數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的插補(bǔ)原理

   在輪廓加工中，數(shù)控機(jī)床刀具的軌跡必須嚴(yán)格準(zhǔn)確地按零件輪廓曲線運(yùn)動(dòng)。插補(bǔ)運(yùn)算的作用是在已知的加工軌跡曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。插補(bǔ)是在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)CNC機(jī)床(Computer Numerical Control，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制）指令、進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小直線段的數(shù)據(jù)，刀具沿著微小直線段運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)若干個(gè)插補(bǔ)周期后，刀具從起點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)，完成這段輪廓的加工。                 加工曲線AB段，A為起點(diǎn)，B為終點(diǎn)。CNC機(jī)床在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，計(jì)算出一個(gè)微小直線段的各坐標(biāo)分量（△X、△y)，經(jīng)若干個(gè)插補(bǔ)周期，可以計(jì)算出從起點(diǎn)A到終點(diǎn)B間各個(gè)微小直線段的坐標(biāo)分量（△X1、△Y1）、（△X2、△Y2）、…、（△Xn、△Yn）。各坐標(biāo)分量的計(jì)算可采用逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法、數(shù)字積分插補(bǔ)法、時(shí)間分割插補(bǔ)法和樣條插補(bǔ)計(jì)算法等。

被加工零件的外形輪廓是由直線、圓弧和其他曲線等幾何元素構(gòu)成，其中直線和圓弧是基本的幾何元素，其他的曲線可用微小直線或圓弧逼近形成。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)都具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。在高級(jí)型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)擴(kuò)展功能或宏程序中還配有拋物線、漸開(kāi)線、橢圓等插補(bǔ)計(jì)算功能。

在數(shù)控機(jī)床的CNC機(jī)床中，插補(bǔ)則是由軟件全部或部分實(shí)現(xiàn)其插補(bǔ)功能。由于用軟件實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算，比硬件插補(bǔ)器運(yùn)算速度慢，在CNC機(jī)床系統(tǒng)中插補(bǔ)功能常分為粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)兩步完成。粗插補(bǔ)用軟件實(shí)現(xiàn)，把一個(gè)程序段分割為若干微小直線段，精插補(bǔ)在伺服驅(qū)動(dòng)模塊中，把各微小直線段再進(jìn)行密化處理，使加工軌跡在允許的誤差范圍之內(nèi)。所以插補(bǔ)功能直接影響系統(tǒng)控制精度和速度，是數(shù)控機(jī)床的重要技術(shù)指標(biāo)。