CNC设备的数据预处理

2017-04-15 18:12分类：机械维修阅读：

CNC设备操控刀具有对于工件作出契合零件概括轨道的相对运动是经过插补实时操控完毕的，而插补所需信息(如曲线的种类、起点完毕坐标、进给速度等)，则是经过预处理得到。预处理包含零件程序的输入、译码、刀具(半径、长度)抵偿核算和坐标系改换等。
一、零件程序的输入
1．概述
零件程序的输入，对于前期的数控设备是运用纸带阅览机和键盘进行的。现代数控设备则可经过通讯办法或其它输入设备完毕。纸带阅览机和键盘输入大都选用接连办法，由相应的接连效劳程序完毕输入。输入进程信息流如图4－30所示。
2．数据寄存办法
在零件程序存储器中能够贮存多个零件程序，零件程序通常是按次第寄存的。为了便当零件程序的调用，在零件程序存储器中还拓荒了目录0区，在目录中按固定格局寄存着相应零件程序的有关信息，构成目录表。目录表的每一项对应于一个零件程序，记载了该零件程序的程序称谓，它在零件程序存储器中的首地址和末地址等信息。
3．零件加工程序的批改
将零件加工程序输入后，常常需对该程序批改。批改作业首要有：刺进(Insert) 、删去(Delete)、批改(Edit)、更换(Replace)等。
二、译码
译码程序又称翻译程序，它把零件程序段的各种工件概括信息(如起点、完毕、直线或圆弧等)、加工速度F和其它辅佐信息(M、S、T)按必定规矩翻译成核算机体系能辨认的数据办法，并按体系规矩的格局放在译码作用缓冲器中。译码有阐明和编译两种办法。阐明办法是将输入程序整改成某种办法，在施行时，由核算机次第取出进行剖析、差异和处理，即一边阐明，一边施行。批改办法是将输入程序作为源程序，对它进行编译，构成由机器指令构成的意图程序，然后核算机施行这个意图程序。
三、刀具抵偿原理
1．刀具抵偿的根柢原理
编制零件加工程序时，通常只思考零件的概括外形，即零件程序段中的规范信息取自零件概括线。但是实习切削操控时，是以刀具基地为操控基地的，这么刀具和工件之间相对切削运动实习构成的轨道就不是零件概括线了，而是违背了一个刀具半径值。因而，CNC设备有必要能够依据零件概括信息和刀具半径主动核算基地轨道，使其主动偏移零件概括一个刀具半径值。这种偏移核算称为刀具半径抵偿。
刀具抵偿有刀具半径抵偿和刀具长度抵偿两有些。
2．B功用刀具半径抵偿核算
B刀具半径抵偿为根柢的刀具半径抵偿，它依据程序段中零件概括规范和刀具半径核算出刀具基地的运动轨道。对于通常的CNC设备，所能完毕的概括操控仅限于直线和圆弧。对直线而言刀具抵偿后的刀具基地规迹是与原直线相平行的直线，因而刀具抵偿核算只需核算出刀具基地轨道的起点和完毕坐标值。对于圆弧而言，刀具抵偿后的刀具基地轨道是一个与原圆弧同心的一段圆弧，因而对圆弧的刀具抵偿核算只需求核算出刀具抵偿后圆弧的起点和完毕坐标值以及刀具抵偿后的圆弧半径值。
直线的B刀具半径抵偿如图4-12所示。被加工直线段的起点为原点O（0，0），完毕A的坐标为（x，y），假定上一程序段加工完后，刀具基地在点O1且坐标值已知。刀具半径为r，现核算刀具抵偿后直线O1A1的完毕坐标（x1，y1）。设刀具抵偿矢量AA1的投影坐标为Dx和Dy，则

因为

则有

圆弧的B刀具半径抵偿如图4-13所示。设被加工圆弧的圆心坐标为（0，0），圆弧半径为R，圆弧起点为A（x0，y0），完毕为B（x e，ye），刀具半径为r。

设A1（xo1，yo1）为前一段程序刀具基地轨道的完毕，且坐标为已知。由所以圆角过渡，A1点必定在半径OA或其延伸线上，与A点的间隔为r。A1点即为本段程序刀具基地轨道的起点。如今核算刀具基地轨道的完毕B1（xe1，ye1）和半径R1。因为B1在半径OB或其延伸线上，三角形△OBP与△OB1P1相似。依据相似三角形定理，有

则有

以上为刀具倾向圆外侧的状况，刀具倾向圆内侧时与此相似。
3．C功用刀具半径抵偿核算
C刀具半径抵偿则能主动处理两个相邻程序段之间联接（即尖角过渡）的各种状况，并直接求出刀具基地轨道的转接交点，然后再对正本的刀具基地轨道作伸长或缩短批改。
数控体系中C刀具半径抵偿办法如图4-14所示，在数控体系内，设置有作业寄存器AS，寄存正在加工的程序段信息；刀补寄存器CS寄存下一个加工程序段信息；缓冲寄存器BS寄存着再下一个加工程序段的信息；输出寄存器OS 寄存运算作用，作为伺服体系的操控信号。因而，数控体系在作业时，老是一同存储有接连三个程序段的信息。

当CNC体系主张后，榜首段程序首要被读入BS，在BS中算得的榜首段编程轨道被送到CS暂存，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨道。接着，对榜首、二段编程轨道的联接办法进行差异，依据差异红果再对CS中的榜首段编程轨道作相应的批改，批改完毕后，次第地将批改后的榜首段编程轨道由CS送到AS，第二段编程轨道由BS送入CS。随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算作用送往伺服组织以完毕驱动动作。当批改了的榜首段编程轨道初步被施行后，运用插补空位，CPU又指令第三段程序读入BS，随后又将BS、CS中的第三、第二段编程轨道的联接办法，对CS中的第二段编程轨道进行批改。如此往复，可见C刀补作业状况CNC设备内老是一同存有三个程序段的信息，以确保刀补的完毕。
在详细完毕时，为了便于交点的核算以及各种编程状况进行概括剖析，从中找出规矩。有必要将C刀具半径抵偿办法中悉数的输入轨道当作矢量进行剖析。显着，直线段自身便是一个矢量，而圆弧则将圆弧的起点、完毕、半径及起点到完毕的弦长都作为矢量。刀具半径也作为矢量，在加工进程中，它一贯笔直于编程轨道，巨细等于刀具半径，方向指向刀具圆心。在直线加工时，刀具半径矢量一贯笔直于刀具的移动方向；圆弧加工时，刀具半径矢量一贯笔直于编程圆弧的瞬时切点的切线，方向一贯在改动。
4. 刀具长度抵偿的核算
所谓刀具长度抵偿，便是把工件概括按刀具长度在坐标轴(车床为X、Z轴)上的抵偿重量平移。对于每一把刀具来说，其长度是必定的，它们在某种刀具夹座（刀柄）上的设备方位也是必定的。因而在加工前可预先别离测得装在刀架上的刀具长度在X和Z方向的重量，即X刀偏和Z刀偏。经过MDI将X和Z输入到CNC设备，从CNC设备的刀具抵偿表中调出刀偏值进行核算。数控车床需对X轴、Z轴进行刀具长度抵偿核算，数控铣床只需对Z轴进行刀具长度抵偿核算。
四、实时处理前的其它估量算
实时处理(插补)前除进行译码、刀具抵偿核算等数据预处理外，还有其它一些必要的估量算。如坐标系改换、纷歧样程编办法的处理以及对一些辅佐功用的处理等。