專利名稱：速度插補法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控插補方法，適用于各種數(shù)控系統(tǒng)，尤其適用于開放式數(shù)控系統(tǒng)。
現(xiàn)有的閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)，其數(shù)控裝置通常采用數(shù)據(jù)采樣插補法，其特點是插補分兩步進(jìn)行。第一步為粗插補，它是在給定起點和終點的曲線之間插入若干個點，即用若干條微小直線段來逼近給定的曲線，每一微小直線段ΔL相等。粗插補在每個插補運算周期中計算一次，因此每一微小直線段的長度ΔL與給進(jìn)速度指令V與插補周期T有關(guān)系，即ΔL＝VT。第二步為精插補，它是在已插補算出的的每條微小直線段上再做“數(shù)據(jù)點的密化”工作，這一步是對直線進(jìn)行脈沖增量插補。
數(shù)據(jù)采樣的插補法中一個重要的參數(shù)是插補周期，插補周期一經(jīng)確定，則數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給速度在規(guī)定插補精度下是一定的，不可改變，或者在一定進(jìn)給速度下，其插補精度也是一定的，不能提高。當(dāng)前計算機及微電子技術(shù)發(fā)展很快，數(shù)控裝置的運行速度越來越快，但由于插補周期不易改變(減小)，數(shù)控設(shè)備的插補精度和進(jìn)給速度都不能提高。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種數(shù)控插補方法，速度插補方法在不同的數(shù)控裝置上將得到不同的插補精度或進(jìn)給速度，即數(shù)控裝置的速度越快則數(shù)控系統(tǒng)的插補精度或進(jìn)給速度越高，能緊隨計算機和微電子技術(shù)的發(fā)展。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，對于給定起點和終點的F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的軌跡運動，對當(dāng)前位置座標(biāo)進(jìn)行采樣，獲得當(dāng)前座標(biāo)位置(Xi，Yi，Zi，Ai，Bi，Ci，Ui，Vi，Wi…)，按插補精度要求和進(jìn)給速度計算沿各座標(biāo)運動的進(jìn)給速度，數(shù)控裝置按計算獲得的進(jìn)給速度值控制各座標(biāo)以相應(yīng)速度運動，重復(fù)位置采樣、速度計算及控制過程直至完成F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的軌跡運動。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益的效果提高數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給速度或插補精度。
采用速度插補法的硬件插補器或軟件插補器，其運算速度越快，執(zhí)行速度插補位置采樣、進(jìn)給進(jìn)度計算、控制所用時間越短，在滿足一定插補精度的要求時可提高進(jìn)給速度，或保持一定的進(jìn)給速度則可提高插補精度。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1為速度插補法直線插補示意2為速度插補法圓弧插補示意圖參見圖1，對Y＝KX直線插補時首先對當(dāng)前位置座標(biāo)進(jìn)行采樣，即A(X，Y)，將給進(jìn)速度V分解為X、Y座標(biāo)的進(jìn)給速度Vx、Vy已知tgα＝Y(jié)/X＝K 若Y/X≠K則tgα＝(Ye-Y)/(Xe-X)則Vx＝VcosαVy＝Vsinα數(shù)據(jù)裝置按Vx、Vy分別控制X軸、Y軸的進(jìn)給運動，實現(xiàn)對Y＝KX直線軌跡的插補。參見圖2，對X2+Y2＝R2的圓弧可切線、弦線、割線進(jìn)行插補，采用弦線插補時，首先對當(dāng)前位置座標(biāo)進(jìn)行采樣，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-許用誤差R-圓弧半徑V-進(jìn)給速度采用上式計算可在最大許可誤差條件下獲得最大的進(jìn)給速度，減小E值可提高插補精度，進(jìn)給速度隨之降低，其他曲線軌跡可用類似方法插補，也可用直線圓弧去擬合。
采用速度插補法進(jìn)行直線插補時，完成一次插補循環(huán)(即位置座標(biāo)采樣，計算各座標(biāo)軸進(jìn)給進(jìn)度，控制進(jìn)給及其它工作)所消耗的時間T與插補精度和進(jìn)給速度沒有關(guān)系，因此，采用速度插補法插補直線可獲得很高的進(jìn)給速度。
采用速度插補法進(jìn)行圓弧插補時，完成一次插補循環(huán)所消耗的時間T與插補精度和進(jìn)給速度有一定的聯(lián)系，即在T時間內(nèi)以V進(jìn)給的直線軌跡與理想軌跡的最大不重合誤差不大于許用不重合誤差。參見圖2，對弦線插補經(jīng)過的長度，沿速度V方向T時間進(jìn)給VT≤2Rsinδ/2≈(8ER)1/2采用高性能的硬件或良好的程序能減小T值，從上式可知由此可提高進(jìn)給速度或減小加工誤差。
對于軟件插補器，在插補循環(huán)軟件中可設(shè)計T值預(yù)計算程序，該值用于進(jìn)給速度和誤差計算，使軟件插補器適用于各種數(shù)控裝置。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控插補方法，其特征在于對于給定了起點和終點的F(X，Y，Z，A，B，C，U，V，W…)＝0的軌跡運動，采集當(dāng)前位置座標(biāo)，從當(dāng)前位置座標(biāo)(Xi，Yi，Zi，Ai，Bi，Ci，Ui，Vi，Wi…)按插補精度要求和進(jìn)給速度計算沿各座標(biāo)運動的進(jìn)給速度，數(shù)控裝置按計算進(jìn)給速度值控制各座標(biāo)以相應(yīng)速度運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控插補方法—速度插補法,適用于各種數(shù)控系統(tǒng),尤其適用于開放式數(shù)控系統(tǒng),本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的,對于給定起點和終點的F(X,Y,Z,A,B,C,U,V,W…)=O的軌跡運動,對當(dāng)前位置坐標(biāo)進(jìn)行采樣,獲得當(dāng)前坐標(biāo)位置(X
文檔編號G05B19/19GK1254868SQ9912424
公開日2000年5月31日 申請日期1999年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者劉小成 申請人:劉小成