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2017年5月19日

數控系統插補的方法和原理 - 加工中心

精工系統插補的方法和原理精工機床上進行加工的各種工件，大部分由直線和圓弧構成。因此，大多數精工裝置都具有直線和圓弧的插補功能。對于非圓弧曲線輪廓軌跡，可以用微小的直線段或圓弧段來擬合。插補的任務就是要按照進給速度的要求，在輪廓起點和終點之間計算出若干中間控制點的坐標值。由于每個中間點計算的時間直接影響精工裝置的控制速度，而插補中間點的計算精度又影響整個精工系統的精度，所以插補算法對整個精工系統的性能至關重要，也就是說精工裝置控制軟件的核心是插補。插補的方法和原理很多，根據精工系統輸出到伺服驅動裝置的信號的不同，插補方法可歸納為脈沖增量插補和數據采樣插補兩種類型。一、脈沖增量插補這類插補算法是以脈沖形式輸出，每次插補運算一次，最多給每一軸一個進給脈沖。把每次插補運算產生的指令脈沖輸出到伺服系統，以驅動工作臺運動。一個脈沖產生的進給軸移動量叫脈沖當量，用δ表示。脈沖當量是脈沖分配計算的基本單位，根據加工的精度選擇，普通機床取δ＝0.01mm，較為精密的機床取δ＝1μm或0.1μm 。插補誤差不得大于一個脈沖當量。這種方法控制精度和進給速度低，主要運用于以步進電動機為驅動裝置的開環控制系統中。二、數據采樣插補數據采樣插補又稱時間標量插補或數字增量插補。這類插補算法的特點是精工裝置產生的不是單個脈沖，而是數字量。插補運算分兩步完成。第一步為粗插補，它是在給定起點和終點的曲線之間插入若干個點，即用若干條微小直線段來擬合給定曲線，每一微小直線段的長度△L都相等，且與給定進給速度有關。粗插補時每一微小直線段的長度△L與進給速度F和插補T周期有關，即△L＝FT。圖1 數據采樣插補第二步為精插補，它是在粗插補算出的每一微小直線上再作“數據點的密化”工作。這一步相當于對直線的脈沖增量插補。數據采樣插補方法適用于閉環、半閉環的直流或交流伺服電動機為驅動裝置的位置采樣控制系統中。