第一节插补原理 概述 在数控加工中,一般已知运动轨迹的起点坐标 终点坐标和曲线方程,如何使切削加工运动沿着预定 轨迹移动呢?数控系统根据这些信息实时地计算出各 个中间点的坐标,通常把这个过程称为“插补”。 插补实质上是根据有限的信息完成“数据点的密化 工作。 加工各种形状的零件轮廓时,必须控制刀具相对 工件以给定的速度沿指定的路径运动,即控制各坐标 轴依某一规律协调运动,这一功能为插补功能 平面曲线的运动轨迹需要两个运动来协调; 空间曲线或立体曲面则要求三个以上的坐标产生协 调运动
第一节 插补原理 一、概述 在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐标、 终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿着预定 轨迹移动呢？数控系统根据这些信息实时地计算出各 个中间点的坐标，通常把这个过程称为“插补” 。 插补实质上是根据有限的信息完成“数据点的密化” 工作。 加工各种形状的零件轮廓时，必须控制刀具相对 工件以给定的速度沿指定的路径运动，即控制各坐标 轴依某一规律协调运动，这一功能为插补功能。 平面曲线的运动轨迹需要两个运动来协调； 空间曲线或立体曲面则要求三个以上的坐标产生协 调运动
插补工作可由硬件逻辑电路或执行软件程序来完成, 在CNC系统中,插补工作一般由软件完成,软件插补 结构简单、灵活易变、可靠性好。 目前普遍应用的两类插补方法为基准脉冲插补和 数据采样插补 一)基准脉冲插补 基准脉冲插补又称脉冲增量插补,这类插补算法 以脉冲形式输出,每插补运算一次,最多给每一轴 个进给脉冲。把每次插补运算产生的指令脉冲输出 到伺服系统,以驱动工作台运动,每发出一个脉冲, 工作台移动一个基本长度单位,也叫脉冲当量,脉冲 当量是脉冲分配的基本单位
插补工作可由硬件逻辑电路或执行软件程序来完成， 在CNC系统中，插补工作一般由软件完成，软件插补 结构简单、灵活易变、可靠性好。 目前普遍应用的两类插补方法为基准脉冲插补和 数据采样插补。 （一）基准脉冲插补 基准脉冲插补又称脉冲增量插补，这类插补算法 是以脉冲形式输出，每插补运算一次，最多给每一轴 一个进给脉冲。把每次插补运算产生的指令脉冲输出 到伺服系统，以驱动工作台运动，每发出一个脉冲， 工作台移动一个基本长度单位，也叫脉冲当量，脉冲 当量是脉冲分配的基本单位
二)数据采样插补 数据采样插补又称时间增量插补,这类算法插补结 果输出的不是脉冲,而是标准二进制数。根据程编进 给速度,把轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微 直线段,然后将这些微小直线段对应的位置增量数 据进行输出,以控制伺服系统实现坐标轴的进给。 插补计算是计算机数控系统中实时性很强的一项 工作,为了提高计算速度,缩短计算时间,按以下 种结构方式进行改进。 1.采用软/硬件结合的两级插补方案。 2采用多CPU的分布式处理方案。 3.采用单台高性能微型计算机方案
（二）数据采样插补 数据采样插补又称时间增量插补，这类算法插补结 果输出的不是脉冲，而是标准二进制数。根据程编进 给速度，把轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微 小直线段，然后将这些微小直线段对应的位置增量数 据进行输出，以控制伺服系统实现坐标轴的进给。 插补计算是计算机数控系统中实时性很强的一项 工作，为了提高计算速度，缩短计算时间，按以下三 种结构方式进行改进。 1. 采用软/硬件结合的两级插补方案。 2. 采用多CPU的分布式处理方案。 3. 采用单台高性能微型计算机方案
二、基准脉冲插补 一)逐点比较法 加工图3-1所示圆弧AB,如果刀具在起始点A,假 设让刀具先从A点沿-Y方向走一步,刀具处在圆内1点 为使刀具逼近圆弧,同时又向终点移动,需沿+X方向 走一步,刀具到达2点,仍位于圆弧内,需再沿+X方 向走一步,到达圆弧外3点,然后再沿一Y方向走一步, 如此继续移动,走到终点
二、基准脉冲插补 (一) 逐点比较法 加工图3-1所示圆弧AB，如果刀具在起始点A，假 设让刀具先从A点沿－Y方向走一步，刀具处在圆内1点。 为使刀具逼近圆弧，同时又向终点移动，需沿＋X方向 走一步，刀具到达2点，仍位于圆弧内，需再沿＋X方 向走一步，到达圆弧外3点，然后再沿－Y方向走一步， 如此继续移动，走到终点
Y A E B O o 1 图3-1圆弧插补轨迹 图3-2直线插补轨迹
Y Y A 3 1 2 E 2 3 B O X O 1 X 图3-1 圆弧插补轨迹 图3-2 直线插补轨迹