1.數(shù)控機(jī)床的工作原理

　　　　　　　圖1 數(shù)控機(jī)床的工作原理

　　　　　　　圖2 一段曲線的

1.1 數(shù)控系統(tǒng)的工作過程

1）輸入：零件加工程序一般通過DNC從上一級計算機(jī)輸入而來。

2）譯碼：譯碼程序?qū)⒘慵庸こ绦蚍g成計算機(jī)內(nèi)部能識別的語言。

3）數(shù)據(jù)處理：包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算以及輔助功能的處理。

4）插補(bǔ)：是在已知一條曲線的種類、起點、終點以及進(jìn)給速度后，在起點和終點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化。

5）伺服輸出：伺服控制程序的功能是完成本次插補(bǔ)周期的位置伺服計算，并將結(jié)果發(fā)送到伺服驅(qū)動接口中去。

1.2 數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理簡介

　　什么是插補(bǔ)？為什么要進(jìn)行插補(bǔ)？

　　插補(bǔ)：在實際加工中，用一小段直線或圓弧去逼近(擬合)零件輪廓曲線，即直線或圓弧插補(bǔ)。

　　插補(bǔ)的任務(wù):就是根據(jù)進(jìn)給速度的要求，在輪廓起點和終點之間計算出若干個中間點的坐標(biāo)值。

2.現(xiàn)代CNC系統(tǒng)插補(bǔ)的實現(xiàn)方法

(1)由硬件和軟件的結(jié)合實現(xiàn)；

(2)全部采用軟件實現(xiàn)。

3.插補(bǔ)算法分類：

　　目前應(yīng)用的插補(bǔ)算法分兩大類：脈沖增量插補(bǔ)、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)

　(1)脈沖增量插補(bǔ)：

　　每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個行程增量，以一個個脈沖的方式輸出給步進(jìn)電機(jī)。

　　如逐點比較法和數(shù)字微分分析器 (Digital Differential Analyzer 簡稱：DDA) 方法

　　　　　　　　　　　圖3 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

　(2)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) (或稱：時間分割法)適合于閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　1)插補(bǔ)原理：它是把加工一段直線或圓弧的整段時間t細(xì)分為許多相等的時間間隔，即：單位時間間隔(插補(bǔ)周期T)。每經(jīng)過T進(jìn)行一次插補(bǔ)計算，直到加工終點(如圖2所示)。

　2)特點：

　　①插補(bǔ)運算分兩步完成：第一步：粗插補(bǔ)，第二步：精插補(bǔ)。

　　②粗插補(bǔ)：在給定的起點和終點的曲線之間插入若干個點用若干條微小直線段來逼近給定曲線，每小段直線長度ΔL(即步長)相等，并與進(jìn)給速度V有關(guān)，加工一小段直線的時間為一個插補(bǔ)周期T，則ΔL=VT。

　　③每經(jīng)過一個插補(bǔ)周期就進(jìn)行一次插補(bǔ)計算，算出在該插補(bǔ)周期內(nèi)各坐標(biāo)的進(jìn)給量，邊計算，邊加工。

　　④精插補(bǔ)：在粗插補(bǔ)時算出的每條微小直線段上，再做“數(shù)據(jù)點的密化”工作。

4.逐點比較法舉例

(1)逐點比較法

　　就是每走一步都要將加工點的瞬時坐標(biāo)同規(guī)定的圖形軌跡相比較，判斷其偏差，然后決定下一步的走向；如果加工點走到圖形外面去了，就要向圖形里面走；如果加工點在圖形里面，就要向圖形外面走(如圖4所示)。

　　　　　　　圖4 逐點比較法

　　　　　圖5 逐點比較法直線插補(bǔ)

(2)逐點比較法直線插補(bǔ)

　　插補(bǔ)原理：以第1象限直線為例，每進(jìn)給一步需要進(jìn)行四步：偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、新偏差運算、終點比較(如圖5所示)。