数控技术及应用数案及讲癌 上部分：数控技术及编程 图2-51软件环形分配器步进电动机控制 图2-52三相三拍正转程序框图 机本身特 性的限制，如果起动时脉冲频率较高： 步进电动机转子在最初一些节拍不台 转够相应的转角，则产生 “丢步”，严重时步进电动机根本不会启动，而停止转动时 会产生“过冲”。原因是步进电动机的响应频率比较低，限制了步进电动机的最高启 动频率。因此，微机应能对步进电动机的脉冲频率进行升降频控制，使脉冲频率开始 时较低，步进电动机不“丢步”地启动，然后逐渐升高到较高的连续运行频率。同理 在要求停止转动 为防止“过冲 使脉冲频率 逐渐降 微机实现升降频控制，可采用均匀地改变步进脉冲间隔的方法， 进行升降速控制。 如步进电动机以400Hz的频率起动，要求从第20个脉冲开始进入1500Hz恒速运 行，以10us延时为基础，可求出： 起动时每个脉冲周期：10°μs/400~250×10μ5 时间常数=250： 恒速时每个脉冲周期：10μs71500一6×10u5 66 起动过程中相邻脉冲周期差：(250-66)/20~9×105, 计算结果表明，起动时第一个脉冲周期为250×10μs,以后每个脉冲周期减少9 ×10μs。在第20个脉冲后，脉冲周期可减少到660×10μ5，对应脉冲频率约为 1500H2。根据以上分析可编制且体的加减速程序 综上所述 微机对步进电动机的控制，也就是控制步进脉冲的个数和步进脉冲的间 隔， 而其间隔又可转化为某基 延时子程序的循环次数。因此 可以方便地用软件来 控制步进电动机的运行，实现步进电动机不丢步地快速起动、停止。 (三)数控机床误差及其软件补偿 数控机床的加工误差是必然存在的，但只要对引起加工误差的各个环节的定量关系 清楚，就可以在编程中正确地引人修正量，调整进给脉冲，达到减少和消除部分误差 的作用， 就是误差的软件偿 1.编程误差 编程误差由三部分组成： (1)逼近误差 逼近误差是用近似计算法逼近零件轮廓时产生的误差（又称一次逼近误差），它出 现在用直线或圆弧去逼近零件轮廓的情况 即用近似方程式拟合列表曲线时，方程式 所表示的形状与零件原始轮廓之间存在的差 (2)插补误差 它表示插补加工出的线段（例如直线、圆弧等）与理论线段的误差，这项误差与数 控系统的插补功能即插补算法及某些参数有关。 (3)圆整提差 编制零件加工程序时，要根据设计图样的几何尺寸要求，将尺寸参数转换成控制 冲数，转换计算的最小单位是脉冲当量。这种零件几何参数计算时圆整到一个脉冲当量 而引起的误差称为圆整误差。圆整误差的大小决定于脉冲当量。一般不会超过脉冲当量 的一半 编程误差一般情况下取零件加工允许误差的0.1~0.15倍。为减小编程误差，可以 通过减小插补间隙或增加机床分辨率来达到 般不需要专门的软件补偿 2.间隙误差 数控机床机械传动部件间存在一定的问隙，由此产生的加工误差称为间隙误差。机 械传动间隙通常有：丝杠轴承轴向间隙：丝杠螺母副之间的传动间隙：联轴节的扭转间 隙：齿轮传动的齿侧间隙等。 间隙对层的层影响主要是在云动换向时发牛。敏件补外理的程是，牛将名 个间隙值变换成指令脉冲数M,然后在零件加工程序中判别进给方向的指令转向后，给 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 8 图2-51 软件环形分配器步进电动机控制 图2-52 三相三拍正转程序框图 机本身特性的限制，如果起动时脉冲频率较高，步进电动机转子在最初一些节拍不能 转够相应的转角，则产生“丢步”，严重时步进电动机根本不会启动，而停止转动时 会产生“过冲”。原因是步进电动机的响应频率比较低，限制了步进电动机的最高启 动频率。因此，微机应能对步进电动机的脉冲频率进行升降频控制，使脉冲频率开始 时较低，步进电动机不“丢步”地启动，然后逐渐升高到较高的连续运行频率。同理， 在要求停止转动时，为防止“过冲”，使脉冲频率逐渐降到零。 微机实现升降频控制，可采用均匀地改变步进脉冲间隔的方法，进行升降速控制。 如步进电动机以 400Hz 的频率起动，要求从第 20 个脉冲开始进入 1500Hz 恒速运 行，以 10μs 延时为基础，可求出： 起动时每个脉冲周期： 6 10 μs/400～250×10μs， 时间常数 =250； 恒速时每个脉冲周期: 6 10 μs/1500～66×10μs， 时间常数 =66； 起动过程中相邻脉冲周期差：(250-66)/2O～9×10μs， 变化间隔 =9 。 计算结果表明，起动时第一个脉冲周期为 250×10μs，以后每个脉冲周期减少 9 ×10μs。在第 20 个脉冲后，脉冲周期可减少到 660×10μs，对应脉冲频率约为 150OHz。根据以上分析可编制具体的加减速程序。 综上所述，微机对步进电动机的控制，也就是控制步进脉冲的个数和步进脉冲的间 隔，而其间隔又可转化为某基准延时子程序的循环次数。因此，可以方便地用软件来 控制步进电动机的运行，实现步进电动机不丢步地快速起动、停止。 （三）数控机床误差及其软件补偿 数控机床的加工误差是必然存在的，但只要对引起加工误差的各个环节的定量关系 清楚，就可以在编程中正确地引人修正量，调整进给脉冲，达到减少和消除部分误差 的作用，这就是误差的软件偿。 1. 编程误差 编程误差由三部分组成： （1）逼近误差 逼近误差是用近似计算法逼近零件轮廓时产生的误差（又称一次逼近误差），它出 现在用直线或圆弧去逼近零件轮廓的情况。即用近似方程式拟合列表曲线时，方程式 所表示的形状与零件原始轮廓之间存在的差值。 (2) 插补误差 它表示插补加工出的线段（例如直线、圆弧等）与理论线段的误差，这项误差与数 控系统的插补功能即插补算法及某些参数有关。 (3) 圆整误差 编制零件加工程序时，要根据设计图样的几何尺寸要求，将尺寸参数转换成控制脉 冲数，转换计算的最小单位是脉冲当量。这种零件几何参数计算时圆整到一个脉冲当量 而引起的误差称为圆整误差。圆整误差的大小决定于脉冲当量。一般不会超过脉冲当量 的一半。 编程误差一般情况下取零件加工允许误差的 0.l～0.15 倍。为减小编程误差，可以 通过减小插补间隙或增加机床分辨率来达到，一般不需要专门的软件补偿。 2. 间隙误差 数控机床机械传动部件间存在一定的问隙，由此产生的加工误差称为间隙误差。机 械传动间隙通常有：丝杠轴承轴向间隙；丝杠螺母副之间的传动间隙；联轴节的扭转间 隙；齿轮传动的齿侧间隙等。 间隙对误差的影响，主要是在运动换向时发生。其软件补偿处理的过程是：先将各 个间隙值变换成指令脉冲数 M，然后在零件加工程序中判别进给方向的指令转向后，给