Круговой интерполятор

 

Оценочная функция кругового интерполятора имеет следующий вид

 

 (3.1)

 

Где

 

 

 

квадрат расстояния от центра системы координат ХУ, совмещенной с центром описываемой окружности, до текущей точки ступенчатой (действительной) траектории движения режущего инструмента;  и  координаты текущей точки ступенчатой траектории движения режущего инструмента;  квадрат радиуса заданной дуги окружности. В зависимости от знака оценочной функции плоскость ХУ может быть разбита на три области.

Первая область вне дуги, где F>0.

Вторая область под дугой, где F<0.

Третья область на дуге, где F=0.

Применим для кругового интерполятора алгоритм работы аналогичный алгоритму работы линейного интерполятора.

Круговой интерполятор имеет 8 режимов работы: четыре квадранта и в каждом квадранте режущий инструмент может двигаться по и против часовой стрелки.

Для примера рассмотрим один режим работы: первый квадрант с движением режущего инструмента против часовой стрелки из точки в точку .

Если предположить, что круговой интерполятор имеет возможность запоминать по какой координате был сделан предыдущий шаг, то исходную оценочную функцию можно упростить и представить в виде двух функций как это было при линейной интерполяции.

1. Предположим, что предыдущий шаг был сделан по оси Х. Тогда координата текущей точки траектории движения режущего инструмента для рассматриваемого режима будет равна координате предыдущей точки минус одна дискрета

 

=

 

так как с каждым шагом координата Х уменьшается на одну дискрету и в конечном счете должна стать равной нулю. Подставим данное выражение в уравнение (3.1).

 

 

Следовательно, после очередного шага по оси Х в режиме первого квадранта при движении против часовой стрелки новое значение оценочной функции рассчитывается как значение оценочной функции до шага, минус удвоенное значение текущей координаты по оси Х и плюс одна дискрета.

2. Предположим, что предыдущий шаг был сделан по оси У. Тогда координата текущей точки траектории движения режущего инструмента будет равна координате предыдущей точки плюс одна дискрета

 

+1 =  + 1

 

так как с каждым шагом координата У увеличивается на одну дискрету и в конечном счете должна стать равной радиусу дуги. Подставим данное выражение в уравнение (3.1)

 

 

Следовательно, после очередного шага по оси У в режиме первого квадранта при движении против часовой стрелки новое значение оценочной функции рассчитывается как значение оценочной функции до шага, плюс удвоенное значение текущей координаты по оси У и плюс одна дискрета.

Пример. Рассчитать и построить траекторию движения режущего инструмента если заданы координаты начальной  =4,  = 3 и конечной  = 0, = 5 опорных точек дуги.

1.В начальный момент времени, когда режущий инструмент находится в опорной точке  , оценочная функция равна нулю. Шаг делается по оси Х. После этого рассчитывается новое значение текущей координаты по этой оси и новое значение оценочной функции

 

 =  = 4;  = − 2  + 1 = 0 − 2 ⋅ 4 + 1 = −7.

 

 

2.  < 0; шаг по оси У;

 

 =  = 3; =  + 2  + 1 = −7 + 2 ⋅ 3 + 1 = 0;

 

3.  = 0; шаг по оси Х;  =  − 1 = 4 − 1 = 3;

 

=  − 2  + 1 = 0 − 2 ⋅ 3 + 1 = −5;

 

4.  < 0; шаг по оси У;  =  + 1 = 3 + 1 = 4;

 

= + 2  + 1 = −5 + 2 ⋅ 4 + 1 = +4

 

5. > 0; шаг по оси Х;  =  − 1 = 3 − 1 = 2;

 

=  − 2  + 1 = +4 − 2 ⋅ 2 + 1 = +1;

 

6.  > 0; шаг по оси Х; = − 1 = 2 − 1 = 1;

 

=  − 2 ⋅ Χ 4 + 1 = +1 − 2 ⋅ 1 + 1 = 0.

 

Круговой интерполятор будет работать до тех пор, пока не произведет столько шагов по осям координат, сколько требуется для перемещения режущего инструмента из начальной в конечную опорные точки дуги окружности (по оси Х четыре дискреты и по оси У две дискреты в данном примере). Как и при линейной интерполяции, при круговой интерполяции значения координат опорных точек траектории участвуют в расчете новых значений оценочной функции в своих абсолютных значениях. Номера квадрантов и направление движения режущего инструмента учитываются оценочной функцией.

Структура программы

 

В устройствах ЧПУ в качестве языка программирования используется код ИСО-7 бит. Этот код разработан международной организацией стандартов для всего мира. Он имеет 256 кодовых комбинаций, из которых рабочими являются приблизительно только 42. Остальные являются запретными. Это код двоичный, равномерный с 7 информационно несущими двоичными разрядами и одним разрядом защиты по паритету. Код имеет возможность обнаруживать единичные помехи (dmin=2, r=1).

Назначение управляющих программ (УП) - задание исходных данных и их последовательности выполнения для осуществления управления работой станка в автоматическом режиме.

Управляющая программа оперирует двумя видами информации:

1. геометрической (координаты опорных точек траектории, величины перемещения режущего инструмента, координаты исходной точки движения режущего инструмента и т.д.).

2. технологической (частота вращения силового привода, скорость подачи режущего инструмента, вид режущего инструмента и т.д.).

Отдельные участки контура изготавливаемой детали могут иметь различный характер траектории, обрабатываться при различной скорости подачи режущего инструмента, частоте вращения силового привода, виде режущего инструмента, которым обрабатывается этот участок. Поэтому, вся управляющая программа состоит из отдельных блоков, которые носят название кадров, в каждом из которых задается исходная информация для обработки одного участка детали.

Кадр - это группа команд, расположенных в определенной последовательности и предназначенных для передачи определенного объема информации, объединенной одним целевым назначением.

Команда - это совокупность кодовых комбинаций, состоящих из адреса и числа и предназначенных для передачи единичного объема информации.

Адрес - это символ, характеризующий принадлежность следующих за ним кодовых комбинаций к технологической или геометрической информации. В коде ИСО-7 бит могут использоваться следующие адреса:

N - номер кадра управляющей программы; G - подготовительная функция; F - скорость подачи; x, y, z, I, J, K - геометрическая информация; M - вспомогательная функция; S - частота вращения силового привода; T - номер режущего инструмента; L - коррекция режущего инструмента; % - начало управляющей программы. LF - конец кадра.

Цифровая часть команды характеризует либо геометрическую информацию, либо уточняет технологическую команду.

Правила составления управляющей программы.

1. Управляющая программа начинается с символа начала управляющей программы (%). Заканчивается управляющая программа кадром с командой М002 (М02) - конец управляющей программы.

2. Каждый кадр управляющей программы начинается с номера кадра (N) и заканчивается символом LF (ПС) - конец кадра.

3. Между символом начала управляющей программы (%) и номером первого кадра и между всеми последующими кадрами на перфоленте должно быть не менее трех пустых пробивок (пустых строк). Внутри кадра пустые строки не допускаются.

4. Не рекомендуется в одном кадре помещать две команды с одинаковыми адресами (в УЧПУ четвертого поколения).

5. Технологические команды действуют до их отмены или замены на команды с новыми значениями.

6. В кадр управляющей программы заносится та информация, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру.

станок числовой программный интерполяция