中点插补算法的数学模型研究

基于逐点比较法原理,提出中点插补算法作为数控系统控制步进的偏差判别依据,建立插补算法的数学模型,对插补算法偏差判别函数进行了优化。实例分析结果表明,中点插补算法使插补精度由原来的小于、等于一个脉冲当量提高到小于、等于0.5个脉冲当量,插补点大幅度减少,系统的响应速度加快和插补精度提高。     

CNC系统中插补算法的优化设计

对逐点比较插补算法偏差函数的改进和完善,提出了一种优化的插补算法,使插补精度从原来的小于等于一个脉冲当量提高到小于等于0.5个脉冲当量,插补节点减少40%～50%,消除了系统在高速高精度插补时由算法引起的系统滞后、失步、爬行等问题,且保持了算法的简易性.     

CNC系统中插补复法的优化设计

对逐点比较插补算法偏差函数的改进和完善,提出了一种优化的插补算法,使插补精度从原来的小于等于一个脉冲当量提高到小于等于0.5个脉冲当量,插补节点减少40%～50%,消除了系统在高速高精度插补时由算法引起的系统滞后、失步、爬行等问题,且保持了算法的简易性.     

最小偏差插补原理

数控装置中,所用的插补方式很多:有数字脉冲相乘法、逐点比较法、数字积分法、单步追踪法等。所有这些插补方法、其插补偏差都是比较大的。有的小于1个脉冲当量,有的等于1个脉冲当量,还有的甚至大于1个脉冲当量。本文所论的最小偏差插补原理,突出特点是自动寻求最大偏差进行插补,插补偏差小于1/2个脉冲当量,并能实现直线和圆弧两种插补方式,与逐点比较法相比,设备几乎无增加,插补精度高。     

基于dsPIC的偏差判别法插补器设计与研究

针对传统逐点比较法插补效率和精度不高、进给脉冲分布不均匀的不足,提出了偏差判别法,以偏差的形式构建了新的判别函数,根据新的判别函数确定进给方向。同时以Microship公司的ds PIC30F5015数字信号控制器为硬件控制核心,设计了的硬件插补系统。借助于MPLAB-IDE软件开发环境,利用C语言设计了传统逐点比较法与偏差判别法的算法程序。利用MATLAB对所设计的插补器插补仿真结果表明:与传统逐点比较法比较,偏差判别法提高插补效率30%以上;插补精度提高50%以上;控制器进给脉冲分布更均匀。     

提高数控系统基准脉冲直线插补速度及精度的研究

基于逐点比较法直线插补原理,将最小偏差法和半步偏差法有机地结合,提出新型基准脉冲插补的基本原理及流程图。与逐点比较法相比,各轴输出脉冲均匀,工件表面质量提高;减少插补次数,使数控系统插补速度提高30%以上;插补误差减小,插补精度提高一倍,而成本却不提高。     

对两种常用插补方法的改进

本文对在数控机床中常用的数字积分法插补运算及逐点比较法插补运算提出了改进意见,并给出了改进后的运算流程框图。用改进后的数字积分法插补圆弧,可以显著减少插补轮廓误差,而改进后的逐点比较法,不论是插补直线或插补圆弧,其插补轮廓误差均小于0.5脉冲当量,这是一种运算简单且速度较快的最小偏差插补方法。全部改进方案,均已在微型计算机上验证通过。     

具有负偏差特性的快速圆弧插补算法

给出了一种圆弧插补递推算法,该算法简便,其执行速度接近于逐点比较法,其插补精度接近于最小偏差法,且具有负偏差特性。     

最小偏差插补方法的扩展及应用

一、前言在数控机床插补运算中,最常用的方法是逐点比较法,因其运算简单,且误差不大于1个脉冲当量。文[1]提出了对此法的改进,所增加的运算量不多,而误差则可缩小为1/2脉冲当量。这是一种最小偏差的插补方法。     

圆弧插补的中点判别法

给出了一种圆弧插补递推算法,其简便程度和执行速度接近于逐点比较法,其插补精度接近于最小偏差法,它适用各种两轴联动的CNC系统     

一种新型的数字积分圆弧插补方法的研究

传统的数字积分法(DDA法)在圆弧插补时存在插补误差≥1个脉冲当量,沿各轴脉冲输出不均匀,且插补速度较低.为克服这一问题,基于DDA法插补原理,采用一种非对称式的加载方法把积分累加器中的数值增大.即将圆弧起始点所在轴方向进给的积分累加器赋初值为≥该方向最大增量值的2/3的最小整数,而在另外一根轴方向进给的积分累加器赋初值为≤该方向最大增量值的1/2的最大整数.结果表明,在x轴、y轴采用非对称式加载后,x轴、y轴的插补误差由半加载时的超过0.88个脉冲当量,减为小于0.7个脉冲当量,且使x轴、y轴脉冲分配较均匀.插补算法难度没有提高,但插补次数明显减少,插补速度提高.     

逐点比较法直线插补算法的研究

插补算法是数控系统的核心技术也是关键性技术,为了能够提高数控机床的性能,人们一直在探求一种速度快、精度高的插补算法。该文针对传统逐点比较法存在的不足,提出了一种新型插补算法,对新型插补算法作了详细的阐述,并对两种算法的具体插补实例进行分析。分析结果表明,改进算法的插补速度、精度都要高于传统算法,将改进算法应用于数控系统中有利于提高数控机床的性能。     

圆弧插补算法的探讨

逐点比较法是CNC系统中应用较为广泛的一种插补算法。本文介绍了逐点比较法插补圆弧的运算过程,并对逐点比较法插补圆弧的算法进行了改进,为数控系统插补软件的设计提供了参考。     

机械制造业数控机床几何误差自动控制

为了降低数控机床几何误差,提升加工精度,提出机械制造业数控机床几何误差自动控制方法。通过激光跟踪仪辨识机械制造业数控机床的几何误差,采用快速定位补偿算法与圆弧插补补偿算法相结合的方法补偿数控机床几何误差。利用计算机辅助制造软件生成刀位文件,依据刀位文件生成数控机床加工程序,通过补偿控制器生成数控机床各轴运动的控制指令,数控机床伺服系统接收控制指令后,自动控制数控机床各轴运动,以达到数控机床几何误差自动控制的目的。实验结果表明,采用该方法自动控制数控机床几何误差后,方向与角度的几何误差分别低于0.03 mm与0.1°,实际应用效果较好。     

Algorithm for detecting volumetric geometric accuracy of NC machine tool by laser tracker

Quick and accurate detecting the error of NC machine tool and performing the error compensation are important to improve the machining accuracy of NC machine tool.Currently,there are many methods for detecting the geometric accuracy of NC machine tool.However,these methods have deficiencies in detection efficiency and accuracy as well as in versatility.In the paper,a method with laser tracker based on the multi-station and time-sharing measurement principle is proposed,and this method can rapidly and accurately detect the geometric accuracy of NC machine tool.The machine tool is controlled to move in the preset path in a 3D space or 2D plane,and a laser tracker is used to measure the same motion trajectory of the machine tool successively at different base stations.The original algorithm for multi-station and time-sharing measurement is improved.The space coordinates of the measuring point obtained by the laser tracker are taken as parameter values,and the initial position of each base point can be determined.The redundant equation concerning the base point calibration can be established by the distance information of the laser tracker,and the position of each base point is further determined by solving the equation with least squares method,then the space coordinates of each measuring point can be calibrated.The singular matrix does not occur in calculation with the improved algorithm,which overcomes the limitations of the original algorithm,that the motion trajectory of machine tool is in a 3D space and there exits height difference between the base stations.Adopting the improved algorithm can expand the application of multi-station and time-sharing measurement,and can meet the quick and accurate detecting requirements for different types of NC machine tool.     

基于传动系统动力学的NURBS曲线插补算法

对机床传动系统、伺服驱动系统和数控插补模块进行动力学建模和求解。提出一种新的NURBS插补算法,按照进给率自适应轨迹规划算法进行当前插补周期的速度设定,并且根据曲线当前位置的曲率特性,进行基于曲率的最大速度限定,通过求解动力学模型,获得按照这一速度进行插补时系统需要的最大驱动力,若该驱动力超过系统能够提供的最大驱动力,则再次按照用户设定的加速度进行减速,获得的速度作为指令速度,按照一阶泰勒展开近似进行插补点的计算。该算法不仅在NURBS曲率较大的区域自动降低进给速度,保证要求的弦误差,而且使输出的插补速度指令区域平滑,保证不会出现插补输出的位置值系统无法进行位置控制造成更大的加工误差。     

凸轮列表点曲线数控编程方法研究

针对平面凸轮轮廓列表点曲线的数控加工,提出了一种采用三次样条等误差双圆弧拟合法实现数控编程的计算方法.首先求出凸轮轮廓列表点的三次样条函数曲线方程,用等误差法计算插值点的坐标.再用双圆弧拟合插值点,得到各分段圆弧的圆心坐标,取圆弧的起点、终点坐标,作为编程所需的刀具中心轨迹的数据,并用相应的数控机床指令写出数控加工程序.该方法既能满足精度要求又能使程序段最少,可以保证数控加工时曲线的光滑性及加工精度,提高加工效率.     

基于十字链叉的NURBS曲面插补算法及仿真分析

针对目前曲面插补算法存在的实时性不强,插补算法需要大量的额外空间,算法步骤繁琐以及对插补过程产生的大量数据点的数据处理问题,为了保证作为数控技术核心模块的曲面插补算法的高速、高精度性能,基于德布尔递推算法思想,重新推导出了适合于曲面插补的新的NURBS曲面表达式,在此基础上重新设计了曲面插补快速算法,并着重研究了新算法的实时性.另外,为验证新算法的正确性和有效性,提出并实现了十字链叉数据表达结构,对NURBS曲面插补点微细步长及插补质量进行了分析.建立了以VC6.0/MFC为平台的、集弓高误差、速度、加速度等功能分析于一体的算法仿真验证系统,并以汽轮机叶片为例进行了验证.研究结果表明,该算法可以满足曲面插补高速、高精度的性能要求.     

基于Bresenham算法的直线脉冲增量插补方法

文章提出采用Bresenham算法进行空间直线脉冲增量插补的方法，给出了理论分析和计算方法，并用具体实例分析了计算误差，算法效率和插补速度。分析计算结果表明：提出的直线脉冲量增插补算法具有较高的效率和精度，适有于中高精度，以步进电动机为执行元件的数控系统。     

一种简捷的快速圆弧插补新算法的设计与计算

通过对逐点比较法的研究,在逐点比较法的基础上提出了一种基于逐点比较法的新算法。此算法不但具有误差小,而且计算简明直观,插补速度快等优点。