半自动车床进给速度控制
数控机床进给系统的速度调节方法
数控机床进给系统的速度调节方法随着科技的不断进步，数控机床在工业生产中的应用越来越广泛。
作为数控机床的核心部分之一，进给系统在加工过程中起到了至关重要的作用。
速度调节是进给系统中一个关键的技术，它决定了加工的效率和质量。
本文将介绍一些常用的数控机床进给系统的速度调节方法。
一、开环速度控制方法开环速度控制方法是最基本的速度调节方法之一。
它通过根据编程指令设置电机的旋转速度，来控制机床的进给速度。
当采用开环速度控制方法时，系统并不能实时获取到电机的实际速度信息，只能依靠设定的指令值进行控制。
虽然这种方法简单易行，但由于无法准确测量实际速度，容易出现误差累积和运动不稳定的问题。
二、封闭环速度控制方法为了解决开环速度控制方法存在的问题，人们提出了封闭环速度控制方法。
该方法在进给系统中增加了一个速度反馈装置，可以实时监测到电机的实际转速，并与编程指令进行比较，进行误差校正。
这种方法能够更准确地控制机床的进给速度，提高加工精度和稳定性。
然而，封闭环速度控制方法的成本较高，且对装置的精度要求较高，因此在实际应用中需要根据具体情况来选择。
三、前馈速度控制方法前馈速度控制方法是一种相对较为高级的速度调节方法。
它在封闭环速度控制方法的基础上，引入了前馈控制器。
前馈控制器通过分析工件表面的摩擦系数、切削力和惯性等参数，实时调整电机的转速，以实现更加精确和稳定的速度调节。
前馈速度控制方法能够有效避免由于惯性力和切削力变化而导致的速度波动，提高了机床的加工稳定性和效率。
四、自适应速度控制方法自适应速度控制方法是一种更为智能和高级的速度调节方法。
它通过模糊控制、神经网络或遗传算法等方法，实时根据机床运行状态和切削情况来自动调整速度控制参数，以实现最佳的加工效果。
自适应速度控制方法能够自动适应不同的工况和切削条件，提高了机床的加工稳定性和适应性。
然而，由于自适应速度控制方法的复杂性增加了控制系统的设计和实现难度，因此在实际应用中需要考虑成本和可行性。
数控车床的进给速和加减速控制
（1）直线插补的速度计算 直线插补的速度计算是
为插补程序提供各坐标轴在 同一插补周期中的运动步长。
一个插补周期的步长为：
L 1 FT 60
式中：F——编程给出的合成速度（mm / min） T——插补周期（ms） L——每个插补周期子线段的长度（ m）
yi
L sin i
FT 60
• ii1 R
ii1
FT
60R
式中：R——圆弧半径（mm) ii-1、 jj-1——圆心相对于第 i –1 点的坐标值（mm） i——第 i 点与第 i –1 点连线与 x 轴的夹角（圆弧某点
切线方向，即进给速度方向与X轴夹角） ——步长分配系数
与圆弧上一点的值的乘积可以确定下一插补周期的进给步长。
这种系统控制的进给运动 速度可分为升速、恒速、降速 等几个阶段。其控制过程如图 所示。
速度准备框的内容包 括按照指令速度预先算出 降速距离，且置入相应的 单元；
速度控制框内需置入速度控制 字和速度标志FK（当前速度控 制值）、FK0（存恒定值）、 FK1（存低速值），这一速度控 制子程序的主要功能是给出 “当前速度值”，以实现升速、 降速、恒速和低速控制；
余数处理程序框图如图所示。
以上进给速度的控制方法基本上都适用于数字 脉冲增量法插补的CNC系统。
3、数据采样的CNC系统加减速控制 加减速控制大多采样软件来实现，以便使系统
的速度控制更为灵活方便。 前加减速控制：加减速控制可以在插补前进行。 后加减速控制：加减速控制可以在插补后进行。
（1）前加减速控制 前加减速控制是对编程的F指令值即合成速度进
数控机床进给系统的速度调节与优化方法
数控机床进给系统的速度调节与优化方法数控机床是现代制造业中不可或缺的关键设备，而数控机床进给系统则是其重要组成部分之一。
进给系统的性能直接影响到数控机床的工作效率和加工质量。
因此，如何进行速度调节与优化成为了数控机床进给系统设计中的重要问题。
本文将介绍几种常用的数控机床进给系统速度调节与优化方法。
首先，常见的一种方法是采用速度反馈控制。
速度反馈控制是通过测量实际的进给速度，并与设定的进给速度进行比较，通过调节控制器的输出信号实现速度的闭环控制。
这种方法可以实现进给速度的精确控制，但需要配备传感器以测量实际速度，增加了系统的成本和复杂度。
其次，另一种常用的方法是采用模糊控制。
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，通过建立模糊控制规则来实现对进给速度的调节。
相比于传统的比例积分微分（PID）控制方法，模糊控制具有更好的适应性和鲁棒性，能够在复杂环境下有效控制进给速度。
这种方法不需要准确的数学模型，适用于非线性系统。
此外，还可以采用遗传算法进行速度优化。
遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化方法，在优化问题中应用广泛。
通过定义适应度函数和遗传操作，遗传算法可以不断地优化进给速度的控制参数，使其逼近最优解。
这种方法可以在搜索空间较大且复杂的情况下，快速找到较优的解决方案。
另外，在实际应用中，还可以采用预测控制方法进行速度优化。
预测控制方法利用系统的模型进行未来状态的预测，根据预测结果调整控制器的输出信号，以实现对进给速度的调节。
这种方法可以更好地适应不确定性因素的影响，提高系统的响应速度和控制精度。
最后，可以使用自适应控制方法对进给系统进行速度调节与优化。
自适应控制方法通常基于系统辨识的结果，通过实时估计不确定因素，自动调整控制器的参数。
这种方法可以在系统参数变化较大或工作环境发生变化时，自动适应，并保持较好的控制性能。
综上所述，数控机床进给系统的速度调节与优化方法有很多种。
根据实际的应用需求和系统特点，可以选择适合的方法进行应用。
数控装置的进给速度控制
数控装置的进给速度控制
1. 脉冲增量插补算法的进给速度掌握
脉冲增量插补的输出形式是脉冲，其频率与进给速度成正比。
因此可通过掌握插补运算的频率来掌握进给速度。
常用的方法有：软件延时法和中断掌握法。
(1) 软件延时法依据程编进给速度，可以求出要求的进给脉冲频率，从而得到两次插补运算之间的时间间隔t，它必需大于CPU执行插补程序的时间间隔t程，t与t程之差即为应调整的时间t延，可以编写一个延时子程序来转变进给度。
(2) 中断掌握法依据程编进给速度计算出定时器／计数器(CTC)的定时时间常数，以掌握CPU中断。
在中断服务中进行一次插补运算并发出进给脉冲，CPU等待下一次中断，如此循环进行，直至插补完毕。
这种方法使得CPU可以在两个进给脉冲时间间隔内做其它工作，如输入、译码、显示等。
进给脉冲频率由定时器定时常数打算。
定时到，插补运算一次输出进给脉冲。
2．数据采样插补算法的进给速度掌握
数据采样插补依据程编进给速度计算一个插补周期内合成速度方向上的进量：
式中，fs为系统在稳定进给状态下的插补进给量，称为稳定速度；F
为程编进给速度(mm／min)；T为插补周期(ms)；K为速度系数，包括快速倍率、切削进给倍率等。
为了调速便利，设置了速度系数K来反映速度倍率的调整范围，K ＝0～200％，当中断服务
程序扫描到面板上倍率开关状态时，给K设置相应参数，从而对数控装置面板手动速度调整作出正确响应。
第17讲进给速度及加减速控制
缺点 需预测减速点，这要根据
实际刀具位置与程序段之 间距离来确定，计算工作 量大。
18
3.7 进给速度和加减速控制 数 控 技 术
第 三 章
加减速控制目的：保证机床在启动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡
2.加减速控制策略：
根据数控机床的控制需求，加减速控制可按常用的指数加减速、直线加 减速、S形加减及钟形加减速规律等进行。 加减速控制多数采用软件来实现。
④在机床加工过程中，由于进给状态的变化，如起动、升速、降速和停止， 为了防止产生冲击、失步、超程或振荡等，保证运动平稳和准确定位，必 3 须按一定规律完成升速和降速的过程。
3.7 进给速度和加减速控制 数 控 技 术制的内容 2. 速度控制的内容——匀速控制和加减速控制
度F）进行控制 优点 不影响实际插补输出的位 置精度。
插补后加减速控制
对各运动坐标轴分别进行加 减速控制 不需预测减速点，在插补输 出为0时，开始减速，并通过 一定的时间延迟逐渐靠近程 序段终点。 合成位置可能不准确，但这 种影响只在加减速过程，进 入匀速状态后，这种影响就 不存在了。
计 算 机 数 控 装 置
第 三 章
2. 时钟中断法： 原理：求一种时钟频率，用软件控制每个时钟周期内 的插补次数。 适用：脉冲增量插补原理。具有精密、实时、并行特 征，适合于较复杂的控制过程。
时钟中断法常用的有两种方法:
计 算 机 数 控 装 置
①采用变频振荡器发出某一频率的脉冲，作为请求中断信号， CPU 每接收到一次中断信号，就进行一次插补运算并发出一个进给脉冲。 该方法须外加脉冲源，且不适用于 F功能直接用mm/min给定的系统。 ②利用可编程定时器/计时器的计时时间，当计时时间到后，即可发 出请求中断信号。该方法由程序设置定时器/计时器的时间常数Tc， 改变时间常数Tc，就改变了请求中断的频率；改变请求中断的频率， 就相当于改变了插补的速度，也就控制了进给速度。 12 该方法可用于F功能直接用mm/min给定的系统。
自动半自动车床操作规程
自动半自动车床操作规程本文档为自动半自动车床的操作规程，旨在确保操作者的安全和生产效率的提高。
在操作车床之前，操作者应该接受专业的培训和指导，了解车床的基本原理和操作方法。
如果在使用车床时出现问题，请立即停止使用并寻求帮助。
一、车床的基本操作流程车床的基本操作流程如下：1.选择合适的工具和夹具2.调整工件和夹具的位置和姿态3.调整车刀的位置和切割参数4.启动车床5.操作车床进行切割和加工6.完成加工并关闭车床二、安全注意事项在操作车床之前，应当注意以下的安全事项：1.确保车床的各个部件和安全装置正常运转，并经过检查和维护。
2.确保操作者身体健康，不要在疲劳或缺乏集中力的情况下操作车床。
3.穿戴合适的劳保用品，包括防护眼镜、手套和耳塞等。
4.不要将手放在车床的旋转部件上，或靠近车床的切割区域，以避免受伤。
5.不要在车床的运转过程中离开操作区域。
6.注意车床的电源线和其他电气设备的安全使用，以确保用电安全。
7.不要超过车床的最大负荷和允许的切削速度。
8.不要在操作车床之前饮酒或使用其他药物，以确保注意力集中。
三、操作细节和注意事项在操作车床时，应注意以下细节和事项：1.选择合适的工具和夹具–工具和夹具应严格按照允许的尺寸和负荷选择，并经过清洁和检查。
–安装工具和夹具时，应按照说明书的要求进行操作，并确保安装牢固。
2.调整工件和夹具的位置和姿态–工件和夹具的位置和姿态应根据加工需求和设计要求进行调整。
–工件应符合车床的最大尺寸和最小尺寸要求，并且应该完全固定在夹具上。
3.调整车刀的位置和切割参数–车刀的位置和切割参数应根据工件的尺寸、硬度和加工要求进行调整。
–切割参数包括切削速度、进给速度、切削深度和刀口长度等，应严格按照要求进行设定。
4.启动车床–在启动车床之前，应检查电源线和其他电气设备的安全使用。
–启动车床时，应遵循车床的操作顺序和要求，并确保安全装置正常运转。
5.操作车床进行切割和加工–在操作车床过程中，应保持注意力集中，防止突发事件的发生。
数控车床的进给速度和加减速控制教学文案
余数处理程序框图如图所示。
以上进给速度的控制方法基本上都适用于数字 脉冲增量法插补的CNC系统。
3、数据采样的CNC系统加减速控制 加减速控制大多采样软件来实现，以便使系统
的速度控制更为灵活方便。 前加减速控制：加减速控制可以在插补前进行。 后加减速控制：加减速控制可以在插补后进行。
（1）前加减速控制 前加减速控制是对编程的F指令值即合成速度进
行控制。首先要计算出稳定速度Fs和瞬时速度Fi。 稳定速度——就是系统处于恒定进给状态时，
在一个插补周期内每插补一次的进给量。实际上就 是编程给定F值（mm/min）在每个插补周期T（ms） 的进给量。
考虑调速方便，设置了快速和切削进给的倍率 开关，其速度系数设为K（％），可得Fs的计算公式 为：
Fs 6T01K0F0(m 0 m /min)
稳定速度计算结束后，要进行速度限制检查， 如稳定速度超过由参数设定的最高速度，则取限制 的最高速度为稳定速度。
瞬时速度——就是系统每个插补周期的实际进 给量。
当系统处于恒定进给状态时，瞬时速度Fi＝Fs；
当系统处于加速状态时，瞬时速度Fi<Fs；
当系统处于减速状态时，瞬时速度Fi>Fs；
位置计算是算出移动 过程中的当前位置，以便 确定位移是否达到降速点 和低速点，并给出相应标 志，若GD=10时到达降速 点，GD=01时到达低速点。
2、时钟中断法 按照程序计时法所计算的频率 f 值预置适当的
实时时钟，从而产生频率为 f 的定时中断。
CPU每接受一次中断信号，就进行一次插补运算 并送出一个进给脉冲，这类似硬件插补那样，每次 中断要经过常规的中断处理后，再调用一次插补子 程序转入插补运算。
另外，要进行速度的换算：如实际给定的进给 速度是Fp的整数倍时，就表示每次中断进行的插补 次数；
数控车床的进给速度和加减速控制
1)线性加减速处理
当数控设备启动、停止或在加工中改变进给速 度时，系统能进行自动加减速处理，这种处理常有 指数、线性和s型等加减速。
线性加减速的处理过程：
首先，把快速进给和加工进给的加减速率必须 作为机床参数预先给予设定。
设进给设定F（mm/min），加速到F所需时间为 t（ms），则加/减速度a可按下式计算：
数 控 技术
第四章 计算机数控（CNC）系统 第四节 进给速度和加减速控制
数控机床的进给速度F指令值与加工精度、表面粗糙度和 生产率有着密切关系。对于不同轮廓尺寸、不同材料、不同 技术要求的零件，对其切削进给速度有不同的要求，一般要 求进给速度稳定、有一定的调速范围，且起动迅速，停止准 确。
两种进给速度单位：mm / min ；
60
y L sin 1 FT sin (m)
60
式中为直线与x轴夹角
（2）圆弧插补的速度计算 圆弧插补的速度计算任务是计算步长分配系数。 坐标轴一个插补周期的步长为：
xi
L cosi
FT 60
j j1 R
j j1
yi
L sin i
FT 60
ii 1 R
匀速时
v ( t ) = vc
减速时
v ( t ) = vc e - 1/T
式中T 为加减速时间参数； vc为稳定速度；v ( t )为
被控的输出速度。
根据闭环、半闭环数控系统的控制方式，可用 如图所示的算法原理图来实现指数加减速控制。
图中Δ t表示采样周期，其作用是每个采样周期 进行一次加减速运算，对输出速度进行控制。
后加减速控制的规律实际 上与前加减速一样，通常 有直线和指数规律的加减 速控制。
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一、复习提问
1.节流阀的结构原理？
2.节流阀回路有哪几种？
二、课程导入
上次课让我们学习了节流阀的结构原理，并且通过了解节流阀，让我们更好的掌握了它在液压系统中的作用、位置，但节流阀有自身缺点例如节流作用随负载变化而变化，那么有没有一种稳定的节流元件呢？这就是我们即将要学习的-------调速阀。
三、新课内容讲授
调速阀
1.调速阀
1）含义：根据“流量负反馈”原理设计而成的流量控制阀称为调速阀。
2）类型：串联减压式调速阀、溢流节流阀两种主要类型，又可以分为普通调速阀和温度补偿性调速阀。
节流阀一般适用于节流调速系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中，也可用于容积节流调速回路中。
2．串联减压式调速阀工作原理
采用“压差法”测量流量，
由定差减压阀2和节流阀4串联而成的组合阀，节流阀充当流量传感器，节流阀口不变时，定差减压阀作为流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节流阀前后的压差，保持其流量不变。
因节流阀前后压差基本不变，调节节流阀口面积时，又可以人为地改变流量的大小。
3.温度补偿调速阀
普通调速阀的流量基本上不受外部载荷变化的影响，但是当流量较小时，节流口的通流面积较小，这时节流孔的长度与通流断面的水力半径相对增大，因而油的黏度变化对流量变化的影响也增大，为了减小温度对流量的影响，常采用带温度补偿的调速阀。
温度补偿调速阀也是由减压阀和节流阀两部分组成。
如下图：
4.溢流节流阀
溢流节流阀与负载并联，采用并联易流失流量负反馈，可以认为它是由定差溢流阀和节流阀并联组合而成。
四、总结
通过学习让学生逐步掌握各种调速阀的结构原理以及在系统中的应用，进而掌握各种调速回路。