第八讲-插补算法-直线数字积分(课堂PPT).ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,直线数字积分法插补,1,15:10,运动的合成,在数控机床中，,X,轴做进给运动，刀具的沿,X,轴运动；,Y,轴做进给运动，刀具的沿,Y,轴运动。,2,3,刀具走斜线时，需,X,、,Y,轴协调运动，刀具的运动是,X,轴进给运动与,Y,轴进给运动的合成。,3,15:10,4,刀具的运动速度,V,可分解为沿,X,轴的运动速度,Vx,与沿,Y,轴的运动速度,Vy,；,刀具运动轨迹为直线，,Vx,与,Vy,的比值为定比；,X,轴、,Y,轴同时到达终点，,Vx dt =Xe,，,Vy dt =Ye,，,Vx,：,Vy=Xe,：,Ye,。,4,15:10,坐标轴的进给速度由数控系统发给进给系统的脉冲频率确定，,V=kf,；,Vx=k fx,，,Vy=k fy,；,Vx,：,Vy=fx,：,fy=Xe,：,Ye,；,直线插补问题可等效为获取定比脉冲的问题。,5,15:10,和尚打水的故事,从前有座山，山上有座庙，庙里有一个胖和尚和一个瘦和尚，因路途遥远、每天早上胖和尚和瘦和尚相约同时去打水，胖和尚力气大一次可打,50,升水，瘦和尚力气小，每次能打,40,升水。庙里有东西两个厢房，东西厢房里均放有容量为,80,升的水缸若干个。有为了明确工作量、胖和尚打的水放到东厢房、瘦和尚打的水放到西厢房，问胖和尚、瘦和尚同时打水,n,次后，东西厢房满水的缸数？。,6,15:10,同时打水，某一段时间内装满大容器的个数比等于小容器的容积比；,大小容器能否解决定比脉冲的问题？,将各个轴的终点坐标分别等效为不同小容器的容积，同时往等容量的大容器内注水，大容器装满溢出，溢出比为各轴终点坐标之比。,和尚打水的故事,7,15:10,定比脉冲的的实现,X,寄存器,X,积分累加器,+,Y,寄存器,Y,积分累加器,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,寄存器对应于小容器，放对应的终点坐标；,积分累加器对于于大容器，达到上限后溢出并保留余数。,8,15:10,溢出的过程,0,+,4,0,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,0,0,容量为,8,9,15:10,溢出的过程,5,+,4,4,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,5+5,4+4,8+2,8+0,2,0,0,0,10,10,容量为,8,10,15:10,溢出的过程,2,+,4,0,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,2+5,0+4,7,4,10,10,010,010,容量为,8,11,15:10,溢出的过程,7,+,4,4,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,7+5,4+4,8+4,8+0,4,0,010,010,1010,1010,容量为,8,12,15:10,溢出的过程,4,+,4,0,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,4+5,0+4,8+1,4,1,4,1010,1010,11010,01010,容量为,8,13,15:10,溢出的过程,1,+,4,4,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,1+5,4+4,6,8+0,6,0,11010,01010,011010,101010,容量为,8,14,15:10,溢出的过程,6,+,4,0,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,6+5,0+4,8+3,4,3,4,011010,101010,1011010,0101010,容量为,8,15,15:10,溢出的过程,3,+,4,4,+,基准脉冲,X,轴进给系统,Y,轴进给系统,5,5,4,3+5,4+4,8+0,8+0,8,0,1011010,0101010,11011010,10101010,容量为,8,16,15:10,序号,X,寄存,X,积分,+X X X,计,Y,寄存,Y,积分,+Y Y Y,计,0 5 0 0 0 5 4 0 0 0 4,1 5 5 0 0 5 4 4 0 0 4,2 5 2,1,1 4 4 0,1,1 3,3 5 7 0 1 4 4 4 0 1 3,4 5 4,1,2 3 4 0,1,2 2,5 5 1,1,3 2 4 4 0 2 2,6 5 6 0 3 2 4 0,1,3 1,7 5 3,1,4 1 4 4 0 3 1,8 5 0,1,5 0 4 0,1,4 0,简化（溢出）插补计算过程,17,15:10,X:110110,1,0,Y:101010,1,0,插补过程,18,15:10,X:1101,1,010,Y:1010,1,010,插补过程,19,15:10,X:110,1,1010,Y:101,0,1010,插补过程,20,15:10,X:11,0,11010,Y:10,1,01010,插补过程,21,15:10,X:1,1,011010,Y:1,0,101010,插补过程,22,15:10,X:,1,1011010,Y:,1,0101010,插补过程,23,15:10,0,0,0,硬件电路的实现,+,0,0,1,0,0,1,基准脉冲,0,1,1,X,轴进给系统,0,1,1,实际计算机中数值以二级制的形式存储；,二进制相加时从低位到高位依次相加；,超出存储空间储存器会溢出。,24,15:10,0,0,0,硬件电路的实现,+,0,0,1,1,1,1,基准脉冲,0,1,1,X,轴进给系统,1,0,0,实际计算机中数值以二级制的形式存储；,二进制相加时从低位到高位依次相加；,超出存储空间储存器会溢出。,最大数为,2,n,-1,！,储存器的上限为,2,n,！,溢出上限保留余数！,三位存储器的的最大数？,三位存储器的容量,（上限）？,25,15:10,实例,1,26,15:10,实例,2,27,15:10,实例,3,28,15:10,插补次数的困惑！,实际机床的行程一般接近,1M,（甚至更大），按行程为,1,米为例，如脉冲当量为,0.01,，存储的最大数应大于,10,5,，存储器的位数应为,17,位；,插补次数恒为,10,17,次，当插补较短的直线是效率低；,Vx,：,Vy=,（,n Xe),：,(nYe),将寄存器内的数值同时乘以一个系数，不更变比例关系，但能增加溢出频率，使溢出更加均匀、改善插补精度，乘法效率低，左移一位相当于乘,2,。,1,0,1,1,1,0,左移规格化：将各寄存器同时左移，直至有寄存器出现最高位为,1,时停止！,29,15:10,实例,4,30,15:10,实例,5,31,15:10,插补精度的困惑！,当两轴坐标相差比较大时，坐标小的坐标轴溢出之后，差不精度低；,将积分累加器的初始值预至为一个固定的数，不改变脉冲溢出关系，但可以使坐标小的坐标轴提前溢出、提高精度；,将积分累加器的的最高位初始为,1,，相当于将积分累加器的初始值预至为累加器上限的一半，操作简单且精度改善最好！,半加载：,将积分累加器的的最高位初始为,1,！,32,15:10,实例,6,33,15:10,实例,7,34,15:10,其他象限的处理方式！,积分插补模块只负责各轴的进给速率的比率，具体运行方向由另外的辩向模块实现！,35,15:10,总结：,1,、,DDA,的插补原理：速度合成、积分原理；,2,、左移规格化：将各,寄存器,同时左移，直至有寄存器出现最高位为,1,时停止，提高插补效率！,3,、半加载：将,积分累加器,的的最高位初始为,1,，改善精度！,36,15:10,直线插补解决了，圆弧呢？,课后思考！,37,15:10,