伺服与插补
伺服Driver参数设定
伺服Driver参数设定伺服驱动参数设定1、伺服由OFF—〉ON允许重启的范围如果电压过低引起电源⽋压⾄停⽌状态，当伺服信号由off到on ,继续执⾏位置操作的功能。
当最后的位置控制值⼩于允许重新启动BF 区所设定的值时，伺服信号由off到on，重新启动功能执⾏。
1、伺服放⼤器(Driver)型号2、放⼤器设定当使⽤电池时，断电时其位置不会丢失，选择绝对型系统=1。
当未选⽤电池时，断电时其位置会丢失，选择增量型系统=0。
（断电⼀次后参数可⽣效）。
3、刹车选择再⽣制动选择，是否选择制动电阻（制动电阻），选择要正确，否则会引起选件损坏（断电⼀次后参数可⽣效）。
4、外部动⼒刹车当Z轴使⽤马达时，须考虑⽤刹车系统，此处选择=1。
（马达需要选择带刹车的型号）（断电⼀次后参数可⽣效。
5、马达型号可通过PLC程序设定相应BF区，30103，30203，30303，30403。
6、马达容量当马达容量为0.4KW时，设定值=0.4KW*100=40H当马达容量为22KW时，设定值=22KW*100=2200H⼀定得设定，否则Driver将报Ab。
7、伺服马达额定转速1=1000r/min，2=2000r/min，3=3000r/min。
实际数据来源马达⼿册8、反馈脉冲、马达旋转⼀圈的解析度，与参数Pulse per rotation相等。
（断电⼀次后参数可⽣效）9、旋转⽅向⽤于定位，JOG，MPG动作的⽅向，如果下正轉命令,機構是往負的⽅向動，则改变此参数，重要。
（断电⼀次后参数可⽣效）10、⾃动调整惯量，增益，刚性（1）插补模式：插补模式的增益调整是指系统有两根以上的轴时，需要调整各轴伺服系统的位置环增益并使之匹配，位置环增益1及速度环增益1可⽤⼿动设定，其它的参数通过⾃动调整模式⾃动设定。
（2）⾃动调整模式1：12-17项参数⽆需设置，⾃动协调产⽣。
⼿动设定11：响应频率。
（3）⾃动调整模式2：设置固定转动惯量⽐，响应频率可⼿动调整，下列参数⾃动产⽣。
多轴联动常用插补算法
多轴联动常用插补算法
多轴联动是指在数控加工过程中，多个轴同时协同运动以完成复杂零件的加工。
为了实现精确且高效的多轴联动，需要采用合适的插补算法进行控制。
常见的多轴联动插补算法包括以下几种：
1. 直线插补：直线插补是最基本的插补算法，用于控制轴在直线轨迹上运动。
直线插补算法根据预设的轨迹，通过控制电机转速和加速度，使轴按照指定的速度和加速度曲线运动。
2. 圆弧插补：圆弧插补用于控制轴在圆弧轨迹上运动。
与直线插补类似，圆弧插补算法也需要根据预设的轨迹，控制电机转速和加速度，使轴按照指定的速度和加速度曲线运动。
3. 样条插补：样条插补是一种基于多项式的插补方法，可以实现较为复杂的曲线轨迹。
通过拟合多项式曲线，样条插补可以控制轴在不同坐标系下实现平滑过渡，提高加工精度。
4. 电子凸轮插补：电子凸轮插补是一种基于数字信号处理的插补方法，通过预设的数字信号序列来控制轴的运动。
电子凸轮插补可以实现复杂的轨迹和动作，但相对于其他插补算法，其精度较低。
5. 全闭环运动控制插补：全闭环运动控制插补是一种基于反馈控制的插补方法，通过对各轴实际位置与电机实际位置之间的偏差进行实时调整，实现高精度的多轴联动。
全闭环运动控制插补可以保证多轴联动轮廓精度、定位精度及重复定位精度，同时保证伺服电机稳定运行。
在实际应用中，根据不同的加工需求和设备条件，可以选择合适的插补算法来实现多轴联动。
同时，为了提高插补算法的性能和稳定性，还可以采用诸如优化算法、PID控制等方
法进行优化。
数控技术第3章插补原理
5. 运算举例（第Ⅰ 象限逆圆弧） 运算举例（ 象限逆圆弧） 加工圆弧AE 起点(4,3) AE， (4,3)， 终点(0,5) E=(4-0)+(5加工圆弧AE，起点(4,3)， 终点(0,5) ，E=(4-0)+(53)=6 插补过程演示
三.逐点比较法的进给速度 逐点比较法的进给速度
逐点比较法除能插补直线和圆弧之外，还能插补椭圆、 逐点比较法除能插补直线和圆弧之外，还能插补椭圆、 抛物线和双曲线等二次曲线。此法进给速度平稳， 抛物线和双曲线等二次曲线。此法进给速度平稳， 精度较高。在两坐标联动机床中应用普遍. 精度较高。在两坐标联动机床中应用普遍. 对于某一坐标而言， 对于某一坐标而言，进给脉冲的频率就决定了进给速 度 ：
插补是数控系统最重要的功能； 插补是数控系统最重要的功能； 插补实际是数据密集化的过程； 插补实际是数据密集化的过程； 插补必须是实时的； 插补必须是实时的； 插补运算速度直接影响系统的控制速度； 插补运算速度直接影响系统的控制速度； 插补计算精度影响到整个数控系统的精度。 插补计算精度影响到整个数控系统的精度。 插补器按数学模型分类，可分为一次插补器、 插补器按数学模型分类，可分为一次插补器、二次插补器及高 次曲线插补器； 次曲线插补器； 根据插补所采用的原理和计算方法不同， 根据插补所采用的原理和计算方法不同，分为软件插补和硬件 插补。目前大多采用软件插补或软硬件结合插补。 插补。目前大多采用软件插补或软硬件结合插补。 根据插补原理可分为：脉冲增量插补和数字采样插补。 根据插补原理可分为：脉冲增量插补和数字采样插补。
脉冲当量： 脉冲当量：每一个脉冲使执行件按指令要求方向移动的直线 距离，称为脉冲当量， 表示。一般0.01mm 0.001mm。 0.01mm～ 距离，称为脉冲当量，用δ表示。一般0.01mm～0.001mm。 脉冲当量越小， 脉冲当量越小，则机床精度越高
西门子840D SL伺服插补轴圆度测试的参数优化与研究
西门子840D SL伺服插补轴圆度测试的参数优化与研究作者：张义红张立群来源：《中国科技纵横》2017年第19期摘要：本文主要研究数控机床伺服插补轴圆弧轮廓轨迹精度的伺服参数优化方法。
并结合Renishaw球杆仪和伺服Bode图来针对伺服圆弧插补轮廓轨迹精度进行反复的测量，并根据测量结果不断分析和优化相关伺服参数，使通过伺服参数优化后的数控机床伺服轴插补轮廓精度得以显著提升。
关键词：西门子840D Solution Line；伺服驱动参数优化；伺服圆度测试；Renishaw球杆仪中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0075-021 概述21世纪以来，由于机床加工工艺的不断优化和完善，多伺服轴联动插补的数控机床已经被广泛应用于制造业的各个领域，并逐步取代普通机床成为具有核心竞争力的制造装备之一。
插补轴圆度轮廓轨迹精度的伺服参数优化工作是整个加工精度优化的重点步骤之一，也是提高数控机床整体加工质量的核心要素之一。
因此，针对此项内容进行深入地分析和研究具有较高的学习应用价值。
2 球杆仪简介球杆仪主要用于检测数控机床插补轴整圆轮廓几何精度误差以及插补轴动态响应特性匹配度的一种专用检测仪器，是伺服圆度测试参数优化过程中必不可少的检测仪器之一。
该测量装置的工作原理是将球杆仪的两个磁性底座分别安装在数控机床需要进行圆弧插补运动的两个伺服进给轴工作台面上。
测量系统软件通过球杆仪内部可伸缩的位移传感器来精确测量两个伺服轴插补运动所形成整圆轨迹轮廓的几何精度误差。
其测量精度在常温下可达±0.5μm，可以十分精确地测量两个伺服轴整圆插补轮廓轨迹所发生的任何细微变化及精度误差值。
计算机可以通过蓝牙通讯方式接收球杆仪位移传感器所测得的伸缩量，并使用球杆仪自带的测量软件将这一测量轨迹与标准整圆轮廓轨迹进行比较，从而生成实际测量结果，并分析得到数控机床实际的误差分布状况。
基于运动控制器的伺服电机同步控制插补算法改进
第25卷第3期2008年9月 广东工业大学学报Journa l of Guangdong Un i versity of Technology Vol.25No .3 Sep te mber 2008收稿日期:2008201220基金项目:广东省科技计划资助项目(2004B101013)作者简介:蔡继祖(19822),男,硕士研究生,主要研究方向为光机电一体化.基于运动控制器的伺服电机同步控制插补算法改进蔡继祖,陈 健,黎 勉(广东工业大学信息工程学院,广东广州510006)摘要:介绍了建筑物整体平移中的电机同步运动问题,并以运动控制器GT2002S V 为实验基础,阐述系统的硬件组成和两轴直线运动中同步控制的改进算法的基本思路和实现.最后对实验数据和结果进行简要总结,并提出推广和改进意见.关键词:伺服电机;运动控制器;同步控制;插补中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:100727162(2008)0320070203 随着当今城市发展速度越来越快,城市规模日趋庞大的环境下,城市规划的统筹布局已经成为城市建设的大问题[1].由此,城市建筑物的整体平移技术也应运而生.最早的现代建筑物整体平移采用圆木滚轴滚动,并用千斤顶作为牵引力.到了近几十年的时间,引进了液压技术,使牵引动力更均匀、更平稳,但工作效率(整体平移速率)相对仍然不高.近年来,随着电子技术的发展,基于DSP +FP 2G A 的高性能PC I 总线运动控制器引进到建筑物整体平移的技术研究中.利用DSP 和FPG A 数字运算的高速度和高精度,通过运动控制器控制相应的执行机构———伺服电机作为牵引执行机构,同时由运动控制器接受其所带来的辅助编码反馈信号,并根据需要做出调整,使电机能比较精确地依照人们的意愿以任意速度驱动承载着整个建筑物重量的负载(只要电机驱动能力许可)向前运动.这种“PC +运动控制器”的控制方案日渐得到广泛应用.1 运动控制器及系统硬件装置1.1 PC I 运动控制器特点从控制方案来看,运动控制系统的上位控制一般有单片机系统、专业运动控制P LC 和通用集成运动控制器等形式[2].而其中的通用集成运动控制器从结构上可分为基于PC 标准总线的运动控制器、Soft 型运动控制器和嵌入式结构的运动控制器[3].与单片机或P LC 系统相比,通用集成运动控制器因其以DSP 和FPG A 芯片为运动控制处理器,以PC 为信息处理平台,以插卡形式嵌入PC 机中,将PC 的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起,具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好的优点,能完成速度快、精度高、运动过程和机械轨迹较复杂的运动控制,因此近年来越来越得到广泛的应用.1.2 系统硬件装置组成本实验装置基于固高科技公司的GT 系列运动控制器GT2002S V 组成.固高公司的通用运动控制器以DSP 为核心,结合FPG A 来完成运动控制[4].在控制过程中,由DSP 实现运动规划,多轴插补、伺服控制滤波等数据运算和实现控制管理,FPG A 逻辑可编程器件和其它相关器件组成伺服控制和位置反馈硬件接口[3].其中的GT 系列是具有真正面向对象的开放式控制结构和系统重构能力的运动控制器产品,可以同步控制最多4个运动轴,可实现多轴协调控制和高性能的控制计算.而S V 型的运动控制器支持模拟量控制和脉冲控制输出的交直流伺服电机、步进电机等多种执行机构的控制场合(GT 系列运动控制器用户手册,固高科技(深圳)有限公司).本实验装置硬件构成如图1所示.GT 运动控制器通过PC I 总线连接上位负责总控制的计算机,下面通过专用的数据线将控制指令传送至交流伺服驱动,驱动伺服电机执行运动.伺服电机驱动两轴同步运动,通过主伺服电机中的主编码器将电机的运动脉冲数反馈至运动控制器,又通过光栅尺和辅助编码器将运动轴的直线位置检测信号传回至运动控制器,实现对位置信号的闭环控制.图1 系统硬件组成示意图2 多电机同步控制改进算法2.1 算法基本思想在多个伺服电机同时应用到建筑物同步运动控制时,首先由于整体平移而产生的问题就是伺服电机的同步运动[5].在实际工作中,作为建筑物的承载与运动执行机构,伺服电机必须在允许的误差范围内达到直线位置和运动速度的同步.本文先以两轴同步为例进行说明.通常比较简单的两轴同步运动采用主从轴跟踪的同步策略,即设定一个主轴按照指定的运动参数进行运动,其任意时刻的速度、加速度及位置值可以根据运动参数及规划的运动模式计算出来,而其运动的精度可以通过运动控制器、伺服单元及伺服电机相结合来保证.另外,设定一个从轴,以主轴的实际运动速度、加速度、位置作为目标进行实时跟踪,以求达到与主轴运动同步的目的.这种方法在运动控制中存在较大的时延,跟踪速度慢,不利于提高控制精度.本文提出的一个改进,首先使同步的各个运动轴依据所设定的同一组运动参数进行运动,各轴之间互不干涉,然后再参照由运动参数计算得出的标准实时位置信息(即预期目标位置),在运动过程中分别对各轴的位置进行单独的插补调整,使运动接近于理想计算得出的运动参数.由于使用同一组运动规划模式,并且各组伺服单元和伺服电机使用相同型号并设定相同参数,所以各运动轴直线同步的误差主要产生于各轴的执行机构———伺服电机的性能差异及运动过程的外界环境所产生的随机误差.以下重点讨论减少误差的方法.在整个两轴直线同步控制系统中,存在性能差异的机构包括伺服驱动单元和伺服电机,其所产生的随机误差不容易发现和消除.因此可采用实时补偿的方法减小两轴运动时产生的位置误差.由于随机误差的存在以及其它客观因素的影响,运动轴在运动过程中并没有十分精确地按照所规划的运动模式进行运动,如果在整个过程中不进行任何补偿,则误差将会反复不断甚至越来越大.因此为了减小误差,应该在运动中适当加入增量补偿,使运动轴位置与设计规划的位置误差趋向于0.当每一个轴与同一个规划模式的误差都趋向于无穷小时,就表明各个轴的运动位置越来越接近,达到位置的同步.本实验按照伺服电机运动的速度控制模式进行控制,以求运动实时速度值按照规划速度曲线运行.根据运动控制器的基本控制原理,必须在运动前预先设定一个采样控制周期.运动过程中,控制器在每一个采样周期(默认200μs )内按照所设定的运动速度运行相应的脉冲数(GT 系列运动控制器编程手册,固高科技(深圳)有限公司).而在程序中另外设定一个用于数据反馈和处理的更新周期(大于采样周期,视W indows 系统的处理能力而定,这里定为10m s ),在每一个更新周期内对主编码器所反馈的脉冲位置信号(50个采样周期的运动数据)进行采集和处理.这样根据所设定的运动模式,通过程序都可以计算出每一个更新周期内运动轴应该运行的目标位置值,这就是运动轴比较和控制的参考依据.运动轴实时补偿的思路大致如下:控制目的是使运动轴的运动位置与所规划的位置相一致,而速度与加速度值的变化尽可能小,插补调整的时间尽可能短.为此,将轴的运动分为加减速阶段和匀速阶段.在加减速阶段,由于速度是连续变化的,所以当位置不一致时,必定是由于运动速度与规划不一致而产生的,因此必须微调加速度大小.如图2所示,17 第3期 蔡继祖,等:基于运动控制器的伺服电机同步控制插补算法改进 图2 运动速度示意图在每一个更新周期T内,当产生速度偏差而形成位置偏差的t1时刻,可读取到此时刻内的速度与加速度值,为保持位置(路程)一致,应补偿速度值CF等于BE,而在下一时刻速度值返回规划曲线的D点.在匀速阶段,速度保持不变,位置偏差是由于产生加速度所引起的,而在匀速阶段调整加速度值对运动不起作用,所以必须在每个周期内改变目标速度值来减小位置偏差,调整补偿方法与加减速阶段类似.综合而言,在发现位置偏差的t1时刻,可以通过改变速度或加速度使得在最短的2个更新周期内补偿调整为规划值,并保持初始运动状态不变,使得位置值基本与期望的计算值一致,并使速度和加速度能基本围绕设定值运动. 但实际运动过程中,往往在补偿调整时所期望的速度值与实际的运动也存在偏差,即补偿不能一次到位,从而造成累计误差.这样就要求必须在每一个更新周期不断进行插补和调整,使位置偏差趋于最小化. 2.2 程序与实验结果本设计的程序基于W indows系统下的VC++ 6.0,使用固高公司为运动控制器专门提供的函数库,其中包括动态链接库、编译好的函数库文件和相应的头文件,封装了驱动和控制电机运动的底层基本函数操作,为用户调用提供了方便,并减轻了用户的软件编写工作量.图3所示为本实验同步运动控制部分的概要软件流程图.按照上述改进算法及流程图在W indows 系统中使用VC++6.0编程设计控制系统运行及同步算法的实现.经过大量的实验和数据记录和处理,在未使用同步算法前,实验所得两轴运动的位置误差最大在50个单位脉冲位置以内,而且误差值随运动速度的增大而增大.在每一次的更新周期内加入改进的同步算法以后,同样条件下两轴运动的位置误差可以控制在20个单位脉冲位置以内,而且当逐渐增大运动速度时,同步误差也能长期保持在30个脉冲以内,两轴同步的程度有了明显的提升.而实验所得的运动轴实时位置值与计算的期望位置值的偏差可以控制在100个单位脉冲位置以内,基本可以实现较好地与期望值的同步.图3 同步控制软件流程 从作者所得到的实验数据还可以知道,在适当改进同步算法以后,两轴的同步程度还有很大的提升空间,并有希望可以维持在10个脉冲的误差范围以内,可以说基本实现了两轴较高精度的完全同步.3 推广和改进相对于两轴位置主从跟踪的同步算法,本文提出的这种基于规划的补偿改进可以使得各运动轴根据各自的运动状态来作出实时调整,不需其它轴作为参照(以理想计算值作参考),各轴互不干扰,可以直接推广至多轴的位置同步,简单可行而且效果显著.结合到多轴运动的直线同步,对建筑物整体平移问题的解决具有十分重要的意义.在控制过程中,如果能根据电机的机械特性结合适当的误差处理和数值处理方法选取最优的中间值补偿,还可以达到更好的补偿和控制效果.参考文献:[1]杨小兵,侯建国,程斌彬,等.建筑物平移技术概述[J].建筑技术开发,2003,30(10):61263.[2]罗炳军,陈健,樊亚妮.基于运动控制器的开放式运动控制系统研究与应用[J].工业仪表与自动化装置,2006(3):10211,21.[3]吴宏,蒋仕龙,龚小云,等.运动控制器的现状与发展[J].制造技术与机床,2004(1):24227.(下转第89页)27 广 东 工 业 大 学 学 报 第25卷 Abstract:D isturbed state concep t (DSC )utilizes constitutive models t o characterize material res ponses .The actual res ponse is a weight average value of 2conference state res ponse values .Both DSC and R MT150B experi m ent sys 2te m gives continuous and stable curve of stress 2strain including its post peak part .I n uni 2axial comp ressi on experi 2ment of r ocks,within a certain scale of strain values,the s peci m en keep s continuity,and continuu m is the p re m ise of DSC .The descri p ti on of stress 2stain relati onshi p starts with the compacti on point of the stress 2stain curve while the compacti on point p r ovides initial value f or incre mental method .2different disturbance fact or evolve ment func 2ti ons are put f or ward t o describe stress 2strain relati onshi p and volu me dilati on .Effective p lastic deviati on strain is the variable of evolve ment functi ons for stress 2strain relati onshi p descri p ti on .Current axial strain is the variable of the evolve ment functi on f or volu me dilati on descri p ti on .The descri p ti ons of r ock stress 2strain relati onshi p and red sandst one volu me dilati on can p resent DSC flattening tenet .Key words:disturbed state concep t;constitutive model;r ock;v olume dilati on(上接第72页)[4]丛爽,李泽湘.实用运动控制技术[M ].北京:电子工业出版社,2006.[5]田文超,张小波,朱志红,等.数控系统中多轴同步技术策略和实现[J ].华中科技大学学报,2001,29(5):426.I m provem en t of I n terpol a ti on A lgor ith m of Servo M otorSynchronous Con trol Ba sed on M oti on Con trollersCai J i 2zu,Chen J ian,L iM ian(Faculty of I nfor mati on Engineering,Guangdong University of Technol ogy,Guangzhou 510006,China )Abstract:The mot or p r oble m s of synchr onous move ment in constructi on overall transference are ratr oduced .And based on the moti on contr oller GT2002S V,with e mphasis on the hardware devices,s oft w are i m p le mentati on of line 2ar move ment synchr onous contr ol of t w o axes is p resented .A t last,the experi m ental data and results are su mma 2rized,advanced and i m p r ove ment ideas are p r oposed .Key words:servo mot or;moti on contr oller;synchr onous contr ol;inter polati on98 第3期 郑建业,等:岩石受压应力应变关系的扰动状态理论描述 。
数控系统插补的方法和原理
数控系统插补的方法和原理数控机床上进行加工的各种工件，大部分由直线和圆弧构成。
因此，大多数数控装置都具有直线和圆弧的插补功能。
对于非圆弧曲线轮廓轨迹，可以用微小的直线段或圆弧段来拟合。
插补的任务就是要根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干中间掌握点的坐标值。
由于每个中间点计算的时间直接影响数控装置的掌握速度，而插补中间点的计算精度又影响整个数控系统的精度，所以插补算法对整个数控系统的性能至关重要，也就是说数控装置掌握软件的核心是插补。
插补的方法和原理许多，依据数控系统输出到伺服驱动装置的信号的不同，插补方法可归纳为脉冲增量插补和数据采样插补两种类型。
一、脉冲增量插补这类插补算法是以脉冲形式输出，每次插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。
把每次插补运算产生的指令脉冲输出到伺服系统，以驱动工作台运动。
一个脉冲产生的进给轴移动量叫脉冲当量，用δ表示。
脉冲当量是脉冲安排计算的基本单位，依据加工的精度选择，一般机床取δ＝0.01mm，较为精密的机床取δ＝1μm或0.1μm 。
插补误差不得大于一个脉冲当量。
这种方法掌握精度和进给速度低，主要运用于以步进电动机为驱动装置的开环掌握系统中。
二、数据采样插补数据采样插补又称时间标量插补或数字增量插补。
这类插补算法的特点是数控装置产生的不是单个脉冲，而是数字量。
插补运算分两步完成。
第一步为粗插补，它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点，即用若干条微小直线段来拟合给定曲线，每一微小直线段的长度△L 都相等，且与给定进给速度有关。
粗插补时每一微小直线段的长度△L 与进给速度F和插补T周期有关，即△L＝FT。
图1 数据采样插补其次步为精插补，它是在粗插补算出的每一微小直线上再作“数据点的密化”工作。
这一步相当于对直线的脉冲增量插补。
数据采样插补方法适用于闭环、半闭环的直流或沟通伺服电动机为驱动装置的位置采样掌握系统中。
数控技术名词解释选择简答
填空题
1.数控机床一般由输入/输出装置、数控系统（CNC装置）、机床本体伺服装置_、_数控装置,等四部分组成。其中数控装置是数控系统的核心部分。
2.数控机床按加工路线分类可分为定位控制_、_直线控制和轮廓控制机床三类。
1.简要说明数控系统中PLC主要作用。1.主要作为
实现数控机床M、S、T的功
能；同时通过PLC接口，来协
调刀具轨迹和机床顺序动作的
控制。
2.数控机床主轴为何需要“准停”？如何实现准停？
优点:数控机床在加工中，为了实现自动换刀，使机械手准确地将刀具装入主轴孔中。刀具的键槽必须与主轴的键位在周向对准；在镗削加工中，退刀时，要求刀具向刀尖反方向，径向移动一段距离后才能退出，以免划伤工件，所有这些均需主轴具有周向准确定位功能即主轴准停功能
2.数控系统常用的两种基本插补功能是__ A．直线插补和圆弧插补_。
3.数控系统软件是根据C. NC机床的工作需求，由系统制造商编写的程序。
4.按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、C.半闭环控制数控机床、闭环控制数控机床。
5.计算机数控系统的基本流程是A.输入→译码→预处理→插补→位置控制→伺服电机：
3.数控机床与普通机床描述不准确的说法是（A.数控机床主轴可以实现无级变速，普通机床主轴不能实现变速）
4.数控机床的脉冲当量是指（D.每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量）。
5.滚珠丝杠预紧力一般为最大轴向负荷的（B.1/3）。
6.下列哪一种不是数控系统的组成部分？（B.机床本体
7．现代数控系统软件不能完成的功能是（C．速度控制）。
什么是插补
什么是插补一、插补的概念在数控机床中，刀具不能严格地按照要求加工的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所要加工的曲线。
插补（interpolation）定义：机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。
也可以说，已知曲线上的某些数据，按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“数据点的密化”。
数控装置向各坐标提供相互协调的进给脉冲，伺服系统根据进给脉冲驱动机床各坐标轴运动。
数控装置的关键问题：根据控制指令和数据进行脉冲数目分配的运算（即插补计算），产生机床各坐标的进给脉冲。
插补计算就是数控装置根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。
插补的实质：在一个线段的起点和终点之间进行数据点的密化。
插补工作可由硬件逻辑电路或执行软件程序来完成，在CNC系统中，插补工作一般由软件完成，软件插补结构简单、灵活易变、可靠性好。
二、插补方法的分类目前普遍应用的两类插补方法为基准脉冲插补和数据采样插补。
1.基准脉冲插补（行程标量插补或脉冲增量插补）特点：每次插补结束，数控装置向每个运动坐标输出基准脉冲序列，每插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。
每个脉冲代表了最小位移，脉冲序列的频率代表了坐标运动速度，而脉冲的数量表示移动量。
每发出一个脉冲，工作台移动一个基本长度单位，也叫脉冲当量，脉冲当量是脉冲分配的基本单位。
该方法仅适用于一些中等精度或中等速度要求的计算机数控系统主要的脉冲增量插补方法：数字脉冲乘法器插补法逐点比较法数字积分法矢量判别法比较积分法最小偏差法目标点跟踪法单步追踪法直接函数法加密判别和双判别插补法2. 数字采样插补（数据增量插补）数据采样插补又称时间增量插补，这类算法插补结果输出的不是脉冲，而是标准二进制数。
根据程编进给速度，把轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微小直线段，然后将这些微小直线段对应的位置增量数据进行输出，以控制伺服系统实现坐标轴的进给。
AN130007_伺服驱动器插补功能使用方法
表格指令对应轴号+2 的轴为 Z 轴。
如果该参数不为零，则根据表格指令对应的插补类型，检查相应的轴号是否合法(是否
重复，是否存在)，如果不合法择不会执行。例如在 1#站内定义三轴插补指令，在希望 1#
轴为 X 轴，2#轴为 Y 轴，4#轴为 Z 轴时，Pn[892]内容应为：
Bit15‐Bit12 Bit11‐Bit8 Bit7‐Bit4 Bit3‐Bit0
Tadele
伺服驱动器插补功能使用方法 本文档说明如何使用插补功能。
1>硬件配置 参与插补的轴和作为主站的轴的驱动器必须为电子凸轮型驱动器。
2>连线 参与插补的轴的主轴脉冲必须级联，即前一台驱动器的编码器分频输出口连接到下一台
驱动器的高速位置指令脉冲口：
信号名
上一级动器 CN1 下一级驱动器 CN1
主轴脉冲 A+ 主轴脉冲 A‐ 主轴脉冲 B+ 主轴脉冲 B‐
PIN14 PIN15 PIN29 PIN30
PIN11 PIN12 PIN26 PIN27
GND
PIN13
PIN28
3>参数设定
执行插补前，各轴以下参数需要设定。
Pn[0]=6 Pn[410]=1
PLC 运动控制模式 指令脉冲输入端口为高速口
三轴直线插补配置参数： 加速时间/减速时间：设定启动到达到额定合成速度和额定合成速度到停止的时间 (1‐5000ms)； 目标地址 1：设定插补目标点相对当前点的 X 坐标(INT32)； 目标地址 2：设定插补目标点相对当前点的 Y 坐标(INT32)；
AN13000720131101
Tadele
会执行。 两轴圆弧插补或三轴螺旋线插补时，如果设置圆弧角度或者圈数过大，导致内部数据溢
什么是插补
什么是插补一、插补的概念在数控机床中，刀具不能严格地根据要求加工的曲线运动，只能用折线轨迹靠近所要加工的曲线。
插补（interpolation）定义：机床数控系统依照肯定方法确定刀具运动轨迹的过程。
也可以说，已知曲线上的某些数据，根据某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“数据点的密化”。
数控装置向各坐标供应相互协调的进给脉冲，伺服系统依据进给脉冲驱动机床各坐标轴运动。
数控装置的关键问题：依据掌握指令和数据进行脉冲数目安排的运算（即插补计算），产生气床各坐标的进给脉冲。
插补计算就是数控装置依据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的外形描述出来，边计算边依据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的外形。
插补的实质：在一个线段的起点和终点之间进行数据点的密化。
插补工作可由硬件规律电路或执行软件程序来完成，在CNC系统中，插补工作一般由软件完成，软件插补结构简洁、敏捷易变、牢靠性好。
二、插补方法的分类目前普遍应用的两类插补方法为基准脉冲插补和数据采样插补。
1.基准脉冲插补（行程标量插补或脉冲增量插补）特点：每次插补结束，数控装置向每个运动坐标输出基准脉冲序列，每插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。
每个脉冲代表了最小位移，脉冲序列的频率代表了坐标运动速度，而脉冲的数量表示移动量。
每发出一个脉冲，工作台移动一个基本长度单位，也叫脉冲当量，脉冲当量是脉冲安排的基本单位。
该方法仅适用于一些中等精度或中等速度要求的计算机数控系统主要的脉冲增量插补方法：数字脉冲乘法器插补法逐点比较法数字积分法矢量判别法比较积分法最小偏差法目标点跟踪法单步追踪法直接函数法加密判别和双判别插补法2. 数字采样插补（数据增量插补）数据采样插补又称时间增量插补，这类算法插补结果输出的不是脉冲，而是标准二进制数。
依据程编进给速度，把轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微小直线段，然后将这些微小直线段对应的位置增量数据进行输出，以掌握伺服系统实现坐标轴的进给。
伺服电机同步插补定义
伺服电机同步插补定义
伺服电机同步插补定义是指在机械系统中，通过控制多个伺服电机的运动轨迹
和速度，使其实现同步运动和平滑插补。
伺服电机同步插补是现代机械加工和自动化生产中常用的技术手段之一。
在伺服电机同步插补中，首先需要定义各个电机的运动轨迹和速度要求。
通过
设定目标位置、目标速度和加速度等参数，可以确定每个电机在运动过程中的所遵循的路径，及其运动的速度和加速度变化。
这些参数通常使用数学模型或者专门的插补算法来计算和规划。
在实际操作中，通过控制器和传感器来监测电机的运动状态，并根据设定的插
补算法实时调整电机的指令，使得电机能够按照预定轨迹进行同步运动。
插补算法常用的有直线插补和圆弧插补等。
伺服电机同步插补的好处之一是能够实现高精度的运动控制。
通过精确的插补
算法以及传感器的反馈信息，可以确保电机能够准确地按照预定的运动轨迹运动，并且保证多个电机之间的同步性。
另外，伺服电机同步插补还可以提高生产效率。
通过合理的轨迹规划和速度调节，可以在加工过程中最大程度地减少时间和能量的浪费，提高整个工作系统的生产效率。
总而言之，伺服电机同步插补是一种通过控制多个电机的运动轨迹和速度，实
现同步运动和平滑插补的技术手段。
它能够实现高精度的运动控制和提高生产效率，广泛应用于机械加工和自动化生产等领域。
数控技术 第三章 插补原理
一.逐点比较法直线插补算法
⑴判别函数及判别条件 如图所示，对XY平面第一象限直线段进 行插补。直线段起点位于坐标原点O，终点位 于A（Xe,Ye）。设点P（Xi，Yi）为任一动点。 若P点在直线OA上，则： Y XeYi – XiYe = 0 A (X Y ） 若P点在直线OA上方，则： F＞0 P (X Y ） XeYi – XiYe > 0 若P点在直线OA下方，则： F＜0 XeYi – XiYe < 0 X
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Y E(Xe,Ye) ) O X
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四个象限直线的偏差符号和插补进给方向如下图所示， 用L1、L2、L3、L4分别表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限的直线。 为适用于四个象限直线插补，插补运算时用∣X∣， ∣Y∣代替X，Y，偏差符号确定可将其转化到第一象限， 动点与直线的位置关系按第一象限判别方式进行判别。
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4
脉冲增量插补法比较适用于步进电机作 为驱动电机的系统。有下列常见的几种：
（ 1 ）数字脉冲乘法器 （ 2 ）逐点比较方法 （ 3 ）数字积分方法 （ 4 ）比较积分方法 （5）最小偏差方法 （ 6 ）直接函数方法
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5
（二）数字增量（数据采样）插补算法
1.数字增量插补的特点 数字增量插补也称数据采样插补，它为时间标量插 补，这类插补算法的特点是插补运算分两步完成：第 一步是粗插补：计算出插补周期内各坐标轴的增量值。 第二步是精插补：根据采样得到的实际位置增量值， 计算跟随误差，得到速度指令，输出给伺服系统，通 常称为精插补。这种方法比较适用于伺服电机作为驱 动电机的系统 ⑴粗插补 它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点， 即用若干条微小直线段来逼近给定的曲线，这些微小 直线段的长度ΔL相等且与给定的进给速度有关。由于 粗插补在每个插补周期内之计算一次，因此每一微小 直线段的长度ΔL与进给速度F和插补周期T的关系如下： ΔL=FT。粗插补在每个插补周期内计算出坐标位置增 量值。
DS402几种位置模式的区别
（1）PP模式表示的是位置轮廓模式——你给个最终要到达的位置，中间伺服怎么走会根据你设定的条件进行曲线规划，内部自动完成，到达目标位置；
（2）插补位置模式和周期性同步模式都是每个周期（分别是插补周期和通讯周期）都要给定目标位置，两者的区别在于周期定义不一样以及同步位置模式可以设定位置前馈、速度前馈和转矩前馈。
（3）PP模式给定的是最终位置，那么位置值可以给定一个很大的数值；但是周期性的位置控制，你需要在上位机将位置值分解，每次给定的位置值不能太大，因为一个周期伺服走不了很多位置，你给的命令值太大，经常发生位置超差报警。
（4）你上面传送下来的是粗插补数据，伺服在下面进行处理，根据刷新周期进行位置精插补；所以周期是指插补周期。
（5）对于插补位置模式和周期性同步位置模式而言，周期都是和总线的周期保持一致，不过对于不同的控制模式有不同的叫法；所以这两种其实是同一种控制模式。
而周期性同步位置模式是COE特有的，而且有前馈的三个参数需要设定。
（6）Trajectory generator曲线规划功能在CSP、CSV和CST模式时是由主站完成的；而在PP、PV和PT模式时是由伺服驱动器完成的。
CSP、CSV和CST的曲线规划周期是DC的周期。
而PP、PV和PT 的周期是自己决定的。
（7）但是ECAT一般都要做同步，所以用的一般是CSP、CSV和CST；这里所说的同步是多轴同步运动。
（8）CSP和IP的插补在于IP有在线和离线两种模式。
在线模式和CSP差不多，区别在于不需要底层再做插补（讲的是CSP？）；离线就是把数据点存在驱动器RAM中，驱动器自己做插补。
伺服控制器技术介绍
伺服控制器技术介绍伺服控制器技术是现代自动化控制领域中的一项重要技术，它广泛应用于各种机械设备，如数控机床、印刷设备、包装设备等。
伺服控制器通过控制伺服电机来实现对机械运动的精确控制，具有快速响应、高精度、稳定性好等特点，在提高生产效率、精确度和稳定性方面发挥着重要作用。
伺服控制器由伺服驱动器和伺服电机组成，其中伺服驱动器接收控制信号，并将其转化为驱动伺服电机的电流信号，伺服电机则负责根据电流信号产生相应的转动力矩，从而完成机械运动。
伺服控制器的核心在于控制算法，其目标是通过伺服驱动器对电机进行精确控制，使机械设备能够按照预定的路径、速度和力矩进行运动。
伺服控制器技术的核心是电流反馈机制和位置反馈机制。
电流反馈机制通过对伺服电机电流的实时监测和调整，保证伺服电机提供的力矩能够精确地满足控制系统的需求。
而位置反馈机制则通过对伺服电机位置的实时监测和调整，实现对机械设备的精确定位控制。
在伺服控制器技术中，常见的控制算法包括位置闭环控制、速度闭环控制和力矩闭环控制。
位置闭环控制通过对伺服电机位置误差的实时监测和调整，使机械设备能够精确地到达预定的位置。
速度闭环控制通过对伺服电机转速误差的实时监测和调整，实现对机械设备的精确速度控制。
力矩闭环控制通过对伺服电机输出力矩的实时监测和调整，实现对机械设备的精确力矩控制。
伺服控制器还可以根据应用需求进行扩展，增加高级功能，如运动插补、伺服电机的同步控制、曲线运动控制等。
运动插补是指通过对多个轴的控制，实现复杂轨迹的运动控制。
伺服电机的同步控制是指多个伺服电机之间的协同工作，以实现高精度、高速度的运动。
曲线运动控制是指对运动曲线的控制，以实现复杂运动过程的精确控制。
伺服控制器技术的发展离不开数字信号处理技术和实时控制技术的支持。
数字信号处理技术可以对伺服电机传感器的信号进行采样和滤波处理，提高控制系统的响应速度和稳定性。
实时控制技术可以保证伺服控制器对机械设备的控制具有高精度和高稳定性。
插补原理及控制方法
顺圆
结束
第三章 插补原理及控制方法 36
举例说明圆弧插补过程。
设第一象限有一逆 圆圆弧AB，起点A 的坐标为 =6， ＝0，终点B的坐标 为 =0， =6。
第三章 插补原理及控制方法 37
二、逐点比较法圆弧插补---其它象限
y
y
F>0
F<0
o
x
F<0
o
F>0
x
逆圆
各象限插补进给方向，远离原 点坐标值加一接近原点坐标值 减一。
3.1 逐点比较法插补---不同象限直线插补
第二象限
tg αi= yj / xi tg α=ye / xe
tg αi- tg α
= yj/ xi –ye / xe
=(xe yj-xi ye) / xe xi
令： Fi,j xeyj xiye
为偏差函数
A (xe,ye)
y
M (xi,yj)
αi
x
αo
逐点比较法插补
逐点比较法特 点是：计算机 每控制机床坐 标（刀架）走 一步时都要完 成四个工作节 拍。
位置判别 判 别实际加工点 相对规定几何 轨迹的偏离位 置，然后决定 刀具走向；
坐标进给 控 制某坐标轴工 作台进给一步， 向规定的几何 轨迹靠拢，缩 小偏差；
偏差计算 计 算新的加工点 对规定轨迹的 偏差，作为下 一步判别走向 的依据；
插补技术是数控系统的核心技术。数控加工过程中，数控系统 要解决控制刀具或工件运动轨迹的问题。刀具或工件一步步移 动，移动轨迹是一个个小线段构成的折线，不是光滑曲线。刀 具不能严格按照所加工零件的廓形运动，而用折线逼近轮廓线 型。
插补计算就是对数控系统输入的基本数据，(如直线起点、终 点坐标值，圆弧起点、圆心、圆弧终点坐标值、进给速度等)， 运用一定的算法计算，由数控系统实时地算出各个中间点的 坐标。即需要“插入补上”运动轨迹各个中间点的坐标，通 常将这个过程称为“插补”。
对于直流交流伺服电机常用的插补算法
对于直流交流伺服电机常用的插补算法（1）经典插补算法
这类算法主要是针对直线、圆弧、抛物线、螺旋线的插补，插补的方法
有脉冲增量插补和数据采样插补两种，经典插补算法已经十分成熟，但近年
来也有针对这类方法的改进性研究。
（2）参数曲线插补算法
参数化曲线被国际标准化组织规定为CAD/CAM的数据交换标准，针对参数化曲线的插补研究是当前的一一个研究热点，目前主要有两种参数化曲线的插补研究：①B样条曲线插补；②NURBS曲线插补。
其中NURBS插补算法更具有优良特性，是当前运动控制技术的一一个研究热点。
然而高速、高精度的NURBS插补技术还有很多问题急需研究。
如插补计算的稳定性问题、插补计算时延问题、插补精度与插补速度的矛盾问题。
运动控制系统的NURBS插补和数控机床的插补又不完全相同，运动控制系统应用对象广泛，针对不同的控制对象，插补算法又有不同的要求。
插补算法的适应性问题是运动控制系统插补所特有的问题。
（3）智能插补算法
由于神经网络技术的发展，利用基于三层前向神经网络的插补算法也有报导。
神经网络是近年发展起来的一门新兴学科。
由于它具有逼近任意非线性函数的能力，使得采用神经网络进行非线性轮廓插补成为可能。
神经网络具有并行处理的特点，能大幅度缩短插补周期，提高插补精度。
且由于其插补时间与曲线表达式无关，使其对非线性轮廓，尤其对高次参数方程的插衣表现出较大的优越性。
但是它尚处于起步阶段，极少有真正的工业应用。
伺服插补控制方法
伺服插补控制方法伺服插补控制方法那可真是超厉害的技术！就好比一位精准的舞蹈编导，能让机器的动作如行云流水般优美。
先说说步骤吧！首先得确定好目标轨迹，这就像给舞者规划好舞蹈路线。
然后根据轨迹计算出各个时刻的位置和速度指令，如同给舞者设定每一个动作的具体要求。
接着把指令发送给伺服系统，让它驱动机器按照指令行动，就像舞者听从编导的指挥翩翩起舞。
那注意事项呢？一定要保证指令的准确性呀！要是指令错了，那可就像舞蹈编导给了错误的动作指示，整个表演就全乱套了。
还有，要注意伺服系统的响应速度和精度，响应慢了或者精度不够，那动作就会变得磕磕绊绊，一点都不流畅。
安全性和稳定性咋样呢？嘿，这可不能马虎！如果不安全不稳定，那简直就像在走钢丝却没有安全网，太吓人啦！通过合理的参数设置和监控系统，可以确保伺服插补控制在运行过程中不会出现意外。
就像给舞蹈表演加上了安全保障，让舞者可以放心地展现自己的风采。
应用场景那可多了去了！在工业生产中，比如数控机床、机器人等领域，伺服插补控制可以实现高精度的加工和操作。
这就好比在工厂里有了一群技艺高超的工匠，能打造出各种精美的产品。
在自动化领域，它可以让设备按照预定的轨迹运行，提高生产效率和质量。
哇，想想就觉得超棒！优势也很明显呢！精度高、速度快、可重复性好。
这就像有了一把神奇的工具，能快速而准确地完成各种任务。
而且可以根据不同的需求进行灵活调整，适应各种复杂的工况。
来个实际案例吧！在一家汽车制造厂里，使用伺服插补控制的机器人可以精确地焊接车身部件。
这就像有了一位超级焊接大师，每一个焊点都完美无缺。
大大提高了生产效率和产品质量。
伺服插补控制方法真的是太牛啦！它为工业生产和自动化领域带来了巨大的便利和效益。
让我们一起为这项技术点赞吧！。
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说明：伺服系统的概述和插补的概述，适合实验报告，选修课论文等。
伺服系统概述：
作为数控机床的执行机构，伺服系统集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。
数控机床中的伺服系统种类繁多。
从基本结构看，伺服系统主要由控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机组成。
开环伺服系统又驱动控制元件，执行元件和机床组成，闭环伺服系统由执行软件、驱动控制单元、机床、以及反馈检测元件、比较环节组成。
按控制方式和有无检测环节反馈环节分类，系统可以分为开环，半闭环，闭环伺服系统。
按反馈比较控制方式的不同，闭环半闭环伺服系统又可以分为以下几种：（1）数字脉冲比较系统
（2）鉴相式伺服系统
（3）鉴幅式伺服系统
（4）全数字伺服系统
插补的实质：
其实质就是系统根据零件轮廓线的有限信息（如起点、终点）和线段的特征，运用一定的算法，自动地在有限坐标点之间生成一些列的坐标数据（即加工点），完成数据的密化工作，从而自动地对各个坐标轴进行脉冲分配，完成整个线段的轨迹运行，也就是决定联动过程中各个坐标轴的运动顺序，
位移，方向和速度。
插补的方法：
插补的方法可以分为如下两类：
（1）基准脉冲插补：又称脉冲增量插补，这类插补算法是以脉冲形式输出，没插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。
方法有：逐点比较法，数字积分法等。
（2）数据采样插补：又称数字增量插补，时间分割插补。
这种算法插补结果输出的不是脉冲，而是标准二进制数。
方法有：直线函数法，扩展数字积分法，二阶递归算法等。