文档介绍：第二章数控系统数控刀补原理
第二章数控系统及工作原理
第一节概述
第二节数控插补原理
第三节数控补偿原理
第四节位移与速度检测
第五节伺服驱动与控制
第六节 CNC装置
第七节 CNC系统中的可编程控制器正号，G44指令对应取负号。
（2-15）
（2-16）
***长度补偿原理为：编程员按式（2-16）计算***Ⅱ的长度补偿值W3，并输入到对应的刀补寄存器中，当CNC装置执行***长度补偿指令时，数控装置按式（2-15）计算Z轴终点坐标W2，使刀位点B运动到平面M。
四、***半径补偿原理
1．***半径补偿的作用
在数控铣床上用圆柱铣刀加工母线为任意曲线的平面轮廓时，刀位点轨迹应该是轮廓线的等距线；
使用圆头车刀车削零件表面，并将刀位点选为车刀的圆弧切削刃圆心时，与上述情况相同。
如图2-14所示。
2．***半径补偿的刀位点计算
如图2-15所示，设***半径补偿值为r。当零件轮廓线是直线或圆弧时，刀位点的轨迹线形不变，分别是与零件轮廓线距离为r的等距直线和与零件轮廓线半径差为r的等距同心圆弧。
***半径补偿中刀位点一般采用矢量方法计算。
3．B功能***半径补偿与C功能***半径补偿
零件轮廓常由多段直线和圆弧组合而成，***半径补偿时涉及两段基本轮廓线连接点处刀位点轨迹如何转接的问题，如图2-15a所示。
可采用两种方法处理两段轮廓线连接点处刀位点轨迹的转接：
采用圆弧过渡转接，称为B功能***半径补偿。
考虑两段刀位点轨迹的具体情况，采用缩短、延长和插入一段直线段完成转接，称为C功能***半径补偿。
目前，CNC装置普遍采用C功能***半径补偿。
根据C功能***半径补偿的需要，除译码缓冲区BS外，在CNC装置的内存中又增设了刀补缓冲区CS、插补缓冲区AS和输出缓冲区OS。
4．C功能***半径补偿指令的执行
第二章数控系统及工作原理
第一节概述
第二节数控插补原理
第三节数控补偿原理
第四节位移与速度检测
第五节伺服驱动与控制
第六节 CNC装置
第七节 CNC系统中的可编程控制器（PLC）
第四节位移与速度检测
位移检测装置是闭环和半闭环控制的CNC系统的重要组成部分
在闭环（包括半闭环）伺服系统中，除位置检测外，还需要检测并反馈执行部件的运动速度，构成速度的闭环反馈控制。
检测装置的分类
一、概述
直线型 VS 回转型
数字式 VS 模拟式
绝对式 VS 增量式
二、直线光栅
物理光栅：刻线细而密，栅距(两刻线间的距离)～，主要用于光谱分析和光波波长的测量。
计量光栅：刻线相对较粗，～，主要用于高精度位移的检测，是数控进给伺服系统使用较多的一种检测装置。
直线光栅：用于直线位移的检测
圆光栅：用于角位移的检测
…
…
1．直线光栅的结构和特点
按光路不同，直线光栅分透射光栅和反射光栅。
光栅检测装置：标尺光栅 + 光栅读数头
标尺光栅：
透射标尺光栅：光学玻璃；刻线平行，间距相等；光透射；栅距P；常用线纹密度为100～250条/mm。
反射标尺光栅：钢尺或不锈钢带；光反射和漫射；常用的刻线密度为25～50条/mm。
光栅读数头：又叫光电转换器，可把光栅莫尔条纹变为电信号；由光源，透镜、指示光栅(与标尺光栅结构相同，但尺寸短，安装在不同部件上）、光敏元件和驱动线路组成。
透射：垂直入射读数头、分光读数头和镜像读数头。
反射：反射读数头。
垂直入射读数头的结构原理图
标尺光栅
2．直线光栅的工作原理
莫尔条纹：两光栅尺平行放置，使刻线相对旋转一个很小的角度θ，在光的照射下，在光栅尺的另一侧、在与刻线垂直的方向上形成明暗交替的粗大条纹，即莫尔条纹；当两光栅尺左右相对移动时，莫尔条纹上下滚动。
莫尔条纹是由挡光效应或光的衍射形成的。
当栅距与光的波长接近时，莫尔条纹由光的衍射形成；
当栅距比光的波长大得多时，莫尔条纹由挡光效应形成。
计量光栅的莫尔条纹一般都基于挡光效应。
莫尔条纹具有如下特性：
明暗相间的摩尔条纹光强分布近似余弦函数：
摩尔条纹具有放大作用：
摩尔条纹具有误差均化作用；
摩尔条纹的移动方向与光栅尺的移动方向相垂直，且两光栅尺相对移动一个栅距P，摩尔条纹上下移动一个莫尔条纹宽度W 。
+
摩尔条纹信号的转换：
检测莫尔条纹的位移可间接获得两光栅尺的相对位移。
采用光敏元件及相应的驱动电路将光强度信号转换为成比例的电压信号：
在宽度