CNC轨迹控制与插补原理PPT课件.pptx

CNC轨迹控制与插补原理是数控加工技术中的核心概念，主要目的是确保数控机床能够按照预设的轨迹精确地加工零件。在允许的误差范围内，通过坐标轴的最小量化单位运动来逼近零件轮廓的轨迹控制，是实现这一目标的关键。在实际应用中，常见的最小单位运动包括直线和圆弧。 数控系统在控制执行机构按照预定轨迹运动时，通常已知起点、终点坐标以及曲线方程。这时，系统需要实时计算出各个中间点的坐标，这一过程就是插补。插补不仅涉及到用小线段逼近基本线型（如直线、圆弧），还包含用基本线型拟合复杂轮廓曲线。插补运算的实时性、速度和精度是衡量数控装置性能的重要指标，尤其是在五坐标插补加工领域，这项技术在国外仍对中国实行技术封锁。 插补方法通常分为硬件插补器、软件插补器和软硬件结合插补器三类。其中，基准脉冲插补方法通过输出控制脉冲来控制坐标轴的运动，脉冲频率代表速度，数量代表位移大小。数据采样插补则是依据进给速度将轮廓曲线分割成直线段，通过数据密化逼近轮廓，然后将直线段分解为坐标轴的进给量，实现闭环控制。 插补计算的过程是基于输入的基本数据，如直线的起点和终点坐标、圆弧的起点、终点和圆心坐标，通过特定算法计算出进给指令，使得机床在相应坐标上移动一定距离，进而加工出所需的轮廓形状。插补器是实现这一运算的装置，在数控系统中，可以是纯软件实现，也可以是硬件和软件的结合。 在数控系统中，常用到的插补算法有逐点比较法、数字积分法、时间分割法和最小偏差法等。逐点比较法是一种早期广泛采用的方法，适用于开环系统，通过比较加工点与给定轨迹，决定下一步的进给方向，以折线逼近直线或圆弧。该方法具有运算直观、插补误差小且易于调节的特点。 逐点比较法的直线插补和圆弧插补中，通过构建偏差函数来判断加工点相对于规定轨迹的位置，进而决定进给方向。例如，在直线插补中，偏差函数的正负决定了刀具的移动方向，通过递推计算不断调整位置，以逼近目标直线。 CNC轨迹控制与插补原理是数控加工中的核心技术，涉及插补方法的选择、算法的实施以及插补器的设计，它们共同确保了数控机床能够精确地按照预设路径加工出复杂的零件形状。理解并掌握这些原理对于提升数控系统的性能和效率至关重要。