并联打磨机插补算法的设计.pdf

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1、第26卷第6期2013年”月机电产品开发与刨新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．26．No．6Nov．，2018文章缩号：1002—6673(2013)06—138—03并联打磨机插补算法的设计解本铭．王磊(中国民航大学，天津300300)摘要：根据并联打磨机功能要求及所选伺服驱动类型，对打磨机数控系统核心部分插补算法进行了设计研究。采用典型的数据采样插补算法一时间分割法，重点对插补算法的实现过程进行了详细的分析。并通过

2、在MatLAB中实例验证算法的可行性，为插补软件的设计提供了参考。关键词：插补算法；数据采样；时间分割；打磨机中图分类号：TG68；TB47文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2013．06．053InterpolationAlgorithmDesignoftheBarinderX／EBen-Ming，WANGLei(CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：AccordingtOth

3、eparallelbarinder’Sfunctionrequirementsandtheselectedtypeofservodrive，theinterpolationalgorithIn，barinderNCsystem’scorepart，isdesigned．Timedivisionmethod，thetypicaldatasamplinginterpohtionalgorithm，isused．theprocessofinterpolationalgorithmareanalyzedi

4、ndetail，andthefeasibilityofthealgorithmareverifiedthroughtheinstanceintheMatLAB，whichprovidesreferencefortheinterpohtionsoftwaredesign．Keywords：interpolationalgorithm；datasampling；tJnledivision；barinderO引言插补计算是实现并联机床刀具高速、高精度轨迹控制的关键技术。在数控加工中，数控系统要解决控制刀

5、具与工件运动轨迹的问题．在规定路径上根据某一数学函数确定已知两点间多个中间点坐标。插补的实质其实是根据有限信息完成“数据密化”的工作【11。数控加工程序提供了刀具运动的起点、终点和运动轨迹。具体到刀具如何从起点沿运动轨迹走到终点则由数控系统的插补装置来控制。原则上讲。刀具运动轨迹应该准确的按零件的轮廓形状生成。但是，由于对于复杂的曲线轮廓。直接计算刀具运动轨迹非常复杂，计算工作量很大．不能满足数控加工的实时控制要求。因此．在实际应用中，是用--d,段直线或圆弧去逼近零件轮廓曲线。即直线和圆弧插补。

6、对于大多数数控系统来说．都具有直线和圆弧插补功能，只有在一些较高档次的数控系统才具有抛物线、螺旋线插补功能闭。本课题所需打磨的零件轮廓可以近似等效为直线与圆弧的组合，修稿日期：2013一”一01作者简介：解本铭(1956-)，辽宁彰武人，教授，工学硕士。研究方向：机电液一体化技术；王磊(1988一)，山东临沂人，中国民航大学硕士在读。138因此，如何设计直线和圆弧的插补算法是本系统的主要任务。1插补算法的选择插补方法常见的有脉冲增量插补和数据采样插补两大类。脉冲增量插补法适用于以步进电机为驱动装置

7、的开环数控系统。它仅仅适用于中等精度和中等速度、以步进电机为执行机构的机床数控系统。数据采样插补方法适用于闭环和半闭环以直流或交流伺服电机为执行机构的数控系统。本系统打磨机采用了半闭环的交流伺服电机作为执行机构．在插补算法选择中选择数据采样插补。时间分割插补法作为典型的数据采样插补方法，它每次插补一小段直线．各坐标同时进给。具有更高的轨迹控制精度13]。本系统要实现三轴联动直线插补和圆弧插补的半闭环伺服控制功能，采用时间分割法．对插补过程进行分析研究，为后续软件实现做好铺垫。2时间分割直线插补算法

8、的基本原理设工件或刀具在三维空间中作直线运动，如图1所示。假设直线段的起点坐标为P8()(8，Y。，Z。)，终点坐标为Pe()(e，Y。，Z。)，Pi(X；，Yi，Zi)为一瞬时插补点，插补周期为t(ms)，采样周期与插补周期相同，进给速度为v(mm／min)。·数控机床世界·由此可知．直线插补的计算过程为：所需加工程序段直线P，。长度k、／刁i夏了鬲可j瓦F可夏玎。插补步长：s=面汶v丽t程序段在各坐标轴的单位分量为：X’=Ix：一x。I／L，Y7=IY2一YII／L，Z’=lz