文档介绍：1 设计要求
设计要求
(1)设计出逐点比较法插补软件流程图;
(2)编写出逐点比较法插补程序;
(3)要求用软件能够实现任意象限圆弧(G03)的插补计算;
(4)要求软件能够处理特殊轮廓的插补,例如坐标中任意圆弧等;
(5)插补结果要求能够以图形模拟进行输出。
2 设计目的
设计目的
(1)了解连续轨迹控制数控系统的组成原理;
(2)了解逐点比较法插补的基本原理;
(3)掌握逐点比较法插补的软件实现方法。
3 总体方案比较
各多种方案的特点
第一:采用逐点比较法插补。逐点比较法的基本原理是被控对象在按要求的轨迹运动时,每走一步都要与规定的轨迹进行比较,由此结果决定下一步移动的方向。逐点比较法既可以作直线插补又可以作圆弧插补。这种算法的特点是,运算直观,插补误差小于一个脉冲当量,输出脉冲均匀,而且输出买成速度变化小,调节方便,因此在两坐标数控机床中应用较为普遍
第二:数学积分法插补。又称为微分分析法。这种插补方法可实现一次、二次、甚至高次曲线的插补,也可以实现多坐标联动控制。只要输入不多的几个数据,就能加工出圆弧等形状较为复杂的轮廓曲线。作直线插补时,脉冲分配也较均匀。
第三:数据采样插补。数据采样插补实际上是一种粗插补过程,它所产生的微小线段仍然比较大,必须进一步对其密化(即精插补)。粗插补算法比较复杂,
大多用高级语言编制;精插补算法比较简单,多用汇编语言或硬件插补器实现。
方案选择
根据课题要求,对逆圆插补。根据两种方案的比较,都是很好的方法,但由于圆是二次,用采用逐点比较法插补进行设计比较方便、简单,所以根据各种插补方法的特点,选择用逐点比较法来实现。
4 C系统硬件原理图
C系统结构框图
原理图极其说明
共享总线机构,只有主模块有权控制系统的总线,在某一时刻只能有一个猪模块占有总线。共享总线结构的模块之间的通行,主要依靠存储器的实现,采用公共存储器的方式。共享存储器结构,采用多端口存储器来实现各CPU之间的互连和通信,每个端口配有一套数据、地址、控制线,以端口访问,由多端控制逻辑电路解决访问冲突。
管理模块:C系统工作的模块,主要功能包括:初始化、中断管理、总线裁决、系统出错识别和处理、系统硬件与软件诊断等;
插补模块:该模块用于在插补完成前,进行零件程序的译码、***补偿、坐标位移量计算、进给速度处理等预处理,然后进行插补计算,并给顶各坐标轴的位置
值;
位置控制模块:对坐标位置给定值与由位置检测到的实际位置值进行比较并获得差值,进行自动加减、回基准点、对伺服系统滞后量进行监视和漂移补偿,然后得到速度控制的模块电压,去驱动进给电动机;
PLC模块:零件程序的开关量(S、M、T)和机床面板来的信号在这个模块中进行逻辑处理,实现机床电器的启、停控制,***交换,转台分度,工件数量和运转时间的次数等;
命令与数据输入/输出模块;指零件程序、参数和数据,各种操作指令的输入/输出,以及显示所需要的各种接口电路;
存储器模块:指程序和数据的主存储器,或功能模块数据传送用的共享存储器
5 逐点比较法直线插补原理
逐点比较法的基本原理是被控对象在按要求的轨迹运动时,每走一步都要与规定的轨迹进行比较,由此结果决定下一步移动的方向。逐点比较法既可以作直线插补又可以作圆弧插补。这种算法的特点是,运算直观,插补误差小于一个脉冲当量,输出脉冲均匀,而且输出买成速度变化小,调节方便,因此在两坐标数控机床中应用较为普遍。
逐点比较法圆弧插补原理
加工一个圆弧,很容易令人想到用加工点到圆心的距离与该圆弧的名义半径相比较来反映加工偏差。设要加工图3-1所示的第一象限逆时针走向的圆弧AB,半径为R,以圆点为圆心,起点坐标为A(,),在xy坐标平面第一象限中,点的加工偏差有以下3种情况。
若加工点正好落在圆弧上,则下式成立,即
若加工点落在圆弧外侧,则,即
若加工点落在圆弧内侧,则,即
将上面各式分别改写为下列形式,即
(在圆弧上)
(在圆弧外侧)
(在圆弧外侧)
取加工偏差判别式为
若点在圆弧外侧或圆弧上,则满足的条件时,向轴发出一负向运动的进给脉冲;若点在圆弧内测,即满足条件的条件时,则向轴发出一正向运动的进给脉冲。为了简化偏差判别式的运算,仍用递推法来推算下一步新的加工偏差。
设加工点在圆弧外侧或圆弧上,则加工偏差为
故轴必须向负方向进给一步,移动到新的加工点,其加工偏差为
…………………………………………(5-1)
设加工点在圆弧的内测,则。那么y轴须向正向进给一步,移到新的加工点,其加工偏差为
…………………………………………(5-2)
根据式(3-)及式(3-)可