在實際加工中,cnc數控車床被加工工件的輪廓形狀千差萬別,嚴格說來,為了滿足幾何尺寸精度的要求,刀具中心軌跡應該準確地依照工件的輪廓形狀來生成,對于簡單的曲線數控系統(tǒng)可以比較容易實現,但對于較復雜的形狀,若直接生成會使算法變得很復雜,計算機的工作量也相應地大大增加,因此,實際應用中,常采用一小段直線或圓弧去進行擬合就可滿足精度要求(也有需要拋物線和高次曲線擬合的情況),這種擬合方法就是“插補”,實質上插補就是數據密化的過程。
cnc數控車床插補的任務是根據進給速度的要求,在輪廓起點和終點之間計算出若干個中間點的坐標值,每個中間點計算所需時間直接影響系統(tǒng)的控制速度,而插補中間點坐標值的計算精度又影響到數控系統(tǒng)的控制精度,因此,插補算法是整個數控系統(tǒng)控制的核心。
插補算法經過幾十年的發(fā)展,不斷成熟,種類很多。一般說來,從產生的數學模型來分,主要有直線插補、二次曲線插補等;從插補計算輸出的數值形式來分,主要有脈沖增量插補(也稱為基準脈沖插補)和數據采樣插補。脈沖增量插補和數據采樣插補都有個自的特點,本文根據應用場合的不同分別開發(fā)出了脈沖增量插補和數據采樣插補。
1、數字積分插補
數字積分插補是脈沖增量插補的一種。下面將首先闡述一下脈沖增量插補的工作原理。
2、脈沖增量插補
脈沖增量插補是行程標量插補,每次插補結束產生一個行程增量,以脈沖的方式輸出。這種插補算法主要應用在開環(huán)數控系統(tǒng)中,在插補計算過程中不斷向各坐標軸發(fā)出互相協(xié)調的進給脈沖,驅動電機運動。一個脈沖所產生的坐標軸移動量叫做脈沖當量。脈沖當量是脈沖分配的基本單位,按機床設計的加工精度選定,普通精度的機床一般取脈沖當量為:0.01mm,較精密的機床取1或0.5。采用脈沖增量插補算法的數控系統(tǒng),其坐標軸進給速度主要受插補程序運行時間的限制,一般為1~3m/min。
脈沖增量插補主要有逐點比較法、數據積分插補法等。逐點比較法最初稱為區(qū)域判別法,或代數運算法,或醉步式近似法。這種方法的原理是:計算機在控制加工過程中,能逐點地計算和判別加工偏差,以控制坐標進給,按規(guī)定圖形加工出所需要的工件,用步進電機或電液脈沖馬達拖動機床,其進給方式是步進式的,插補器控制機床。逐點比較法既可以實現直線插補也可以實現圓弧等插補,它的特點是運算直觀,插補誤差小于一個脈沖當量,輸出脈沖均勻,速度變化小,調節(jié)方便,因此在兩個坐標開環(huán)的CNC系統(tǒng)中應用比較普遍。但這種方法不能實現多軸聯(lián)動,其應用范圍受到了很大限制。 http://www.yuqiuyibai.cn