數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)的方法和原理 - 加工中心
精工系統(tǒng)插補(bǔ)的方法和原理 精工機(jī)床上進(jìn)行加工的各種工件，大部分由直線和圓弧構(gòu)成。因此，大多數(shù)精工裝置都具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能。對(duì)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(bǔ)的任務(wù)就是要按照進(jìn)給速度的要求，在輪廓起點(diǎn)和終點(diǎn)之間計(jì)算出若干中間控制點(diǎn)的坐標(biāo)值。 由于每個(gè)中間點(diǎn)計(jì)算的時(shí)間直接影響精工裝置的控制速度，而插補(bǔ)中間點(diǎn)的計(jì)算精度又影響整個(gè)精工系統(tǒng)的精度，所以插補(bǔ)算法對(duì)整個(gè)精工系統(tǒng)的性能至關(guān)重要，也就是說精工裝置控制軟件的核心是插補(bǔ)。 插補(bǔ)的方法和原理很多，根據(jù)精工系統(tǒng)輸出到伺服驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)的不同，插補(bǔ)方法可歸納為脈沖增量插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)兩種類型。一、脈沖增量插補(bǔ) 這類插補(bǔ)算法是以脈沖形式輸出，每次插補(bǔ)運(yùn)算一次，最多給每一軸一個(gè)進(jìn)給脈沖。把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，以驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 一個(gè)脈沖產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動(dòng)量叫脈沖當(dāng)量，用δ表示。 脈沖當(dāng)量是脈沖分配計(jì)算的基本單位，根據(jù)加工的精度選擇，普通機(jī)床取δ＝0.01mm，較為精密的機(jī)床取δ＝1μm或0.1μm 。插補(bǔ)誤差不得大于一個(gè)脈沖當(dāng)量。 這種方法控制精度和進(jìn)給速度低，主要運(yùn)用于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的開環(huán)控制系統(tǒng)中。二、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)又稱時(shí)間標(biāo)量插補(bǔ)或數(shù)字增量插補(bǔ)。這類插補(bǔ)算法的特點(diǎn)是精工裝置產(chǎn)生的不是單個(gè)脈沖，而是數(shù)字量。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步完成。第一步為粗插補(bǔ)，它是在給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線之間插入若干個(gè)點(diǎn)，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(zhǎng)度△L都相等，且與給定進(jìn)給速度有關(guān)。粗插補(bǔ)時(shí)每一微小直線段的長(zhǎng)度△L與進(jìn)給速度F和插補(bǔ)T周期有關(guān)，即△L＝FT。 圖1 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 第二步為精插補(bǔ)，它是在粗插補(bǔ)算出的每一微小直線上再作“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”工作。這一步相當(dāng)于對(duì)直線的脈沖增量插補(bǔ)。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)方法適用于閉環(huán)、半閉環(huán)的直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的位置采樣控制系統(tǒng)中。