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1、2009年9月机床与液压Sep12009第37卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol137No19DOI:10.3969/j1issn11001-3881120091091019PLC直线插补方法的研究任喜岩(大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028)摘要:利用推导出的插补公式,开发了两种具有加减速功能的直线插补方法,分析了两种方法的插补误差。其中频率分解法是直接将合成频率分解为两轴的频率,利用梯形脉冲指令以该频率同时输出,计算量少;时间分割法是每个插补周期都进行插补参数运算,进给步长小,插补精度高。关键词:直线插补;可编程控制器;时间分割法;数控
2、中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1001-3881(2009)9-056-3StudyonMethodsofPLCLinearInterpolationRENXiyan(CollegeofMechanicalEngineering,DalianJiaotongUniversity,DalianLiaoning116028,China)Abstract:Twomethodsoflinearinterpolationwithfunctionofaccelerationanddecelerationweredevelopedbyusinginterpolationf
3、ormulas.Theinterpolationerrorsofthemethodswereanalyzed.Compositefrequenciesweredirectlydecomposedintofrequenciesoftwoaxesinmethodoffrequencydecomposition.Pluseswereoutputtedbytrapezoidalpulseinstructionatthosefrequencies.Thead2vantageofthemethodoffrequencydecompositionissmallcalculationamo
4、unt.Interpolationparameterswerecalculatedineachinterpo2lationperiodintime2dividedmethod.Theadvantagesoftime2dividedmethodaresmallfeedandhighprecision.Keywords:Lineinterpolation;PLC;Time2dividedmethod;Numericalcontrol目前很多小型PLC内置独立的两轴脉冲输出功目标,输出停止。小能,但其中大多都没有直线插补指令,如西门子S72型PLC一般都有梯形200系列、三菱FX
5、系列、松下FP系列中的FP0和脉冲指令,如三菱FP1等,这就限制了小型PLC在数控方面的使用。在FNC59指令、松下F170扩展小型PLC在数控应用方面,文献[1-3]开发指令,西门子的PTO了直线插补或圆弧插补程序,但所用方法没有利用指令也能实现梯形脉图1梯形脉冲输出PLC内置的脉冲输出指令,脉冲频率低,最大不超过冲输出。扫描周期的倒数。文献[4]插补的脉冲频率较高,但由于是采样专用的定位模块,系统成本会大大提高。充分利用PLC内置的脉冲输出指令,开发高速直线插补程序,是PLC直线插补的发展方向。1频率分解法频率分解法是根据插补直线与坐标轴的角度,将合成频率分解为X、Y两
6、轴脉冲频率,执行PLC的梯形脉冲输出指令进行直线插补。加工工艺一般要求从加速———均速———减速的过程,对应PLC来说,就是梯形脉冲输出。如图1所示,脉冲输出以总脉冲数为目标,从初始频率(有图2直线插补的PLC要求为0)fs,经时间ta加速到工作频率fe,直线插补过程如图2所示,Ps、Pa、Pb、Pe分输出一定的脉冲后,经减速时间tb(一般与加速时间别为初始点、加速结束点、减速开始点和终点。根据ta相等),脉冲频率降到初始频率,同时脉冲数达到下列公式,分解求出两轴初始速度、最高速度。收稿日期:2008-08-26作者简介:任喜岩(1963—),男,辽宁康平人,硕士,副教授,
7、只要从事机电一体化方面科研与教学工作。电话:0411-84106768,13050500125。E-mail:ren_xy@sohu1com。第9期任喜岩:PLC直线插补方法的研究·57·ye-ys通过判断主坐标,在计算平行与坐标轴插补直线sinα=(1)22的坐标点时不会出现计算错误。在计算插补点时,一(xe-xs)+(ye-ys)xe-xs个坐标增量采用进给步长计算,另一个坐标则采用直cosα=(2)22线斜率计算,确保计算没有累计误差,插补点在理想(xe-xs)+(ye-ys)的直线上。fx=cosα·f(3
