNC系统就越复杂，编程也越困难。2、准备功能（G功能）指令机床动作方式的功能。如，G90,G00,G02,……133、固定循环功能数控系统实现典型加工循环（如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等）的功能。4、插补功能数控系统实现零件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能。5、辅助功能（M功能）用于指令机床辅助操作的功能。146、进给功能：进给速度的控制功能。进给速度：

控制刀具相对工件的运动速度，单位为mm/min;同步进给速度：

实现切削速度和进给速度的同步，单位为mm/r;进给倍率（进给修调率）：

人工实时修调预先给定的进给速度。通过使用面板的倍率波段开关进行实时调整，不用修改程序可以改变进给速度。157、主轴功能：对主轴的控制功能。主轴转速——主轴转速的控制功能；G97S8000。恒线速度控制——刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能；G96S800。主轴定向控制——主轴周向定位于特定位置控制的功能。C轴控制——主轴周向任意位置控制的功能。主轴修调率——人工实时修调预先设定的主轴转速。168、刀具管理功能：

实现对刀具几何尺寸和寿命的管理功能。刀具几何尺寸（半径和长度）：

供刀具补偿功能使用；刀具寿命：

时间寿命，当刀具寿命到期时，CNC系统将提示用户更换刀具；刀具号（T）管理功能：

用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。179、补偿功能刀具半径和长度补偿功能：

实现按零件轮廓编程控制刀具中心轨迹的功能。传动链误差：

包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能。非线性误差补偿功能：

对诸如热变形、静态弹性变形、空间误差以及由刀具磨损所引起的加工误差等，采用AI、专家系统等新技术进行建模，利用模型实施在线补偿。1810、人机对话功能在CNC装置中这类功能有：菜单结构操作界面；零件加工程序的编辑环境；系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询或修改画面等。1911、自诊断功能：

CNC自动实现故障预报和故障定位的功能。开机自诊断在线自诊断离线自诊断远程通讯诊断2012、通讯功能：

NC与外界进行信息和数据交换的功能

RS232C接口，可传送零件加工程序；DNC接口，可实现直接数控；MAP(制造自动化协议)模块；网卡：适应FMS、CIMS、IMS等制造系统集成的要求。214.2.胶1单机或真主从结斧构模块派的功能4.2.踢2多主结构叨的CNC装置硬外件4.2队CNC装置的截硬件结赤构224.2浮.1单机或旧主从结述构模块痛的功能1、单机医结构单机(单微处愤理器)结构是她指整个CNC装置只有犹一个CPU，它集红中控制亿和管理铲整个系暮统资源著，通过意分时处捡理的方教式来实欲现各种霉数控功颂能。现在这种习结构已被脸多机（多漠微处理器亏）系统的陡主从结构反所取代。23整个CNC装置中有坟两个或两题个以上的CPU，但只有搬一个CPU里(主CPU)对系统的顷资源(存储器彩、总线)有控制和摧使用权，盗只有一个CPU处于主导旬地位，其渣他CPU处于从属链地位的结纪构，因而登称之为主罢从结构。从硬件为的体系芹结构来家看，单劫机结构沫与主从秩结构极般其相似妇，因为恼主从结蓄构的从CPU模块与末单机结北构中相克应模块予在功能羽上是等源价的，渡只是从现模块的梦能力更母强而已死。2、主从结巴构243、单机或耕主从结构委模块的功蛾能单机或吊主从结歌构的CNC装置硬件址结构框图253、单机或齐主从结构页模块的功户能1）计算机标主板和系统总线2）显示模希块（显示锐卡）3）输入/输出模块输（多功能棍卡）4）电子盘音（存储模丘块）5）PLC模块6）位置役控制模喊块7）功能接旱口模块265）PLC模块CNC控制分为绘两类：敞①迁对各坐标唱轴的速度尤和位置进偶行的“轨迹控制”；②对辅助袖设备动作纹进行控制静的“顺序控制”。作用：①对信号（开关予量信号硬、模拟汤量信号赴、脉冲吼信号）进行相疫应转换问，满足CNC装置要摘求；妻②阻惯断外部挥的干扰休信号进吴入计算猛机，在漂电气上添将CNC装置于吵外部信侍号进行塘隔离，慨提高CNC装置运行释可靠性。PLC完成的司任务：财电平的杯转换和草功率放歇大、电段气隔离抹。27设备辅燥助控制拒接口的叫硬件逻器辑（简汤单的I/O接口板无）电气隔袜离和电杰平转换柔性较差体积庞大286）位置控松制模块①开环晴位置控唯制模块步进电劲动机控族制接口惹的原理赞图29②闭环位创置控制碌模块闭环位弹置控制深模块原碑理框图304.2.千2多主结构润的CNC装置硬件操作面板，图形显示模块（CPU）CRT/MDI通讯模块（CPU）自动编程模块（CPU）主存储器模块CNC插补模块（CPU）PLC功能模块（CPU）位置控制模块（CPU）主轴控制模块I/O单元伺服放大器及电动机主轴放大器及电动机1、基本结走构功能模块厦自身也带史有CPU，紧耦合章，总线仲土裁器来解壳决总线争吹用问题，者通过公共陷存储器来标进行信息冒交换。31多主结轨构的特精点能实现透真正意译义上的茅并行处铅理，处衬理速度腔快，可宪以实现铁较复杂品的系统抖功能；容错能力膨强，在某煤模块出了贞故障后，意通过系统老重组仍可狠继续工作游。多主结构汽的结构形揉式共享总子线结构厉型。共享存酱储器结骗构型。322、典型金结构——（1）共享总较线结构FANUCBUS操作面板图形显示模块(CPU)通讯模块

(CPU)自动编程模块(CPU)主存储器模块插补模块(CPU)PLC模块(CPU)位置控制模块(CPU)主轴控制模块CRT/MDII/O单元伺服驱动单元主轴单元FANUC15系统硬件结构33结构特戚征：功能模块或：撕带有CPU的主模块弹和从模块(RAM拒/ROM，I/O模块)。以系统总晶线为中心悠，所有的俩主、从模麻块都插在做严格定义敏的标准系谣统总线上颜。采用总粗线仲裁军机构(电路)来裁定判多个模驳块同时膏请求使刊用系统宗总线的露竞争问尤题。34优点：结构简单怒、系统组势配灵活、贱成本相对食较低、可蔬靠性高。缺点：总线是系沉统的“瓶颈”，一旦拉系统总链线出现衔故障，半将使整肢个系统枝受到影轧响；由孟于使用府总线要个经仲裁松，信息感传输率龙降低。352、典型照结构——（2）共享存岔储器结构36结构特征面向公劈燕共存储矮器设计稼，采用辰多端口印实现各姻主模块走之间的杨互连和距通讯；采用多端旬口控制逻肯辑来解决睁多个模块笔同时访问妙多端口存泰储器冲突批的矛盾。由于多端跪口存储器个设计较复最杂，而且娇对两个以出上的主模劝块，会因尽争用存储党器可能造拢成存储器恒传输信息屋的阻塞，益所以这种六结构一般诉采用双端园口存储器斩（双端口RAM）。374.3萄CN调C装置的衬软件结诞构4.3牺.1滔CNC装置软己件和硬桂件的功悉能界面4.3厦.2诊CNC装置的惠软件系剃统特点4.3遵.3目CNC装置软笑件结构西模式384.3.街1CN址C装置软件护和硬件的神功能界面关系：从理论上卡讲，硬件炭能完成的洒功能也可框以用软件院来完成。彼从实现功蹲能的角度砖看，软件瓜与硬件在餐逻辑上是失等价的。特点：硬件处绕理速度桨快，但弃灵活性先差，实栽现复杂运控制的芦功能困伏难。软件设计搅灵活，适该应性强，信但处理速悦度相对较躬慢。应用：软硬兼施39CNC装置软件桂和硬件的粒功能界面赵划分输入预处理位置检测插补运算位置控制速度控制伺服电机程序硬件硬件硬件硬件硬件软件软件软件软件

ⅠⅡⅢⅣ40CNC装置的数腊据转换流联程加工程序译码译码缓冲区刀补处理刀补缓冲区速度预处理插补缓冲区插补处理运行缓冲区伺服驱动位控处理位置反馈PLC控制414.3.镰2CN姿C装置的软吹件系统特膨点CNC系统是一耕个专用的驶实时多任辟务系统，炎它的系统徐软件必须庙完成管理和控制两大任务俗。两大特孙点：多任务并岛行处理；多重实时盼中断。421、多任适务并行脆处理1）CNC装置的多保任务性任务定束义：可并发土执行的趟程序在藏一个数步据集合才上的运绳行过程盗。CNC的功能假则可定铁义为CNC的任务什：显示、阶译码、仁刀补、鸭速度处董理、插榆补处理厌、位置缸控制、…CNC系统的任君务特征：为了保年证控制帆的连续游性和各透任务执歉行的时顽序配合侄要求，CNC系统的嘉任务必朋须采用并并行处猎理，而圆不能逐棕一处理淋。432）CNC多任务洪并行处棉理并行处傲理定义范：系统在同差一时间间圆隔或同一贞时刻内完梁成两个或毒两个以上赛任务处理楚的方法。采用并行检处理技术躺的目的：合理使仰用和调唐配CNC系统资源团；提高CNC系统处理拿速度。并行处淹理的实露现方式亭：资源分时趣共享；并她发处理;这些实现让方式与CNC系统的急硬件结晶构密切踏相关。44（1）资源分射时共享并亚行处理（单CPU结构中）资源分时炕共享——在规定的痕时间长度滥（时间片劫）内，根邀据各任务胜实时性的烂要求，规脱定它们占幕用CPU的时间，体使它们分榆时共享系搂统的资源感。技术关键：其一：各朽任务的优先级分配问题慈；其二：各宴任务占用CPU的时间长贸度，即时间片的分配问削题;循环调加度和优鸟先抢占邪调度相黑结合。45初始化位置控制插补运算4ms8ms16m委s中断级增别高中断级挖别低程序启枪动---运行初扣始化程狐序---籍-进入背宰景程序扇序环，揭同时开膝放定时画中断，纷每隔一屿定时间知间隔发棵生一次某定时中予断，执鉴行一次院中断服沫务程序佩。背景程洽序…译码刀补I/O显示CPU分时共拖享图46各任务微占用CPU时间示瘦意图①任何一俗个时刻嚼只有一佳个任务掠占用CPU；②从一个笼时间片来愿看，CPU并行执集行了三絮个任务哪。47（2）并发悄处理和固流水处浸理（多CPU结构中书）①如果忘任务间芽的关联蜂程度不习高，则贪可将这泼些任务修分别各笑安排一策个CPU，让其诉同时执爱行，即尿所谓的“并发处理”；②如果樱任务之河间的关俩联程度利较高，迹即一个租任务的断输出是装另一个剂任务的猎输入，邻则可采凭取流水享处理的怠方法来董实现并诞行处理鲁；流水处理定的关键是派时间重叠佩，以资源辨重复的代榜价换得时铅间上的重风叠，或以润空间复杂浅性的代价控换得时间络上的快速挠性。482、实时性机与优先抢轮占调度机但制实时性是芒指某个任叫务的执行袖有严格的控时间要求帖，即，必鼓须在系统杠的规定时滨间内完成广，否则将楚导致执行剃结果错误败和系统故播障。1）实时恶性任务嘴的分类强实时性扁任务（实时突爷发性及实家时周期性晒）弱实时性讽任务。2）优先挺抢占调鼓度机制优先调玩度（多个任喘务同时请冻求）抢占方近式（一个任钻务正在执抄行，另一阅个高级任丸务请求）。49结构模勾式是指万系统软征件的组桶织管理脊方式，氏即系统匠任务的开划分方射式、任灵务调度甜机制、效任务间导的信息书交换机线制以及惑系统集交成方法但等。1、前、后诱台型结构牌模式；2、中断透型结构缺模式；3、基于财实时操爱作系统铁的结构姨模式。4.3.闻3CN触C装置软势件结构陵模式50前台程序插补运算位置控制故障处理……后台程序译码刀补处理速度预处理输入/输出显示……中断执行循环执行1、前、后扎台型结构浅模式前台程蚊序：实中时中断衣服务程灿序；后台程四序（背循景程序储）：循勒环运行概程序。51特点任务调埋度机制因：优先抢茄占调度在和循环宝调度。坊前台程文序的调帜度是优去先抢占玩式的；祸前台和雁后台程巨序内部逐各子任至务采用洲的是顺芝序调度于；信息交泄换：缓冲区。前前台和后差台程序之磨间以及内巾部各子任泳务之间的拐信息交换窜；实时性差谎。在前台和强后台程逼序内无优先优级等级辱、也无纺抢占机孟制；该结构仅田适用于控岗制功能较皱简单的系王统。早期德的CNC系统大都排采用这种额结构。52初始化中断管理系统（软件+硬件）0级中断服务程序1级中断服务程序2级中断服务程序n级中断服务程序………………除了初始蹈化程序之桑外，整个匹系统软件搞的各个任柳务模块分信别安排在针不同级别洲的中断服素务程序中俱，然后由港中断管理潮系统（由诱硬件和软深件组成）怒对各级中鉴断服务程姻序实施调输度管理。2、中断机型结构察模式53FANU烂C7M系统软窄件结构中断级别

主要功能中断源01234567控制CRT显示译码、刀具中心轨迹计算、显示处理键盘监控、I/O信号处理、穿孔机控制外部操作面板、电传打字机处理插补计算、终点判别及转段处理阅读机中断位置控制测试硬件软件，16ms定时软件,16ms定时硬件软件，8ms定时硬件（或软件）4ms硬件时钟硬件7级中断级兴别最高劳，0级中断仪级别最翻低。表中，驱控制被满安排在蛾级别最赚高，因奏为刀具流运动实蝴时性要戚求最高琴，CRT最低。54中断型缴结构模护式的特贪点任务调度熟机制：抢偏占式优先放调度。信息交说换：缓村冲区。实时性础好。由粒于中断扫级别较浊多（最布多可达8级），强疼实时性任貌务可安排典在优先级策较高的中偷断服务程条序中。模块间饮的关系赴复杂，导耦合度舱大，不阔利于对抓系统的刷维护和剂扩充。80～90年代初的CNC系统大毅多采用运这种结母构。553、基于实稠时操作系折统的结构白模式实时操则作系统（Real澡Tim鞋eOp勇erat泛ing摆Syst笋em，RTOS）是操作系仁统的一个严重要分支蔑，它除了猪具有通用陷操作系统趋的功能外断，还具有任务管理完、多种实咐时任务调椒度机制（如优先流级抢占调浓度、时间屿片轮转调疤度等）、任务间董的通信烘机制（如邮插箱、消屠息队列始、信号堵灯等）拾等功能蚁。CNC系统软件绝完全可以败在实时操帅作系统的奔基础上进源行开发。56基于实时逐操作系统画的结构模蹄式的优点弱化功到能模块蕉间的耦猛合关系本：设计者匠只需考齐虑模块向自身功吗能的实洋现，然垃后按规愚则挂到炮实时操类作系统糖上，而矮模块间潮的调用艺关系、汁信息交捡换方式役等功能涨都由实复时操作膛系统来济实现。马从而弱扮化了模绢块间的踪蝶耦合关兄系。系统的孕开放性黎和可维钞护性好讲。减少系夹统开发竟的工作斑量。57方法：①在商品穿化的实时谋操作系统须下开发CNC装置软浪件，国母外有些是著名厂略家采用诊了这种订方式；②将通胆用PC机操作体系统(DOS、WIND驴OWS)扩充扩迟展成实肢时操作蒸系统，尸然后在恰此基础躁上开发CNC装置软乐件。目前国内垫有些生产织厂家采用闸方法②。文其优点在久于DOS、WIND膀OWS得到普粗遍应用穴，扩充毙扩展相方对较容秀易。其紧缺点是样安全性队受制于管人。对激策：利析用具有极自主知骡识产权彻的操作强系统。康北京中雾科红旗睁软件技拉术有限须公司红脉旗Linu社x。584.4提CN背C装置的插草补原理4.4.株1插补的动定义及闪分类4.4.准2脉冲增残量插补抽算法4.4.乔3数字增量提插补算法594.4.排1插补的定仗义及分类1、插补的纸定义定义：根辫据给定进牧给速度和括给定轮廓压线形的要捷求，在轮廓嗽的已知末点之间付，确定搞一些中零间点的方法，传这种方法贼称为插补娇方法或插响补原理。插补算茄法：对熔应每种浑插补方猾法(原理)的各种实卖现算法。插补功暖能是轮廓控制营系统的本质走特征。脉冲当纹量：相对于每波个脉冲信唤号，机床勿移动部件杏的位移量仿。脉冲当蚂量影响慰数控机雹床的加援工精度猫，越小揪，加工恼精度越肥高。60插补的剧任务:根据进给送速度的要粱求，在轮政廓起点和满终点之间著计算出若那干个中间挖点的坐标很值.每个中扯间点计惩算所需时间直接影响匆系统的控制速滨度插补中搅间点坐倾标值的计算精度又影响半到数控钱系统的控制精旷度.因此插补落算法是整弦个数控系罪统控制的始核心。61评价插补米算法的指亩标稳定性抢指标；插补精让度指标猴；合成速度南的均匀性乏指标；算法简单妨，便于编章程。62稳定性指撤标插补运骆算是一斥种迭代会运算，搅存在着陈算法稳朝定性问哨题。插补算影法稳定参的充分们必条件困：在插塔补运算手过程中娇，对计电算误差陆和舍入论误差没在有累积拖效应。插补算法取稳定是确箭保轮廓精警度要求的干前提。63插补精比度指标插补精度任：插补轮廓众与给定轮招廓的符合呈程度，它年可用插补届误差来评杯价。插补误差宽：逼近误晓差（用淘直线逼对近曲线炕时产生掘的误差讽）；计算误想差（因死计算字本长限制割产生的粪误差）粪；圆整误纠差;其中，逼添近误差和凭计算误差雾与插补算辽法密切相跳关;一般要求设上述三误甚差的综合精效应小于蔽系统的最色小运动指银令或脉冲婶当量。64合成速度景的均匀性贯指标合成速叮度的均毅匀性：推插补让运算输泛出的各忙轴进给裂率，经今运动合乔成的实顽际速度瞧（Fr）与给定泳的进给速暮度（F）的符胀合程度犬。速度不敏均匀性怜系数：合成速度跌均匀性系替数应满足租：652、插补根的分类1）脉冲增池量插补（锯行程标量耻插补）2）数字增趟量插补（挖时间标量旬插补）661）脉冲增闲量插补①特点：每次插浩补的结蛛果仅产感生一个胀单位的油行程增趟量（一针个脉冲当量）,以一个一则个脉冲的洪方式输出由给步进电迷机;其基本思想是：用针折线来造逼近曲凝线（包鲜括直线季）;插补速度那与进给速刚度密切相扎关，而且而还受到步绝进电动机迷最高运行常频率的限攀制。当脉冲当谊量为10mm时，采用亩该插补算银法所能获惨得最高进意给速度是4-5m品/min浊;实现方负法较简疲单：通常撇仅用加遗法和移雪位运算猴方法就竿可完成姐插补;用硬件胁实现这绕类运算貌的速度量很快,也有用软蹲件来完成肝这类算法味的。67②方法：逐点比载较法；最小偏差与法；数字积分迫法；目标点岭跟踪法致；单步追综船法等。③用途罢：主要用心于早期腿的采用飘步进电秃机驱动纳的数控痕系统。亩由于此邻算法的历速度指碍标和精烧度指标叹都难以汽满足现低在零件伏加工的晒要求，翼现在的蹈数控系勒统很少眉采用。682）数字粗增量插舰补插补程行序以一纠定的时默间间隔凑定时(插补周枕期)运行，在否每个周期践内根据进陷给速度计冷算出各坐评标轴在下揉一插补周饲期内的位移增量（数字子量）；其基本思想是：用木直线段钥（内接柜弦线，扯内外均愉差弦线专，切线妥）来逼挤近曲线荐（包括兽直线）匙；插补运算牧速度与进楚给速度无逆严格的关桃系。因而半采用这类暴插补算法州时，可达到蛮较高的递进给速狼度（一般可练达10m/min以上）。69数字增量柿插补特点嘴：实现算侵法较脉卡冲增量古插补复半杂，它透对计算泉机的运泳算速度纪有一定邻的要求刘，不过坝现在的摧计算机亿均能满湖足要求帖。插补方象法：数字积分取法(DDA拒)、二阶搅近似插惩补法、仇双DDA插补法、售角度逼近捆插补法、掏时间分割址法等。这拿些算法大遭多是针对鲜圆弧插补脏设计的。适用场底合：交、直还流伺服羞电机为匹伺服驱勿动系统西的闭环漫，半闭舞环数控尖系统，黄也可用钻于以步垂进电机因为伺服溜驱动系民统的开徒环数控楼系统，荒而且，啊目前所讯使用的CNC系统中沙，大多挨数都采餐用这类末插补方阿法。704.4诵.3脉冲增量锋插补算法逐点比较公法是这类致算法最即典型的鹊代表，己它是一赌种最早绒的插补乱算法。原理：CNC系统在万控制过范程中，缝能逐点郑地计算聪和判别樱运动轨缘瑞迹与给沸定轨迹咸的偏差辟，（以渴折线来简逼近直先线或圆陡弧曲线类，它与佩规定的坑直线或退圆弧之圈间的最昂大误差理不超过渣一个脉绒冲当量膨）并根用据偏差粮控制进虹给轴向竭给定轮见廓靠拢如，缩小反偏差，碗使加工香轮廓逼画近给定奏轮廓。71YXF<0F>0m(Xm,Ym)A(Xe,Ye)O若Fm=0，表示加工卡点位于直闸线上；若Fm>0，表示加虏工点位言于直线慢上方；若Fm<0，表示加面工点位降于直线扶下方。若m在直线上1、直线补插补1）偏差露函数构拆造72设在某加蒸工点处，萍有Fm>=0，规定眠向+X方向走衡一步则：Xm+1=Xm+1Ym+1=Ym新的偏赶差：Fm+1=Ym+1Xe–Xm+1Ye=Fm-Ye若Fm<0，规定+Y方向走融一步，挎则有则：Xm+1=XmYm+1=Ym+1新的偏差：Fm+1=Ym+1Xe–Xm+1Ye=Fm+XeYXF<0F>0m(Xm,Ym)Ae(Xe,Ye)O732）终点判杯别直线插补笔的终点判垃别可采用该三种方法泡。①判断插尊补或进给嘴的总步数库；②分别判琴断各坐标拨轴的进给秆步数；③仅判断透进给步数挡较多的坐墨标轴的进尚给步数。743）插补计报算过程插补计算沉时，每走盲一步，都泼要进行以轧下四个步黄骤的逻辑宰运算和算毙术运算，例即：偏差判别丛，坐标进黄给，偏差果计算，终权点判别。偏差判别终点判别进给输出偏差计算终点退出75例对于第务一象限诵直线OA，终点巡寿坐标Xe=6诸,Ye=4，插补从吓直线起点O开始，故F0=0。终点判徒别是判断谎进给总步甜数N=6+谁4=10，将其存涂入终点判辣别计数器军中，每进两给一步减1，若N=0，则停止荷插补。步数判别坐标进给偏差计算终点判别0

F0=0∑=101F=0+XF1=F0-Ye=0-4=-4∑=10-1=92F<0+YF2=F1+Xe=-4+6=2∑=9-1=83F>0+XF3=F2-Ye=2-4=-2∑=8-1=74F<0+YF4=F3+Xe=-2+6=4∑=7-1=65F>0+XF5=F4-Ye=4-4=0∑=6-1=56F=0+XF6=F5-Ye=0-4=-4∑=5-1=47F<0+YF7=F6+Xe=-4+6=2∑=4-1=38F>0+XF8=F7-Xe=2-4=-2∑=3-1=29F<0+YF9=F8+Xe=-2+6=4∑=2-1=110F>0+XF10=F9-Ye=4-4=0∑=1-1=0OA98754321610YX764）不同象四限的直线贴插补计算7778若Fm=0，表示加犬工点位于沟圆弧上；若Fm>0，表示关加工点鄙位于圆妖弧外；若Fm<0，表示加测工点位段于圆弧近内。2、圆弧粮插补1）偏差钓函数构麻造若m在圆弧上XYm（Xm，Ym）ABF>0F<0（X0，Y0）（Xe，Ye）79①逆圆插虎补若Fm≥0，规定向-X方向走生一步若Fm<0，规定向+Y方向走蔬一步②顺圆插如补若Fm≥0，规定向-Y方向走一眨步若Fm<0，规定向+X方向走一甜步802）终点判索别1）判断扣插补或集进给的拣总步数砌：2）分别判设断各坐标蒜轴的进给普步数；3）插补依计算过误程圆弧插遇补计算迟过程和兵直线插掘补计算未过程相米同，即：偏懂差判别传，坐标柴进给，细偏差计鞭算，终平点判别，但是偏仪差计算外公式不件同，且满在偏差泛计算的膨同时还农要进行喜动点瞬杰时坐标留值的计纺算，以华便为下涛一点的饰偏差计歼算做好举准备。81逐点比较假法圆弧插娱补举例对于第浊一象限灭圆弧AB，起点A（4，0），终吓点B（0，4）ABYX44步数偏差判别坐标进给

偏差计算坐标计算终点判别起点

F0=0x0=4,y0=0Σ=4+4=81F0=0-xF1=F0-2x0+1=0-2*4+1=-7x1=4-1=3y1=0Σ=8-1=72F1<0+yF2=F1+2y1+1=-7+2*0+1=-6x2=3y2=y1+1=1Σ=7-1=63F2<0+yF3=F2+2y2+1=-3x3=4,y3=2Σ=54F3<0+yF4=F3+2y3+1=2x4=3,y4=3Σ=45F4>0-xF5=F4-2x4+1=-3x5=4,y5=0Σ=36F5<0+yF6=F5+2y5+1=4x6=4,y6=0Σ=27F6>0-xF7=F6-2x6+1=1x7=4,y7=0Σ=18F7<0-xF8=F7-2x7+1=0x8=4,y8=0Σ=0824）不同理象限的谎直线和早圆弧插营补计算上面讨论谁的为第一孤个象限的纸圆弧插补做计算方法葬，其他三汗个象限的茶圆弧插补蛙计算法，觉可以用相望同的原理裁获得。83844.4俗.4数字增量浅插补算法1、插补朗周期数字增岗量插补江通常采离用时间分割就插补算法，它把加谷工一段直费线或圆弧存的整段时蕉间分为许总多相等的墓时间间隔鞠，该时间爷间隔称为好单位时间覆间隔，即插补周期。在时间分汤割法中，岁每经过一刑个插补周丽期就进行奶一次插补荒计算，计波算出各坐标轴处在一个登插补周废期内的陕进给量，再根据通刀具运动委轨迹与各浩坐标轴的律几何关系车，就可求出各轴茫在一个插皆补周期内匀的进给量。85在闭环泄控制的捧数控机貌床中，键两轴联浮动直线颤和圆弧胶插补运户算，三紧轴联动示的空间下直线插衫补运算星都是采俭用时间齿分割的缓插补方屈法。这种方册法是每票隔时间Tms进行一次瓣插补运算班。即先通肢过速度计痛算，按进恳给速度F（mm/min）计算Tms内的合锁成进给天量f，然后进世行插补纱计算，民算出Tms内各轴荒的进给体量。合成进给伯量f为：86两个问神题：1.如何选豆择插补邪周期？因为插猴补周期桑与插补山精度、氏速度等喘有关。2.如何计谜算在一冰个周期渴内各坐舌标轴的涛增量值感？可根据前派一插补周假期计算出旅的动点位挤置值和本计次插补周厕期内各坐峰标轴的增碌量值，来哀计算本插奶补周期末分的动点位龄置坐标值链。87（1）插补究周期与筝精度、们速度的乖关系数控机床户允许的插补误棋差要求米小于其病分辨率，即一旷个脉冲辨当量。插补周四期短，俘在小半伤径圆弧阀插补时暴允许较趁大的进吵给速度逃。在进转给速度妄、圆弧件半径一遥定的条物件下，插补周期责越短，逼透近误差就惩越小。88（2）插补周别期与插补调运算时间偶的关系从插补误劈燕差来看，弓插补周期T越小越好钞。但插补躁周期必须刑大于插补叛运算所占耻用的CPU的时间以勤及完成其伙它实时任哪务所需的拴时间。系统进行淘轮廓控制城时，CPU除要完成芹插补运算樱外，还必村须实时地竭完成一些四其它工作罩，如显示邀、监控、荐甚至精插颂补。在采用分岸时共享的CNC系统中虽，插补周期一般应为最长插补练运算时间姥的两倍以瞧上。89（3）插补固周期与允位置控可制周期僚的关系位置控惊制周期阵是数控袄系统中踩伺服位祥置环的株采样控雁制周期车。由于插补粉运算的输僵出是位置裁控制的输腾入，因此荐，插补周捆期要么与师位置控制都周期相等孕，要么是扎位置控制耀周期的整虎数倍，只桨有这样才偏能使整个昏系统协调占工作。FANU灯C7M系统采用8ms的插补皇周期和4ms的位置朴采样控晨制周期肉。此时舱，插补迷程序每8ms被调用舌一次，就为下一叨个周期身算出各币坐标轴沃应该行脑进的增畏量长度链；位置刺采样控讯制程序垃每4ms调用一材次，将嘴插补程照序算好巧的坐标帖位置增峡量值除2后再进行赛直线段的精插补。902、时间锡分割直芬线插补珠算法Y轴tms插补进靠给量X轴tms插补进给有量一次插凉补进给壳量91时间分割病插补法插棕补计算结意果，就是求算出下一暴单位时间幸间隔（插票补周期）瓜内各个坐学标轴的进蹈给量。时间分末割插补花法插补驶计算步潮骤：(1)根据加势工指令饰中的速棉度值F，计算插补和周期进给茄量；(2)根据终蛇点坐标芬值xe、ye，计算tana；(3)根据tana计算cosa；(4)计算X轴进给板量Δx；(5)计算Y轴进给量Δy；注意：在进给与速度不变距的情况下墓，各个插健补周期Δx、Δy不变，但头在加减速些过程中是舅要变化的稳。923、时间分危割圆弧插批补算法进给量f相对于R足够小堂，d远小于装一个脉标冲当量污，舍去d；DYi为未知数默，用DYi-1代替。934、三坐暖标联动闸直线插浮补原理三坐标曲联动直甲线插补倡时的进挎给速度率是指刀宏具相对购于工件逆的进给触速度。发因此，返在插补植计算前会，刀具端合成插喇补进给鲁量f已算好哭。在插壤补时，婚只要将f按比例分宫配给各轴戚即可。944.5刀具半射径补偿溪原理4.5宫.1刀具半径柿补偿的概胃念4.5.至2刀具半径粒补偿的常普用方法4.5璃.3彻C刀补的转瓶接形式和析过渡方式95A’B’C”CBAG41刀具G42刀具编程轨迹C’根据按启零件轮著廓编制凯的程序膊和预先兴设定的细偏置参韵数，数焦控装置引能实时浙自动生扬成刀具谋中心轨怖迹的功失能称为瞎刀具半光径补偿狗功能。4.5.凉1刀具半径剧补偿的概后念96实现根辽据编程陡轨迹对屠刀具中捞心轨迹您的控制避免在加耽工中由于产刀具半径胳的变化（挑如由于刀额具损坏而肺换刀等原屑因）而重意新编程的烦麻烦。刀具半孩径误差矮补偿刀具的磨典损或换刀稠引起的刀雨具半径的亮变化，不莫必重新编样程，只须嗽修改相应部的偏置参欲数即可。减少粗、丙精加工程燃序编制的督工作量由于轮廓旧加工往往亏不是一道恒工序能完散成的，在掠粗加工时悠，均要为践精加工工愤序预留加肺工余量。辜加工余量拍的预留可煎通过修改留偏置参数颈实现，而茶不必为粗赶、精加工忧各编制一亏个程序。刀具半径腿补偿功能氏的主要用垄途97刀具因恨磨损、全重磨、坚换新而扣引起刀具直径培改变后，不必聪修改程序彻，只需在乒刀具参数熄设置中输粒入变化后揪刀具直径村。如图所炎示，1为未磨损职刀具，2为磨损后羊刀具，两卖者直径不贝同，只需毙将刀具参毛数表中的房诚刀具半径r1改为r2，即可适覆用同一程伏序。98用同一程安序、同一碌尺寸的刀文具，利用更刀具半径页补偿，可追进行粗、球精加工。尾如图所示另，刀具半访径为r，精加工余状量为△。粗加晨工时，叼输入刀吸具直径D=2（r+△），则加工蜂出虚线轮恩廓。精加全工时，用害同一程序贪、同一刀坚具，但输铃入刀具直血径D=2r，则加工盘出实线忙轮廓。P1——粗加工刀卖心轨迹；P2——精加工话刀心轨崇迹。991、B刀补：刀具中心蛛轨迹的段间连叼接都是筝以圆弧企进行的。算法简单柱，容易实豪现。但是外咳轮廓连接处往久往被加工捧成小圆角；且内按轮廓加妙工时要人为糊的编进害一个辅学助加工毕过渡的童圆弧，且圆弧半慕径要大只于刀具姓半径。4.5膨.2刀具半汽径补偿武的常用染方法1002、C刀补：相邻两羊段轮廓铃的刀具叼中心轨绵迹之间阴用直线进行促连接。B刀补在拴确定刀者具中心宁轨迹时开，采用仗读一段眠，算一盐段，再挠走一段做的处理泛方法。C刀补采用绸的方法是鱼：一次对肯两段进行罪处理，即解先预处理集本段，然锋后根据下炕一段的方债向来确定轻其刀具中腥心轨迹的段间过熔渡状态，从而完恋成了本段朽的刀补运蔑算处理，腊然后再从株程序段缓说冲器再读貌一段，用棵于计算第伐二段的刀漂补轨迹，伤以后按照劫这种方法暮进行下去勺，直至程狠序结束为勿止。1011、转接字形式：在一般的CNC装置中窃，均有骄圆弧和弄直线插夸补两种戏功能。而C机能刀叠补的主德要特点宽就是来惕用直线揪过渡，穗由于采败用直线竟过渡，鸡实际加为工过程痕中，随榴着前后淘两编程彼轨迹的嫁连接方难法的不房诚同，相劫应的加洒工轨迹从也会产捞生不同乓的转接插情况：4.5.僻3C刀补的转要接形式和岁过渡方式直线与园磨弧园弧与园降弧直线与直祖线园弧与嘱直线1022、转接方腊式轨迹过相渡时矢桨量夹角a的定义：指两编程李轨迹在交源点处非加智工侧的夹畅角a。a刀具中心轨迹编程轨迹非加工侧加工侧a非加工侧编程轨迹刀具中心轨迹加工侧103根据两砖段程序乳轨迹的曲矢量夹赢角a和刀补方郊向的不同逆，又有以糖下几种转决接过渡方者式：缩短型：矢量夹角a≥180管°伸长型：矢量夹角90°≤a＜180°插入型：矢量夹角a＜90°104缩短型：矢量夹角a≥180讽°刀具中心甚轨迹短于欣编程轨迹辰的过渡方么式。105伸长型黎：矢量夹鉴角90°椅≤a＜180厘°刀具中心升轨迹长于婚编程轨迹航的过渡方松式。106插入型殿：矢量夹测角a＜90°在两段遣刀具中衬心轨迹讲之间插猎入一段畜直线的疗过渡方膏式。107108读入OA，判断出团是刀补建肺立，继续返读下一段纤。读入AB，因为顿∠OAB＜90o，且又是误右刀补（G42），由表金可知，此概时段间转南接的过渡粒形式是插苹入型。则侵计算出a、b、c的坐标值迁，并输出捏直线段oa、ab、bc，供插补尿程序运行虎。BcbAOCDEaC功能刀具圾半径补偿六的实例109读入BC，因为∠ABC＜90o，同理牛，由表深可知，垫段间转幕接的过筹渡形式吧是插入混型。则挎计算出