數控機床插補原理

技術文章  |  創建時間:2010-04-29  |  瀏覽量:5998次
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  在實際加工中,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。  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的控制精度,因此,插補算法是整個數控系統控制的核心。  插補算法經過幾十年的發展,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出了脈沖增量插補和數據采樣插補。  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。  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數控系統中,在插補計算過程中不斷向各坐標軸發出互相協調的進給脈沖,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,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,調節方便,因此在兩個坐標開環的CNC系統中應用比較普遍。但這種方法不能實現多軸聯動,其應用范圍受到了很大限制。
 

標簽:數控機數控機床插補
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