專利名稱：數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法，屬于數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字控制加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的積分圓弧插補(bǔ)方法不能用于要求較高的數(shù)控系統(tǒng)中。基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)法的目標(biāo)是在滿足性能需要的同時(shí)降低系統(tǒng)成本和運(yùn)算的復(fù)雜性，使系統(tǒng)盡可能采用價(jià)格低廉的處理器和簡(jiǎn)單的中小規(guī)模集成電路，降低機(jī)床成本。但要求較高的系統(tǒng)中卻無(wú)法應(yīng)用，原因在于①如果系統(tǒng)用硬件實(shí)現(xiàn)，雖然可以解決加工速度的問(wèn)題，但無(wú)法進(jìn)行很復(fù)雜的插補(bǔ)計(jì)算，使系統(tǒng)插補(bǔ)性能受到影響；②如果采用軟件實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)，若算法簡(jiǎn)單，則插補(bǔ)精度不高，插補(bǔ)次數(shù)多，影響了進(jìn)給速度；若算法復(fù)雜，則插補(bǔ)精度高，但執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)算量大，也會(huì)影響進(jìn)給速度?？梢?jiàn)若算法選擇不當(dāng)，軟件插補(bǔ)使系統(tǒng)難以達(dá)到較高的加工速度和精度。因此，改變傳統(tǒng)的積分插補(bǔ)誤差大，各軸脈沖輸出很不均勻，提高進(jìn)給速度和插補(bǔ)精度的同時(shí)，不增加插補(bǔ)算法的復(fù)雜性，是擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床適用范圍的奮斗目標(biāo)。目前，數(shù)控系統(tǒng)積分圓弧插補(bǔ)加工方法主要有以下幾種參見(jiàn)

圖1，介紹的是一種傳統(tǒng)的積分圓弧插補(bǔ)方法加工的一段圓弧AB，半徑R為7。 傳統(tǒng)的積分圓弧插補(bǔ)誤差有可能大于一個(gè)脈沖當(dāng)量，原因是數(shù)字積分溢出脈沖的頻率與被積函數(shù)寄存器的存數(shù)成正比，當(dāng)在坐標(biāo)軸附近進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)，一個(gè)積分器的被積函數(shù)值接近于零，而另一個(gè)積分器的被積函數(shù)值卻接近最大值。這樣，后者可能連續(xù)溢出，而前者幾乎沒(méi)有溢出脈沖，兩個(gè)積分器的溢出脈沖速度相差很大，致使插補(bǔ)軌跡偏離理論曲線。加工結(jié)束時(shí)，刀具的實(shí)際刀位點(diǎn)是B ‘ (5,6),而不是理想點(diǎn)B (5，5)，這是由插補(bǔ)誤差照成的。而插補(bǔ)最大誤差并非在B'，從插補(bǔ)軌跡上看最大插補(bǔ)誤差在C點(diǎn)產(chǎn)生，插補(bǔ)誤差為
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法，其特征在于，采用一種非對(duì)稱式的加載方法把積分累加器中的數(shù)值增大；即將圓弧起始點(diǎn)所在軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為大于等于該方向最大增量值的三分之二的最小整數(shù)，而在另外一根軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為小于等于該方向最大增量值的二分之一的最大整數(shù)；具體步驟為(1)在y軸和X軸被積函數(shù)寄存器中分別存放X，y的初值Xo，y。，sx和sy分別是χ軸和y軸坐標(biāo)方向的積分累加器，累加控制容量為q = max(x0, y0, xe, ，采用一種非對(duì)稱式的加載方法把積分累加器中的數(shù)值增大；(2)各軸被積函數(shù)寄存器的數(shù)與其累加器的數(shù)累加得出的溢出脈沖發(fā)到相應(yīng)方向，如第一象限逆圓弧插補(bǔ)時(shí)χ軸被積函數(shù)寄存器的數(shù)與其累加器的數(shù)累加得出的溢出脈沖發(fā)到-χ方向，而y軸被積函數(shù)寄存器的數(shù)與其累加器的數(shù)累加得出的溢出脈沖發(fā)到+y方向；(3)對(duì)被積函數(shù)寄存器內(nèi)的坐標(biāo)值加以修正；(4)圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)判別當(dāng)某個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)給的步數(shù)與終點(diǎn)和起點(diǎn)坐標(biāo)之差的絕對(duì)值之和相等時(shí)，說(shuō)明該軸到達(dá)終點(diǎn)，不再有脈沖輸出；當(dāng)兩坐標(biāo)都到達(dá)終點(diǎn)后，即N =Xe-X01 + I Ye-Yo I，則運(yùn)算結(jié)束，插補(bǔ)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法，其特征在于，步驟(1)中所述的的非對(duì)稱式加載，是在X、y方向進(jìn)給的積分累加器中所賦初值不相等；即將圓弧起始點(diǎn)所在軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為大于等于該方向最大增量值的三分之二的最小整數(shù)，而在另外一根軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為小于等于該方向最大增量值的二分之一的最大整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法，其特征在于步驟 (3)所述的對(duì)被積函數(shù)寄存器內(nèi)的坐標(biāo)值加以修正，其積分器由累加器和被積函數(shù)寄存器組成，被積函數(shù)寄存器內(nèi)隨時(shí)存放著坐標(biāo)的瞬時(shí)值；如第一象限逆圓弧插補(bǔ)時(shí)，當(dāng)χ方向發(fā)出進(jìn)給脈沖時(shí)，使y軸被積函數(shù)寄存器內(nèi)容減1 ；當(dāng)y方向發(fā)出進(jìn)給脈沖時(shí)，使χ軸被積函數(shù)寄存器內(nèi)容加1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)控系統(tǒng)非對(duì)稱式加載積分圓弧插補(bǔ)方法，屬于數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字控制加工技術(shù)領(lǐng)域。采用一種非對(duì)稱式的加載方法把積分累加器中的數(shù)值增大。即將圓弧起始點(diǎn)所在軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為大于等于該方向最大增量值的三分之二的最小整數(shù)，而在另外一根軸方向進(jìn)給的積分累加器賦初值為小于等于該方向最大增量值的二分之一的最大整數(shù)。本發(fā)明方法在x軸、y軸采用非對(duì)稱式加載后，工件的加工精度提高一倍以上，而生產(chǎn)率不下降。非對(duì)稱式加載后插補(bǔ)算法難度沒(méi)有提高，但插補(bǔ)次數(shù)明顯減少，脈沖分配較均勻，插補(bǔ)速度提高，機(jī)床成本并沒(méi)有提高。能適于各種開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的適用范圍。
文檔編號(hào)G05B19/41GK102385348SQ20111027106
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者范希營(yíng), 郭永環(huán) 申請(qǐng)人:徐州師范大學(xué)