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1、2.4插补原理2.4.1插补的基本概念在数控机床中，刀具或工件的最小位移量称为分辨率(闭环系统)或脉冲当量(开环系统)，又叫做最小设定单位。刀具或工件是一步一步地移动的，刀具的运动轨迹不可能严格地沿着刀具所要求的零件轮廓形状运动，只能用折线逼近所要求的轮廓曲线，而不是光滑的曲线。机床数控装置根据一定算法确定刀具运动轨迹，从而产生基本轮廓线形，如直线、圆弧等。一.什么是插补数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，用一个个输出脉冲把这一空间填补起来，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”
2、。2.4插补原理2.4.1插补的基本概念“插补”是根据零件轮廓线形的信息(如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等)，数控装置按进给速度、刀具参数和进给方向等要求，计算出轮廓曲线上一系列坐标值的过程。2.4插补原理2.4.1插补的基本概念插补器：软件插补硬件插补软硬件结合插补直线插补零件数控加工程序提供直线段的起点、终点坐标,数控装置将这两点之间的空间进行数据密化,用一个个输出脉冲把空间填补起来,从而形成要求的直线轨迹。…N12G00X12Y4N13G01X17Y7…yx0124177圆弧插补零件的数控加工程序提供圆弧起点、终点、圆心坐标,数控装置
3、将起点、终点之间空间进行数据密化,用一个个脉冲把这一空间填补成近似理想的圆弧,即对圆弧段进行数据密化。…N12G00X4Y3N13G03X0Y5R5…543y0XR二维插补对于平面曲线，通过二个坐标的插补运算，就能控制两个坐标轴走出所需轨迹。yx0124177543y0XR对于空间曲线(三维、四维…)，需要多个坐标轴联动，也就需要多个坐标的插补运算。多维插补A(Xe、Ye、Ze)ZYXOXeYeZe二.软件插补算法Ⅰ.脉冲增量插补Ⅱ.数据采样插补逐点比较法插补数字积分法插补直线函数法扩展数字积分法二阶递归算法二.软件插补算法Ⅰ.脉冲增量插补产生的单个行
4、程增量，以一个个脉冲方式输入给伺服系统。原理yx012242456步进电机为驱动装置的开环数控系统。计算机数控柜步进电机驱动电源步进电机机床滚珠丝杆应用Ⅱ.数据采样插补（时间标量插补）插补程序每调用一次，算出坐标轴在一个周期中的增长段（不是脉冲），得到坐标轴相应的指令位置，与通过位置采样所获得的坐标轴的现时的实际位置（数字量）相比较,求得跟随误差。位置伺服软件将根据当前的跟随误差算出适当的坐标轴进给速度指令，输出给驱动装置。1.插补程序的调用周期和系统的位置采样周期相同美国Allen－Bradley公司的7300CNC系列2.调用周期是系统的位置采样周
5、期的整数倍西门子公司的System－7CNC系统，采用8ms的插补周期和4ms的位置反馈采样周期应用适用于闭环和半闭环，以直流（或交流）电机为驱动装置的位置采样系统。类型目前的MNC系统常采用以下结构方式完成插补运算i采用软/硬件配合实现插补方案的单微机系统※FANUC的System－5ii具有分布式微机系统※麦唐纳·巴格拉斯公司ActrionIII型MNC系统iii具有单台高性能微型计算机NC系统※西德西门子公司的System-7CNC系统2.2.2脉冲增量插补特点脉冲当量每次插补结束，在一个轴上只产生单个的行程增量。一个脉冲所产生的坐标轴的移动量
6、mm。一.逐点比较法插补原理基本思想被控对象在按要求的轨迹运动时，每走一步都要和规定的轨迹进行比较，由比较结果决策下一步移动的方向。逐点比较法既可实现直线插补，又可实现圆弧插补。一.逐点比较法插补原理四个步骤偏差判别：根据偏差值判断刀具当前位置与给定线段的相对位置，以确定下—步的走向。坐标进给：根据判别结果，让刀具向x或y方向移动一步，使加工点接近给定线段。偏差计算：计算新到达点与给定轨迹之间的偏差，作为下一步判别依据。终点判别：判断刀具是否到达终点。未到终点，则继续进行插补。若已到达终点，则插补结束。yx0124177Ⅰ、直线插补(一).偏差计算公式
7、如图所示，设规定轨迹为直线段OE，起点在原点，终点E的坐标为E(Xe，Ye),第一象限Pi(xi,yi)为加工点（轨迹点）。1.若P正好处在OE上,则下式成立。xi=yiyexe即xeyi－xiye=0y0xE(Xe,Ye)Pi(xi,yi)2.当P在OE上方时，即xeyi－xiye>03.当P在OE下方时，即xeyi－xiye<0xiyixeyeE(Xe,Ye)yxPi(xi,yi)0E(Xe,Ye)yPi(xi,yi)x0∴判别函数F为F＝XeYi-XiYe由F可判别动点Pi与理想轨迹的相对位置，从而决定下一步移动方向。y0xE
8、(xe,ye)F>0，点Pi在直线上方，应向+X移动。F<0，点Pi在直线下方，应向+Y移动。
