數(shù)控系統(tǒng)的插補算法及加減速控制方法研究.pdf

1、插補及加減速控制的精度和速度是CNC系統(tǒng)的重要指標，決定了數(shù)控系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。本文針對這兩方面的問題做了深入的理論和應(yīng)用研究。 針對研制自主知識產(chǎn)權(quán)的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，本文主要研究插補精度高、換向較少、有利于軸連續(xù)運動的最小偏差插補算法及直接加減速控制方法。在改進原算法的基礎(chǔ)上處理了非過原點線形的插補問題，證明了特殊情況下的插補精度，推導(dǎo)出最小偏差法三維直線插補算法，并首次采用解析法證明了三維直線插補精度，詳細討論了終點判別條件，

2、解決了圓弧插補時因終點錯誤而導(dǎo)致飛車的問題，首次將計算機圖形學的Bresenham算法與最小偏差法有機結(jié)合，建立了圖形學與電機控制系統(tǒng)的關(guān)系。本文還提出了基于最小偏差算法的加減速控制方法，采用實時速度計算法，通過減少靜態(tài)變量、減少參數(shù)傳遞、減少程序的長轉(zhuǎn)移、簡化乘除法運算，以解決實時計算浪費機時的問題，使進給速度達到2500mm/min。該速度控制方法使操作者可以根據(jù)負載的情況，靈活改變最高運行頻率、加速度等速度控制參數(shù)，而無需重新制表

3、，可方便實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與機床的配套。上述的研究展現(xiàn)了一個從理論推導(dǎo)到實際應(yīng)用的完整的最小偏差插補算法和速度控制方法，滿足經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的精度、速度的要求，并已應(yīng)用于本實驗室自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)中，為其產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路。 針對目前大多數(shù)中高檔CNC系統(tǒng)只具有直線圓弧插補指令的現(xiàn)狀，本文研究了Step標準中的Nurbs曲線插補算法、多坐標參數(shù)曲面插補算法及自適應(yīng)速度控制方法。插補過程中，為提高插補計算的精度和速度，提出了改進的試探修正法

4、，以代替復(fù)雜的求導(dǎo)過程。速度控制過程中，采用插補前S型加減速曲線進行速度控制，將插補的弓高誤差、機床許用加速度均考慮在內(nèi)，并提出時間順延法，加減速對稱法，實現(xiàn)了在線實時自適應(yīng)的加減速控制。本文提出的方法不僅充分發(fā)揮了插補前加減速控制的位置精確的優(yōu)勢，還解決了減速點預(yù)測困難的問題，具有位置精度高、無沖擊、自適應(yīng)等優(yōu)點。其中的弧長求解算法的精度高于CAD/CAM的計算精度。該速度控制方法也可以用于加工前的仿真，幫助編程人員選擇合理的進給速度