1.2.1數控系統(tǒng)的插補原理

　　在輪廓加丁中仅汰，數控機床刀具的軌跡必須嚴格準確地按零件輪廓曲線運動缘违。插補運算的作用是在已知的加工軌跡曲線的起點和終點間進行“數據點的密化”编漆。插補是在每個插補周期內践桂，根據c\ic(c,。mp跌蛔。t级汹。．N。mercal c盒卸。ntr授艰。l，計算機數字控制)指令世落、進給速度計算出一個微小直線段的數據淮腾，刀具沿著微小直線段運動，經過若干個插補周期后屉佳，刀具從起點運動到終點谷朝，完成這段輪廓的 j工曲線AB段，A為起點武花，B為終點圆凰。在每個插補周期內，計算出一個微小直線殷的各坐標分量(△X体箕、△Y)专钉，經若干個插補周期，可“計算出從起點A到終點B間各個微小直線段的坐標分量(△X,累铅、Ly,)跃须、(△xz、△K)禽岭、…诉抱、(△x。艘励、△y聂闺。)。各坐標分量的計算可采用逐點比較插補法唆痪、數 字積分插補法咨捕、時間分割插補法和樣條插補計算法等闰收。 

　　被加I零件的外形輪廓是由直線、圓弧和其他曲線等幾何元素構成础川，其中直線和圓弧是基本的幾何元素执寺，其他的曲線可用微小直線或~al弧逼近形成。數控機床的數控系統(tǒng)都具有同1 8數控系統(tǒng)的捕樸原理    i宣線和圓弧插補功能肖婴。在高級型數控機床的數控系統(tǒng)擴展功能或宏程序中還配有拋物線、漸開線刑嚷、r橢凰l等插補計算功能略裹。   

　　在數控機床的CNC中，插補則是由軟件全部或部分實現其插補功能闽巩。由于用軟件實現插補運算钧舌，比硬件插補器運算速度慢，在cNc系統(tǒng)中插補功能常分為粗插補和精插補兩步完成涎跨。粗插補用軟件實現洼冻，把一個程序段分割為若干微小直線段，精插補在伺服驅動模塊中隅很，把各微小直線段再進行密化處理撞牢，使加丁軌跡在允許的誤差范圍之內。所以插樸功能直接影響系統(tǒng)控制精度和速度叔营，是數控機床的重要技術指標屋彪。

　　1.2.2數控機床的伺服系統(tǒng)

　　數控機床的伺服系統(tǒng)是數控機床的數控系統(tǒng)與機床本體的聯系環(huán)節(jié)a它是以機體運動部件的位置（或角度）和速度（或轉速）為控制量鮮系統(tǒng)，包括主動伺服驅動系統(tǒng)和進給伺服驅動系統(tǒng)兩部分绒尊。根據數控系統(tǒng)(C\iC)發(fā)出的動作指令畜挥，伺服系統(tǒng)準確、快速地完成各坐標軸的進給運動婴谱，與主軸驅動相配合蟹但，實現對丁件的高精度加T。因此决太，伺服驅動系統(tǒng)是數控機床的一個重要的組成部分蓉厕，其性能的優(yōu)劣直接影響零件的加丁質量和生產效率。    不同類型的數控機床對伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同晴灿。同一數控機床的主軸驅動與進給驅動對伺服系統(tǒng)的要求也有很大差別犬洽。歸根到底，數控機床對伺服控制的要求投谅，與任何系統(tǒng)對伺服控制的要求一樣纪萎，包括精度、快速性與穩(wěn)定性3個方面蘑劲。   

　　數控機床的精度虹限，除了受到機械傳動系統(tǒng)精度的影響之外檀巡，主要取決于伺服系統(tǒng)的調速范圍的大小和伺服系統(tǒng)最小分辨率精度。高精度的數控機床為了保證尺寸精度和表面粗糙度的水平彭薪，有時要求進給速度低于宜恩。．5m／min。但是為了提高生產率夜矗，叉要求其快速移動的速度達到12～24m／min泛范，甚至超過32m／min。因此紊撕，調速范圍可高達數萬倍罢荡。   

　　數控機床的進給系統(tǒng)實際上是一個位置隨動系統(tǒng)。所以同位置隨動系統(tǒng)一樣对扶，當指令位移以某一速度變化時区赵，實際位移必須比指令位移滯后，這就是所謂的跟隨誤差浪南。當數控機床的各坐標軸以不同的速度和不同的方向同時位移時笼才，跟隨誤差就會造成加工尺寸和形狀的誤差。切削進給的速度越快跟隨誤差對精度的影響就越大络凿。提高伺服系統(tǒng)響應的快速性是減小跟隨誤差骡送、提高進給速度的根本措施。但伺服系統(tǒng)的響應速度并不可以無限制提高絮记，并且任何提高都要以成本的上升為代價各谚。所以對伺服系統(tǒng)的響應速度的要求要求限制在一個合理的范圍之內。一般情況下?數控機床的進給響應時間應該在200ms以內到千。   

　　穩(wěn)定性是對伺服系統(tǒng)的最基本的要求甥鼠，穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調節(jié)過程后稻诚，達到新的或者恢復到原來的平衡狀態(tài)岭笔。對伺服系統(tǒng)要求有較強的臺速度的均勻、平穩(wěn)辖狞。穩(wěn)定性直接影響數控加工的精度和表面粗糙度钻国。

　　目前在小型的經濟型數控機床上還使用步進電機，中高檔數控機床大多采用直流伺服電機和交流電機孩置。隨著數控技術的發(fā)展燎称，微處理器已開始應用于伺服系統(tǒng)中。高精度數控機床已經采用交流數字伺服系統(tǒng)罚栏，伺服電機的位置贩溉、速度等都已實現了數字化，并采用了新的控制理論，實現了不受機械負荷變動影響的高速響應伺服系統(tǒng)膨桂。而液壓伺服系統(tǒng)由于發(fā)熱大溺瘩、效率低、不易維修等缺點昌腰，現已基本不采用开伏。

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