3.2. Алгоритм работы устройства чпу

Алгоритм работы устройства ЧПУ в автоматическом цикле показан на рис.3.3. Основным содержанием переработки информации в автоматическом цикле является подготовка буферного кадра и отработка рабочего

Рис. 3.3

кадра. Подготовка буферного кадра заключается в преобразовании информации из вида, в котором она представлена в программе, в вид, удобный для расчетов, связанных с отработкой рабочего кадра. Каждый кадр управляющей программы вначале является буферным, а потом становится рабочим.

3.3. Интерполяция

Информация кадра управляющей программы носит обобщенный характер, она укрупнено описывает геометрическую задачу (т. е. ту траекторию, которую необходимо воспроизвести), но ничего не говорит о способах ее решения, так как в кадре нет указаний о том, какие должны быть команды, оперативно выдаваемые на следящие приводы подач. Вычислительную процедуру устройства ЧПУ, обеспечивающую переход от укрупненного описания требуемого перемещения к оперативным командам в функции времени для исполнительных приводов, называют интерполяцией. Эта процедура, выполняемая в интерполяторе, заключается в расчете по определенному алгоритму промежуточных относительных положений инструмента и заготовки детали и формирования на этой основе оперативных управляющих воздействий на приводы подач в виде импульсов унитарного (единичного) кода (рис 3.4). При линейной интерполяции общее количество импульсов унитарного кода по каждой из координат равно запрограммированному значению перемещения в

Рис. 3.4

дискретах (дискр.,дискр.), гдеDз - дискретность задания перемещений, равная минимальному перемещению, которое может быть задано в управляющей программе, а усредненная частота выдаваемых импульсов зависит от запрограммированной скорости подачи. Исходя из заданной в кадре управляющей программы скорости подачи, несложно рассчитать время ₀ отработки кадра. Линейная интерполяция могла бы заключаться в равномерной выдаче за время ₀ импульсов унитарного кода по каждой из управляемых координат. Но такой алгоритм интерполяции неприемлем при круговой интерполяции, при которой траектория воспроизводится по дуге окружности. Поэтому в реальных линейно-круговых интерполяторах применяют специальные алгоритмы последовательности формирования и выдачи управляющих импульсов на приводы подач. В качестве примера рассмотрим алгоритм, основанный на методе оценочной функции.

Уравнение прямолинейного элементарного участка траектории движения формообразования, привязанного к началу отсчета системы координат (рис. 3.5), равно xy - yx = 0, где x, y – текущие координаты воспроизводимой траектории, x, y – заданные в управляющей программе значения перемещений. Чисто формально, подставив в правую часть этого уравнения вместо нуля F, получим выражение для оценочной функции F = xy - yx.

Оценочная функция обладает следующими свойствами. Если F0, то соответствующая этому значению F некоторая точка воспроизводимой траектории с координатами x,y (рис.3.5 ), находится ниже теоретической траектории (прямой), если же F0, то эта точка находится выше прямой. Если F = 0, то точка расположена на прямой.

Рис. 3.5

Исходя из этого можно сформулировать следующий алгоритм управления: обнаружив, что некоторой точке i воспроизводимой траектории соответствует F_i0, делается шаг к следующей точке i+1 по координате y с формированием управляющего импульса по этой координате, установив, что точке i соответствует F_i0, делается шаг к следующей точке по координате x с формированием управляющего импульса по этой координате. Начальное значение оценочной функции принимается равным x - y. Для иллюстрации на рис. 3.6 приведен пример воспроизведения траектории по изложенному алгоритму при x=4дискр., y =2дискр.

Рис. 3.6