插补原理与速度控制
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插补原理:在实际加工中,被加工工件轮廓形状千差万别,严格说来,为了满足几何尺寸精度要求,刀具中心轨迹应该准确地依照工件轮廓形状来生成,对于简单曲线数控系统可以比较容易实现,但对于较复杂形状,若直接生成会使算法变得很复杂,计算机工作量也相应地大大增加,因此,实际应用中,常采用一小段直线或圆弧去进行拟合就可满足精度要求(也有需要抛物线和高次曲线拟合情况),这种拟合方法就是“插补”,实质上插补就是数据密化过程。
插补任务是根据进给速度要求,在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点坐标值,每个中间点计算所需时间直接影响系统控制速度,而插补中间点坐标值计算精度又影响到数控系统控制精度,因此,插补算法是整个数控系统控制核心。
插补算法经过几十年发展,不断成熟,种类很多。
一般说来,从产生数学模型来分,主要有直线插补、二次曲线插补等;从插补计算输出数值形式来分,主要有脉冲增量插补(也称为基准脉冲插补)和数据采样插补[26]。
脉冲增量插补和数据采样插补都有个自特点,本文根据应用场合不同分别开发出了脉冲增量插补和数据采样插补。
1数字积分插补是脉冲增量插补一种。
下面将首先阐述一下脉冲增量插补工作原理。
2.脉冲增量插补是行程标量插补,每次插补结束产生一个行程增量,以脉冲方式输出。
这种插补算法主要应用在开环数控系统中,在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调进给脉冲,驱动电机运动。
一个脉冲所产生坐标轴移动量叫做脉冲当量。
脉冲当量是脉冲分配基本单位,按机床设计加工精度选定,普通精度机床一般取脉冲当量为:0.01mm,较精密机床取1或0.5 。
采用脉冲增量插补算法数控系统,其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间限制,一般为1~3m/min。
脉冲增量插补主要有逐点比较法、数据积分插补法等。
逐点比较法最初称为区域判别法,或代数运算法,或醉步式近似法。
这种方法原理是:计算机在控制加工过程中,能逐点地计算和判别加工偏差,以控制坐标进给,按规定图形加工出所需要工件,用步进电机或电液脉冲马达拖动机床,其进给方式是步进式,插补器控制机床。