數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的插補原理

   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動。插補運算的作用是在已知的加工軌跡曲線的起點和終點間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”。插補是在每個插補周期內(nèi)，根據(jù)CNC機(jī)床(Computer Numerical Control，計算機(jī)數(shù)字控制）指令、進(jìn)給速度計算出一個微小直線段的數(shù)據(jù)，刀具沿著微小直線段運動，經(jīng)過若干個插補周期后，刀具從起點運動到終點，完成這段輪廓的加工。                 加工曲線AB段，A為起點，B為終點。CNC機(jī)床在每個插補周期內(nèi)，計算出一個微小直線段的各坐標(biāo)分量（△X、△y)，經(jīng)若干個插補周期，可以計算出從起點A到終點B間各個微小直線段的坐標(biāo)分量（△X1、△Y1）、（△X2、△Y2）、…、（△Xn、△Yn）。各坐標(biāo)分量的計算可采用逐點比較插補法、數(shù)字積分插補法、時間分割插補法和樣條插補計算法等。

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功能。在高級型數(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、漸開線、橢圓等插補計算功能。

在數(shù)控機(jī)床的CNC機(jī)床中，插補則是由軟件全部或部分實現(xiàn)其插補功能。由于用軟件實現(xiàn)插補運算，比硬件插補器運算速度慢，在CNC機(jī)床系統(tǒng)中插補功能常分為粗插補和精插補兩步完成。粗插補用軟件實現(xiàn)，把一個程序段分割為若干微小直線段，精插補在伺服驅(qū)動模塊中，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)。