【讨论】数控装置的插补问题

yogy

Q:
1)数控装置的插补算法实现的复杂程度如何?主要有哪些插补算法?

2)如果数控装置的定位精度越高,插补算法是不是相对可以简单些?

3)插补算法精度越高,运算速度会受影响吗?大概影响程度是?

4)提高插补精度有哪些方法或手段?

yogy

R:
1） 现在的插补算法应该比较成熟了，所以实现起来不会太难，当前采用的主要是 等时采样插补。当然数控装置类型也很多，比如有闭环的，半闭环的，全闭环之分,相对应的算法也会不一样

2） 定位精度应该和插补算法没有什么直接联系，而且我想定位精度对于数控机床不是最重要的，跟随精度才是最重要的

3） 一般来说，插补精度越高，运算量越大，当然这还是和算法相关的，比方说我们现在普遍采用的是等时 4或者8 ms 作为采样周期，所以在这段时间里面，就必须做完所有的插补运算。

现在计算机越来越快，原来采用的方式都是算一步走一步，我想我们甚至可以一下把所有点算完，然后再提取出来，这样就会提高速度

4） 比较好的就是采用误差补偿的方法，



其实插补算法有很多在基本思想上的变异，根据不同的数控设备侧重点是不一样的，比如 三座标 和 加工设备就会有些区别



有什么问题，我们可以再讨论

yogy

R2:
Su Spark(Yongchun) says:

我这只能回答个大概，具体可查阅相关资料



1)数控装置的插补算法实现的复杂程度如何?主要有哪些插补算法?常用的是?

插补一般先粗插补，然后进行精插补。

插补也就是一个轮廓拟合的过程。

插补算法对实时性要求比较高，算法不能太复杂，否则影响进给速度和精度指标。

常用的插补算法有脉冲增量插补和数字增量插补。

具体的有直线插补，圆弧插补，nurbs插补，其他的小直线段，bspline，双圆弧等等。



2)如果数控装置的定位精度越高,插补算法是不是相对可以简单些?

在开环系统中，装备的定位精度和算法没有关系，算法是要确定运动位置，然后装备运动到指定的位置即可。

现在数控系统一般是闭环控制，数控系统会收到一个装备位置的反馈信息，然后根据误差调整下一个输出。

总的来说和插补算法没有直接的关系，但和数控系统的性能有关系。



3)插补算法精度越高,运算速度会受影响吗?大概影响程度是?

插补算法要尽可能简单，

huangyhg

4.2 时间分割插补

时间分割插补是数据采样插补的一种。数据采样插补法适用于加工速度要求较高的数字式闭环伺服系统。首先阐述数据采样插补的工作原理,其次介绍时间分割插补的工作原理。.   

4.2.1 数据采样插补

数据采样插补是根据用户程序设定的进给速度，将给定轮廓曲线细分为多个轮廓步长 (轮廓步长是指一个插补周期对应的进给长度)，每一个插补周期执行一次插补运算，并计算出下一个插补点坐标以及下一个周期各个坐标的进给量，进而得出下一插补点的指令位置。数据采样插补分为等时采样插补(又称为时间分割插补)和等距采样插补, 等时采样插补算法易于实现,较为常用。

与基准脉冲插补法不同的是，计算出来的不是进给脉冲而是用二进制表示的进给量，也就是在下一插补周期中，轮廓曲线上的进给矢量在各坐标轴上的分矢大小，计算机定时对坐标的实际位置进行采样，采样数据与指令位置进行比较，得出位置误差，再根据位置误差对伺服系统进行控制，达到消除误差使实际位置跟随指令位置的目的。数据采样法的插补周期可以等于采样周期也可以是采样周期的整数倍；数据采样直线插补是指动点在一个插补周期内以折线逼近(或近似)给定理想直线(由于坐标轴的脉冲当量很小,再加上位置检测反馈的补偿,可以近似认为轮廓步长与被加工直线重合,轨迹误差可忽略不计); 数据采样圆弧插补是指动点在一个插补周期内以外切线、弦线、割线逼近给定理想圆弧。数据采样插补常用的方法包括时间分割法(弦线逼近)、扩展DDA法(割线逼近)、双DDA法等等。

4.2.2 时间分割插补的工作原理

时间分割法插补的工作原理：先根据加工指令中的进给速度F，计算出一个插补周期的轮廓步长L，即用插补周期为时间单位，将加工过程分割成许多个单位时间内的进给量，以插补周期为时间单位，则单位时间内的移动的路程就等于速度，因此轮廓步长L与轮廓速度f相等。插补计算的主要任务是计算出下一个插补点的坐标从而计算出轮廓速度f在各个坐标轴的分量，进而可以得到下一个插补周期内各个坐标轴方向的进给量。在进给过程中，对实际位置进行采样，与插补计算的坐标值进行比较，得出位置误差，位置误差将在下一个采样周期内修正，采样周期可以等于插补周期也可以小于插补周期[28]。

信息来源于http://www.busnc.com/ncart/timetheory.htm

或<<数控技术基础>>第四章

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四、推荐采用时间分割插补法

yogy

测试邮箱中

wjf6300

讲得比较全，非常地感谢！