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CNC係統直紋麵插（chā）補運算的速度控製方法研究

2017-12-11 來源：吉林農業科技學院機械（xiè）工程學院作者：雷立（lì）群

摘（zhāi）要:線接觸加工是一種新的加工（gōng）方法,是利用（yòng）銑刀側刃一次走刀（dāo）完成對直紋麵的加（jiā）工,利用該方法實現的（de）數控係統（tǒng）所采（cǎi）用（yòng）的是（shì）複合插補方法（fǎ）。空間直線插補和（hé）圓（yuán）弧插補是複合插補方法的基礎,文中（zhōng）深入研究了空間直線（xiàn）插補（bǔ）和圓弧插補算法及插補過程中的速度處理方式,並利用這種插補方法實現了（le）全軟件數控係統,實驗（yàn）證（zhèng）明該插補方法是合理可（kě）行的。

關鍵詞:數控係（xì）統（tǒng）;線接觸加工;插補;速度（dù）控製

1 、引言

數控係統是一（yī）種典型的多任務（wù）實時控製係（xì）統（tǒng）,係統中的強實時（shí）控製部分主要是插補運算和位置（zhì）控製脈衝的輸出「1〕。眾所周知,插（chā）補是（shì）數控機床控製刀（dāo）具運動軌跡的核心,線（xiàn）接觸加工數控（kòng）係統（tǒng）具有利用一條（tiáo）數控（kòng）代碼即可實現對空間可展直紋麵加工的特殊功能,對可展（zhǎn）直紋麵的加工（gōng）,在插補方法上采用了複合插（chā）補方式圓。由於空間直線插補和（hé）圓弧（hú）插補算法和方法是複合插補的基礎,文中深人研究了空（kōng）間直線插補（bǔ）和（hé）圓（yuán）弧插補算法及插補過程中的速度處理方式（shì）。

2、速度控製

速度處理因數控（kòng）係統的不同而存（cún）在很大的差異。線接（jiē）觸加工數控係統在速度處理上是（shì）通過將（jiāng）數控程序給出的速度F值(單位:mm/min)折（shé）算出在每個（gè）插補周期上實際應發脈衝（chōng）的個數來實現的。數（shù）控係統中每發（fā）出一（yī）個脈衝,伺服電（diàn）機就轉過一定的角度,從而帶（dài）動機床（chuáng）坐標向前移動一個脈衝（chōng）對應的距離(稱之為脈衝當量,這裏用、teP表（biǎo）示,單（dān）位（wèi）:林m)。通過程（chéng）序中給定的速度計（jì）算出實際應（yīng）發的脈衝個數是:

(1)空間直線插（chā）補速度增量的計算:根據圖1,首先計算出直線段在各個坐標（biāo）軸上的（de）方向餘弦為:

圖1 DDA空間直線插補原理

式中△眾（zhòng）、△勿、△乙一各坐標軸在每個插卒卜周期的運動步長。

(2)圓弧插補的速度增（zēng）量:在圓弧插補時,其速度增（zēng）量值V值,即每個插補周期速（sù）度的累加（jiā）量,是小於一（yī）個脈衝的數值,例如當插補周期是25人了尹Z,速度是60mm加in時,速度的增量值（zhí）為.004,即在（zài）每個插補周期（qī）結束時,伺服驅動應向外發送.004個脈衝當量。

3、空（kōng）間直線插補（bǔ）

對空間直線（xiàn）和圓弧插補采用（yòng）的是數字積分(DDA)插補法。數字積分法又稱為數字微分分析器法,是利用數字積分的原理,計算（suàn）刀具沿坐標（biāo）軸的位移,使刀具沿著所加工的軌跡運（yùn）動。采（cǎi）用數字積分法（fǎ）進（jìn）行插補,運算速度快、易於（yú）實現（xiàn）多坐標軸聯動或多坐標空間曲線的插補「3一4〕。此外,DDA插補法每次插補輸出單個脈衝,這在進行多（duō）坐標聯動時,容易做到使（shǐ）各（gè）坐標軸的脈衝均勻分配。線接觸加工中（zhōng）,對這種方法進行了適當的改進,使其更好的適（shì）合於全軟件數控係統的加工控製。數字積（jī）分插補法利用的是高（gāo）等數學求函數廠五習對二積分的原理,如圖2所示, Y=F(X)的積分就是此函數曲線與x軸圍成的麵積S,如公式所（suǒ）示（shì）。