第五章运动控制插补原理及实现

运动控制插补原理及实现
数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。

插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。

数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法、数字积分法、时间分割法、样条插补法等。

逐点比较法，即每一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，视该点在给定规矩的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近给定轨迹。

直线插补原理
图3—1是逐点比较法直线插补程序框图。

图中n是插补循环数，L是第n个插补循环中偏差函数的值，Xe，Y。

是直线的终点坐标，m是完成直线插补加工刀具沿X，y轴应走的总步数。

插补前，刀具位于直线的起点，即坐标原点，偏差为零，循环数也为零。

在每一个插补循环的开始，插补器先进入“等待”状态。

插补时钟发出一个脉冲后，插补器结束等待状态，向下运动。

这时每发一个脉冲，触发插补器进行一个插补循环。

所以可用插补时钟控制插补速度，同时也可以控制刀具的进给速度。

插补器结束“等待”状态后，先进行偏差判别。

若偏差值大于等于零，刀具的进给方向应为+x，进给后偏差值成为Fm-ye；若偏差值小于零，刀具的进给方向应为+y，进给后的插补值为Fm+xe。

进行了一个插补循环后，插补循环数n应增加l。

最终进行终点判别，若n<m，说明直线插补没有完毕，应继续进行插补；否则，表明直线加工完毕，应结束插补工作。

由上面的插补计算可知，每走一步，都要进行一下4个步骤(也称节拍)的算术运算或逻辑判断，其工作循环为：
方向判定：根据插补值判定进给方向。

坐标进给：由判定方向向该坐标方向发一个进给脉冲。

偏差计算：每走一步到达新坐标点，按偏差公式计算新的偏差。

终点判别：若到达终点就结束插补计算；若未到达就重复上述循环步骤。