Раздел 8 (1253006)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Раздел 8: «Математическая подготовка УП. Расчёт и кодирование информации».

8.1. Основные понятия расчёта управляющих программ.

8.1.1. Интерполяция.

Исходной информацией этапа расчёта и кодирования траекторий движения инструментов являются данные РТК. Вначале определяются координаты опорных точек, т.е. точек, в которых изменяются геометрические или технологические параметры траекторий. (Рис.8.1)

Кодирование информации о траектории движения инструмента производится в УП в виде последовательности кадров УП. Каждый кадр УП состоит из «слов», определяющих значение перемещений по координате x, y, z. Каждый кадр УП вводится в систему ЧПУ станка и обрабатывается специальными алгоритмами интерполяции (рис. .8.2.).

Алгоритмы интерполяции обслуживают тот кадр программы, который в данный момент времени является рабочим. Интерполяционные вычисления производятся для того, чтобы получить информацию, необходимую для управления приводами подач станка для движения по заданной траектории, в декодированной форме и с определённой точностью.

Если перемещение инструмента происходят по кривой, она сначала аппроксимируется СЧПУ ломанной линией, число участков которой определяется в зависимости от требуемой точности обработки.

Аппроксимация – процесс замены одной функциональной зависимости другой с определённой степенью точности (рис. 8.3). Процесс аппроксимации нужен для того, чтобы станок мог обработать криволинейные участки перемещением рабочих органов по соответствующим координатам (x, y, z). В процессе аппроксимации геометрический элемент траектории (см. раздел 7.2.1), ограниченный опорными точками, разбивается на элементарные участки, называемые участками аппроксимации. Участок аппроксимации дуг окружностей удобно выражать величиной угла . Точки, разграничивающие участки аппроксимации, называются промежуточными опорными точками. Точность аппроксимации тем выше, чем меньше длина участков аппроксимации. Величина участков рассчитывается исходя из заданной величины точности аппроксимации. Точность аппроксимации определяется стрелкой прогиба –максимальным отклонением аппроксимирующей линии от аппроксимируемой поверхности. (см. рис. 8.3).

Существует 3 способа аппроксимации дуг окружности:

хордами, секущими, касательными (рис. 8.4.).

Функцией интерполяции является преобразование двоично-десятичного кода кадров УП в унитарный код управления приводом. Унитарный код – это последовательность импульсов, количество которых определяет заданную величину перемещения, а частота следования – подачу рабочего органа станка. При интерполяции выдаётся совокупность импульсов унитарного кода в каждый момент времени, что определяет текущее положение рабочего органа станка с точностью, зависящей от принятой цены импульса (дискретности УЧПУ).

Интерполяция – процесс получения с требуемой точностью координат промежуточных точек траекторий по координатам крайних вспомогательных опорных точек аппроксимируемого контура и заданной функции интерполяции. (рис. 8.5)

Линейная интерполяция – движение инструмента по прямой линии (Рис. 8.6).

В виду того, что информация о перемещении по координатам выдается дискретно, действительная траектория перемещения будет представлять собой ступенчатую форму. Величина погрешности интерполяции зависит от соотношения величин перемещения по координатным осям, т.е. от длины и угла наклона отрезка прямой.

Линейная интерполяция методом оценочной функции.

Интерполируемая прямая ОА (рис 8.6) разделяется плоскостью XY на две области: F>0 (где значения оценочной функции F положительно) и F<0 (где значения оценочной функции F отрицательно). Область F>0 находится над прямой, область F<0 – ниже ее, интерполируемый отрезок ОА представляет собой область, где F=0.

Если промежуточная точка траектории интерполяции (например точка с координатами x_1, y₁) находится в области F>0, то следующий шаг (перемещение на одну дискрету) дается по оси X. Если же промежуточная точка траектории, например точка с координатами x_2, y₁, находится на области F<0, то следующий шаг (перемещение на одну дискрету) дается по оси Y.

Начало интерполируемого отрезка всегда находится в начале координат. При этом начальная точка траектории интерполяции находится в начале интерполируемого отрезка (в области F=0) и имеет координаты x₀=0, y₀=0.

Так как начальная точка траектории интерполяции находится в области F=0, то первый шаг делается по оси X в точку с координатами х₁=1; y₀=0. Эта точка находится в области F<0, поэтому следующий шаг делается по оси Y в точку с координатами x₁=1, y₁=1. Шаги делаются непрерывно (с частотой, определяемой блоком задания скорости) до тех пор, пока траектория интерполяции не достигнет конца отрезка с координатами x_k, y_k.

Величина и знак оценочной функции вычисляются интерполятором. Для каждой промежуточной точки траектории интерполяции (с координатами , ) оценочная функция F_ij зависит от координат x_k, y_k конечной точки интерполируемого отрезка, вводимых в УП, и вычисляемых текущих координат , , т.е. .

Круговая интерполяция – движение инструмента по дуге (рис. 8.7.).

Круговая интерполяция методом оценочной функции.

Окружность, на которой расположен интерполируемый отрезок дуги, разделяет плоскость XY на две области: F>0, лежащую вне круга, ограниченного окружностью, и F<0 лежащую внутри круга, ограниченного окружностью; сама окружность представляет собой область, где F=0. Интерполируемый отрезок дуги имеет начальную точку с координатами х₀, y₀ и конечную точку с координатами x_k, y_k (начало относительных координат находится в центре окружности) (рис. 8.7.).

Если промежуточная точка траектории интерполяции (например точка с координатами x_1, y₃) находится в области F>0, то следующий шаг делается по оси X. Если промежуточная точка траектории интерполяции (например, точка с координатами x_2, y₃) находится в области F<0, то следующий шаг делается по оси Y.

При интерполяции дуги окружности из точки с координатами , в точку с координатами , координата .

При шаге по оси Y из точки с координатами , в точку с координатами , координата .

При круговой интерполяции координаты начальной точки траектории (x_0, y₀) определяются по формуле , где R – радиус интерполируемой дуги окружности.

Оценочная функция в начальной точки траектории равна , а в промежуточной точке траектории .

Система ЧПУ может перемещать инструмент по прямым и круговым траекториям (дугам) в ходе обработки. Это действие будет в дальнейшем упоминаться как «интерполяция».

Движение инструмента при линейной интерполяции в процессе фрезерования показаны на рис.8.8, в процессе точения на рис.8.9.

Движение инструмента при круговой интерполяции в процессе фрезерования показано на рис.8.10а, в процессе точения – на рис.8.10б.

Рис. 8.1. Траектория движения инструмента, заданная в РТК.

Рис. 8.2. Обработка информации о траектории движения в УП.

Рис. 8.3. Аппроксимация дуги окружности.

Рис. 8.4. Методы аппроксимации траектории инструмента «дуга»

а) хордами

б) секущими

в) касательными

Рис. 8.5. Интерполирование поверхности.

Рис. 8.6. Линейная интерполяция.

Рис. 8.7. Круговая интерполяция.

Рис. 8.8. Движение инструмента при линейной интерполяции в процессе фрезерования:

1. по управляемой координате Х;

2. по управляемым координатам X, Y;

3. по управляемым координатам X, Y, Z.

а) б)

в)

Рис. 8.9. Движение инструмента при линейной интерполяции в процессе точении:

а) по управляемой координате Z

б) по управляемой координате X

в) по двум координатам X, Z

а) б)

Рис. 8.10. Движение инструмента при круговой интерполяции:

1. при фрезеровании;

2. при точении.

8.2. Кодирование управляющих программ.

8.2.1. Структура построения УП обработки деталей.

В УП задается последовательность операций обработки детали с указанием всех необходимых технологических данных, которые должны быть выполнены станком с ЧПУ: движения рабочих органов при формировании траекторий обработки; скорость перемещения органов станка, скорость вращения шпинделя, набор инструментов, вспомогательные функции станка, например, включение охлаждающей жидкости, выбор направления вращения шпинделя и т.д.

Информацию УП для станков с ЧПУ кодируют в соответствии с рекомендациями международной организации по стандартизации ISO с учётом особенностей применяемого устройства ЧПУ.

При кодировании информации используют универсальный способ записи, при котором УП составляется из кадров, разделяемых между собой знаком конец кадра - LF. Кадры состоят из слов. Слово описывается определенным буквенным адресом со своим числовым значением, отображающим: величину перемещения рабочего органа станка, величину подачи или скорости вращения шпинделя, либо другую функцию станка.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги