课件：计算机数控系统的工作流程讲解

第四章

工艺智能规划与智能数据库07

计算机数控系统的工作流程4-6计算机数控系统的工作流程

1．计算机数控系统的组成

计算机数控系统简称CNC系统，它由零件加工程序，输入输出设备，CNC装置，可编程序控制器，主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。2．计算机数控系统的工作过程

（1）CNC装置的组成

CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件，硬件便无法工作，两者缺一不可。硬件组成软件组成（2）CNC装置的工作过程3．CNC装置可执行的功能

（1）基本功能①控制功能⑥主轴功能②准备功能⑦辅助功能③插补功能⑧字符显示功能④进给功能⑨自诊断功能⑤刀具功能⑩补偿功能及固定循环功能

（2）选择功能

①图形显示功能

②通信功能

③人机对话编程功能

2.2.2刀具补偿原理

数控系统的刀具补偿功能主要是为简化编程，方便操作而设置的，包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。1．刀具半径补偿

（1）刀具半径补偿的概念（2）刀具半径补偿的执行过程①刀补建立②刀补进行③刀补撤消

（3）B功能刀具半径补偿

B功能刀具半径补偿为基本的刀具半径补偿，它仅根据本段程序的轮廓尺寸进行刀具半径补偿，计算刀具中心的运动轨迹。

C刀补能自动地处理两个程序段刀具中心轨迹的转换，编程人员可完全按工件的轮廓编程。下图所示为直线与直线连接时各种转接的情况，编程轨迹为OA→AF。

（4）C功能刀具半径补偿2．刀具长度补偿的概念

长度补偿是用来补偿刀具长度差额的一种功能。当刀具磨损或更换后，加工程序不变，只须修改数控机床中刀具长度补偿的数值，通过刀具长度补偿这一功能实现对刀具长度差额的补偿。2.2.3插补原理（１）插补的基本概念插补就是按规定的函数曲线或直线，对其起点和终点之间，按照一定的方法进行数据点的密化计算和填充，并给出相应的位移量，使其实际轨迹和理论轨迹之间的误差小于一个脉冲当量的过程。1．概述（2）插补方法的分类

①脉冲增量插补脉冲增量插补亦称行程增量插补，它适应于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。②数字增量插补特点是插补运算分两步完成。第一步是粗插补，即在给定起点和终点的曲线之间插入若干点，用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每一微小直线段的长度相等，且与给定的进给速度有关，粗插补在每个插补运算周期中计算一次。第二步为精插补，它是在粗插补时算出的每一微小直线段上再做“数据点的密化”工作，这一步相当于对直线的脉冲增量插补。这种插补算法可以实现高速、高精度控制，因此适于以直流伺服电机或交流伺服电机为驱动装置的半闭环或闭环数控系统。

3．逐点比较法

每控制机床坐标进给一步，都要完成四个工作节拍:

偏差判别→坐标进给→偏差计算→终点判别

例如，插补直线段的起点为（0，0），终点为（4，2），整个计算流程与节拍如表2.1所示。插补轨迹如图2.12所示。表2.1直线插补计算表节拍判别函数进给方向偏差计算终点判别起始F0

=0n=Xe+Ye=61F0

=0+XF1

=F0-Ye=0-2=-2n=6-1=52F1=-2<0+YF2

=F1+Xe=-2+4=2n=5-1=43F2

=2>0+XF3

=F2-Ye

=2-2=0n=4-1=34F3=0+XF4

=F3-Ye

=0-2=-2n=3-1=25F4=-2<0+YF5

=F4+Xe=-2+4=2n=2-1=16F5=2>0+XF6

=F5-Ye

=2-2=0n=1-1=0图2.12直线插补轨迹例如，插补起点（Xo=4，Yo=1）至终点（Xe=1，Ye=4）的一段圆弧，整个计算流程如表所示，插补轨迹如图所示。表2.4圆弧插补计算表节拍判别函数进给方向偏差与坐标计算终点判别起始F0=0Xo=4Yo=1n=Xe+Ye=61F0=0-XX1=3Y1=1F1=F0

–2X0+1=-7n=6-1=52F1=-7<0+YX2=3Y2=2F2=F1+2Y1+1=-4n=5-1=43F2=-4<0+YX3=3Y3=3F3=F2+2Y2+1=1n=4-1=34F3=1>0-XX4=2Y4=3F4=F3

–2X3+1=-4n=3-1=25F4=-4<0+YX5=2Y5=4F5