文档介绍：算法
在实际加工中,零件形状各式各样,有由直线、圆弧组成的简单零件轮廓;也有由诸如自由曲线、曲面、方程曲线和曲面体构成的复杂零件轮廓,还有一系列实验或经验数据表示的、没有表达轮廓形状的曲线方程的曲线(称为列表曲线),对这些较复杂的零件轮廓最终还是要用直线或者圆弧进行逼近以便加工。而插补的任务就是根据进给速度的要求,在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值(数据密化)。理论上,我们应该保证***中心轨迹应与零件轮廓形状一致,但实际上,我们只能通过一系列的直线或圆弧去逼近它,这样做既简化了计算又减少了工作量而能够满足数控加工的实时性要求。
目前常用的插补方法有两类:脉冲增量插补法和数据采样插补法。
2脉冲增量插补脉冲增量插补是模拟硬件插补的原理,把计算机每次插补运算产生的指令输出到伺服系统,伺服系统根据进给脉冲进给,以驱动工作台运动。计算机每发出一个脉冲,工作台移动一个基本长度单位(脉冲当量),并且每次插补的结果仅产生一个行程增量,每进给一步(一个脉冲当量),计算机就要进行一次插补运算,而进给速度受计算机插补速度的限制,就是因为这个特点,很难满足现代数控机床高速度的要求。表示的是逐点比较法直线插补走步轨迹图。按这种插补,如果要求保证一定的进给速度,只好增大脉冲当量,使精度降低。进给速度越快,脉冲当量值越大,加工误差就越大,所以这种脉冲增量插补输出的速率主要受插补程序所用时间的限制,它仅仅适用于中等精度和中等速度、以步进电机
(电机控制系统的设计理念)为执行机构的开环数控系统。
以逐点比较法在第一象限的直线插补为例简单说明这种插补的过程。起点为坐标原点O(0,0),终点坐标为A(xe,ye),P(xi,yj)为加工点。我们令Fi,j=xeyj-xiye(1)这样则有三种情况:(a)如Fi,j=0,则点P在直线OA上;(b)如Fi,j>0,则点P在直线OA上方;(c)如Fi,j<0,则点P在直线OA下方。
因此可将式(1)作为点P所在区域的判别式,即偏差判别式。逐点比较法的直线插补过程,每走一步要进行以下4个步骤:①偏差判别:根据偏差值确定***相对加工直线的位置。②坐标进给:根据偏差判别的结果,决定控制沿哪个坐标进给一步,以接近直线。③偏差计算:计算出新加工点相对加工直线的偏差,作为下一步偏差判别的依据。
④终点判别:判断是否到达终点,未到达终点则返回第一步,继续插补;若已到终点,则停止本程序段的插补。
终点判别可采用两种方法:一是每走一步判断Xi-Xe≥0及Yj-Ye≥0是否成立,若成立,则插补结束,否则继续;二是把每个程序段中的总步数求出来,即n=|Xe|+|Ye|,每走一步n-1,直到n=0为止。
粗插补在每个插补周期内计算出坐标位置的增量值,而精插补则是在每个采样周期内采样闭环或者半闭环反馈位置的增量值以及插补输出的指令位置增量值,然后把算出的各坐标轴相应的插补指令位置与实际反馈位置进行比较,计算出跟随误差。根据跟随误差算出相应轴的进给速度指令并输出给相应的驱动装置。插补周期和采样周