速度插补法制造技术

本发明专利技术公开了一种数控插补方法－速度插补法，适用于各种数控系统，尤其适用于开放式数控系统，本发明专利技术的目的是这样实现的，对于给定起点和终点的Ｆ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｕ，Ｖ，Ｗ…）＝Ｏ的轨迹运动，对当前位置坐标进行采样，获得当前坐标位置（Ｘ↓［ｉ］，Ｙ↓［ｉ］，Ｚ↓［ｉ］，Ａ↓［ｉ］，Ｂ↓［ｉ］，Ｃ↓［ｉ］，Ｕ↓［ｉ］，Ｖ↓［ｉ］，Ｗ↓［ｉ］…），按插补精度要求和进给速度计算沿各坐标运动的进给速度，数控装置按计算获得的进给速度值控制各坐标以相应速度运动，重复位置采样、速度计算及控制过程直至完成Ｆ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｕ，Ｖ，Ｗ…）＝Ｏ的轨迹运动。本发明专利技术通过直接计算各坐标轴运动的进给速度，不做时间采样，简化了位置控制环，提高了插补精度和进给速度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Velocity interpolation method

The invention discloses a speed NC interpolation method of interpolation method, applicable to all kinds of CNC system, especially suitable for open CNC system, the purpose of the invention is realized that, for a given starting point and end point of the F (X, Y, Z, A, B, C, U, V, W...) = track of O, sampling the current position coordinates, to obtain the current position (X: I, Y: I, Z: I, A: I, B: I, C: I, U: I, V: I here, W I...) The calculation, the feed rate along each coordinate motion according to the interpolation precision requirement and feed speed, feed speed calculation of NC device according to the values obtained with the corresponding coordinate control of the speed of movement, repeated position sampling, speed calculation and control process until the completion of F (X, Y, Z, A, B, C, U, V, W...) Track motion of = O. The invention directly calculates the feeding speed of each coordinate axis movement, does not do time sampling, simplifies the position control ring, and improves the interpolation precision and the feed speed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数控插补方法，适用于各种数控系统，尤其适用于开放式数控系统。现有的闭环、半闭环系统，其数控装置通常采用数据采样插补法，其特点是插补分两步进行。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逼近给定的曲线，每一微小直线段ΔL相等。粗插补在每个插补运算周期中计算一次，因此每一微小直线段的长度ΔL与给进速度指令V与插补周期T有关系，即ΔL＝VT。第二步为精插补，它是在已插补算出的的每条微小直线段上再做“数据点的密化”工作，这一步是对直线进行脉冲增量插补。数据采样的插补法中一个重要的参数是插补周期，插补周期一经确定，则数控系统的进给速度在规定插补精度下是一定的，不可改变，或者在一定进给速度下，其插补精度也是一定的，不能提高。当前计算机及微电子技术发展很快，数控装置的运行速度越来越快，但由于插补周期不易改变(减小)，数控设备的插补精度和进给速度都不能提高。本专利技术的任务是提供一种数控插补方法，速度插补方法在不同的数控装置上将得到不同的插补精度或进给速度，即数控装置的速度越快则数控系统的插补精度或进给速度越高，能紧随计算机和微电子技术的发展。本专利技术的目的是这样实现的，对于给定起点和终点的F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的轨迹运动，对当前位置座标进行采样，获得当前座标位置(Xi，Yi，Zi，Ai，Bi，Ci，Ui，Vi，Wi…)，按插补精度要求和进给速度计算沿各座标运动的进给速度，数控装置按计算获得的进给速度值控制各座标以相应速度运动，重复位置采样、速度计算及控制过程直至完成F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的轨迹运动。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益的效果提高数控系统进给速度或插补精度。采用速度插补法的硬件插补器或软件插补器，其运算速度越快，执行速度插补位置采样、进给进度计算、控制所用时间越短，在满足一定插补精度的要求时可提高进给速度，或保持一定的进给速度则可提高插补精度。以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述。附图说明图1为速度插补法直线插补示意2为速度插补法圆弧插补示意图参见图1，对Y＝KX直线插补时首先对当前位置座标进行采样，即A(X，Y)，将给进速度V分解为X、Y座标的进给速度Vx、Vy已知tgα＝Y/X＝K 若Y/X≠K则tgα＝(Ye-Y)/(Xe-X)则Vx＝VcosαVy＝Vsinα数据装置按Vx、Vy分别控制X轴、Y轴的进给运动，实现对Y＝KX直线轨迹的插补。参见图2，对X2+Y2＝R2的圆弧可切线、弦线、割线进行插补，采用弦线插补时，首先对当前位置座标进行采样，即A(X，Y)已知 α＝Фi+δ/2cosδ/2＝(R-E)/Rsinδ/2＝(1-cos2δ/2)1/2＝(1-(1-E/R)2)1/2≈(2E/R)1/2Vx＝Vcosα＝Vcos(Фi+δ/2)＝V(cosФicosδ/2-sinФisinδ/2)≈V((R-E)Y-(2RE)1/2)/R2Vy＝Vsinα＝Vsin(Фi+δ/2)＝V(sinФicosδ/2+cosФisinδ/2)≈V((2RE)1/2Y+(R-E)X)/R2E-许用误差R-圆弧半径V-进给速度采用上式计算可在最大许可误差条件下获得最大的进给速度，减小E值可提高插补精度，进给速度随之降低，其他曲线轨迹可用类似方法插补，也可用直线圆弧去拟合。采用速度插补法进行直线插补时，完成一次插补循环(即位置座标采样，计算各座标轴进给进度，控制进给及其它工作)所消耗的时间T与插补精度和进给速度没有关系，因此，采用速度插补法插补直线可获得很高的进给速度。采用速度插补法进行圆弧插补时，完成一次插补循环所消耗的时间T与插补精度和进给速度有一定的联系，即在T时间内以V进给的直线轨迹与理想轨迹的最大不重合误差不大于许用不重合误差。参见图2，对弦线插补经过的长度，沿速度V方向T时间进给VT≤2Rsinδ/2≈(8ER)1/2采用高性能的硬件或良好的程序能减小T值，从上式可知由此可提高进给速度或减小加工误差。对于软件插补器，在插补循环软件中可设计T值预计算程序，该值用于进给速度和误差计算，使软件插补器适用于各种数控装置。权利要求1.一种数控插补方法，其特征在于对于给定了起点和终点的F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的轨迹运动，采集当前位置座标，从当前位置座标(Xi，Yi，Zi，Ai，Bi，Ci，Ui，Vi，Wi…)按插补精度要求和进给速度计算沿各座标运动的进给速度，数控装置按计算进给速度值控制各座标以相应速度运动。全文摘要本专利技术公开了一种数控插补方法—速度插补法,适用于各种数控系统,尤其适用于开放式数控系统,本专利技术的目的是这样实现的,对于给定起点和终点的F(X,Y,Z,A,B,C,U,V,W…)=O的轨迹运动,对当前位置坐标进行采样,获得当前坐标位置(X文档编号G05B19/19GK1254868SQ9912424公开日2000年5月31日 申请日期1999年12月13日 优先权日1999年12月13日专利技术者刘小成 申请人:刘小成 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控插补方法，其特征在于对于给定了起点和终点的Ｆ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｕ，Ｖ，Ｗ…）＝Ｏ的轨迹运动，采集当前位置座标，从当前位置座标（Ｘ↓［ｉ］，Ｙ↓［ｉ］，Ｚ↓［ｉ］，Ａ↓［ｉ］，Ｂ↓［ｉ］，Ｃ↓［ｉ］，Ｕ↓［ｉ］，Ｖ↓［ｉ］，Ｗ↓［ｉ］…）按插补精度要求和进给速度计算沿各座标运动的进给速度，数控装置按计算进给速度值控制各座标以相应速度运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小成，
申请(专利权)人：刘小成，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]