數(shù)控加工中的插補
數(shù)控機床加工的零件輪廓一般由直線肥稠、圓弧組成阅爽,也有一些非圓曲線輪廓例如高次曲線被环、列表曲線、列表曲面等脐雪,但都可以用直線或圓弧去逼近厌小,當按各直線和圓弧線段的數(shù)據(jù)編寫數(shù)控加工程序,并輸入战秋、啟動數(shù)控系統(tǒng)工作時璧亚,數(shù)控系統(tǒng)便將程序段進行輸入處理、插補運算辟堡、輸出處理诅枚,并按計算結(jié)果控制伺服機構(gòu),從而驅(qū)動數(shù)控機床的伺服機構(gòu)途陵,使刀具和零件作精確的完全符合各程序段的相對運動,最后加工出符合要求的零件茂钠。
插補計算就是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入的基本數(shù)據(jù)脚们,如直線終點坐標值、圓弧起點径塔、圓心鳖路、終點坐標值、進給速度等凰番,通過計算盏萝,將工件輪廓的形狀描述出來,邊計算邊根據(jù)計算結(jié)果向各坐標發(fā)出進給指令褒堆。插補實際上是根據(jù)有限的信息完成數(shù)據(jù)密化的工作澡呼,無論是硬件數(shù)控還是CNC數(shù)控,插補模塊是不可缺少的厉碟,能完成插補功能的模塊或裝置稱為插補器喊巍。
插補方法可以如此分類:
1. 一次插補器、二次插補器和高次插補器
這是根據(jù)數(shù)學(xué)模型來劃分的箍鼓,如直線插補就是一次插補崭参,圓或拋物線插補是二次插補等。
2. 硬件插補和軟件插補
一般款咖,硬件數(shù)控的插補模塊由數(shù)字電路組成何暮,速度較快,但升級不易铐殃,柔性較差海洼,稱為硬件插補跨新。
CNC數(shù)控的插補模塊由軟件來實現(xiàn),速度雖然沒有硬件插補快贰军,但容易升級玻蝌,成本也較低廉,稱為軟件插補词疼。
3. 基準脈沖插補和數(shù)據(jù)采樣插補
1) 基準脈沖插補(又:行程標量插補摇致、脈沖增量插補):
特點是數(shù)控裝置在每次插補結(jié)束后,向相應(yīng)的運動坐標輸出基準脈沖序列秫丐,每個脈沖代表了最小位移肯仍,脈沖序列的頻率代表了坐標運動速度,脈沖的數(shù)量代表運動速度竹俱。
本方法因為只涉及加法和移位計算景捅,實現(xiàn)起來比較簡單,容易用硬件實現(xiàn)摊房。比較常用的有:
數(shù)字脈沖乘法器(又:二進制比例乘法器BinaryRateMultiplier赚懊,簡稱BRM)
逐點比較法(又稱區(qū)域判別法)
數(shù)字積分法(簡稱DDA法)
矢量判別法
比較積分法
最小偏差法
目標點跟蹤法
單步追蹤法
直接函數(shù)法
加密判別和雙判別法...
2) 數(shù)據(jù)采樣插補(又:時間標量插補、數(shù)字增量插補)
特點是數(shù)控裝置產(chǎn)生的不是單個脈沖而是二進制字昨哑,適用于閉環(huán)你朝、半閉環(huán)交直流伺服電機驅(qū)動的控制系統(tǒng)。它可以劃分兩個階段:
粗插補:用微小的直線段逼近給定的輪廓域毡,該微小的直線段與指令給定的速度有關(guān)爪只,常用軟件實現(xiàn)。
精插補:在上述微小的直線段上進行“數(shù)據(jù)點的密化”考余,這一階段其實就是對直線的脈沖增量插補先嬉,計算簡單,可以用硬件或軟件實現(xiàn)楚堤。
下面是常用的數(shù)據(jù)采樣插補方法:
直線函數(shù)法
擴展DDA法
二階遞歸擴展DDA法
雙數(shù)字DDA法
角度逼近圓弧插補法
改進吐斯丁法...
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