原创《插补技术在数控系统中应用》：本文关于插补论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：插补技术是实现轨迹控制的基础,它的任务是通过实时计算轨迹数据并最终求出各轴进给分量,从而实现精确的轨迹走线.文章主要讨论了时间分割法的直线、圆弧插补及实现过程,最后在软件上编程实现,使运动控制系统的性能更加高效、精准.
关键词：插补技术；时间分割法；直线插补；圆弧插补
中图分类号：TG659； TP319 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0071-02
插补技术是通过计算轨迹数据并最终求出运动控制系统的各轴进给分量,从而实现精确的轨迹走线.实现插补功能的硬件部件叫插补器.在早期的数控设备中,插补功能是由单纯的硬件电路完成的,缺点是灵活性和可维护性都非常差.在现在的CNC系统中,为了提高插补的精准度、可靠性、灵活性,插补由软件或者软硬件联合来实现.在要求较低的数控设备中采用软件实现插补,而在高端的数控设备中采用软硬件相结合来实现更为精确的插补,其中软件部分实现粗略插补功能,硬件部分实现精细插补功能.
1 基本插补方法
在数控系统插补算法中,有直线插补和圆弧插补这两种基本方法,这两种基本方法是实现其它复杂插补算法的基础.只有实现高效、精确的直线、圆弧插补,才能研究出更精准的数控系统.插补算法所采用的原理很多,可以归纳为脉冲增量插补、数据增量插补两大类型.
脉冲增量插补[1],又称为基准脉冲插补或行程标量插补,插补特点是输出的是脉冲形式,每次插补结束后仅给每个坐标轴输出一个控制脉冲,脉冲的频率代表速度大小,脉冲的数量代表位移大小.这类插补算法容易用硬件实现,早期的硬件插补方法采用的是这种方法.脉冲增量插补的方法有很多,如逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法、单步追踪法等等.应用最多的是数字积分法、逐点比较法.
数据增量插补[2],又称为数据采样插补,主要用在闭环、半闭环伺服电机驱动的控制系统中.数据增量插补的插补结果不是脉冲,而是数据,一般是二进制数据.计算机系统定时采集反馈数据,然后和程序所产生的指令数据相对比,然后用此误差信号驱动伺服电机.依据进给的速度将预期曲线以时间周期将其分为若干段小直线,再输出直线段相对的位移增量,来控制坐标轴的进给.数据增量插补分为两个阶段：粗插补和精插补.粗插补是用微小的直线段逼近预定曲线,而且直线段和给定的速度有关,一般用软件实现；精插补是在上面若干个直线段上实现数据点的密化工作,即是对直线的脉冲增量插补,可以用软件或硬件实现.
数据增量插补方法典型的是时间分割法,特点为：插补程序以特定的插补周期时间运行,期间能计算出各轴在下一个周期的增量；插补的运算速度和进给速度没有严格的关系,所以可以达到较高的进给速度.而且这种方法不易受到计算机速度的限制,但是插补程序较为复杂.下面讨论时间分割法插补,包含时间分割法的直线插补、圆弧插补两种方法.
2 数据增量插补法的时间分割法
2.1 时间分割法的直线插补实现
插补功能的主要目标是计算出下个轨迹点的位移坐标、进给速度、各轴位移量,其中求出轴位移量Δx,Δy最为重要.若进给速度是F,插补的时间周期是Ts,直线步长是l,则有下列公式：
l等于F×Ts（1）
设待插补的直线如下图AB,起点是A（x0,y0）,终点是B（x1,y2）,如图1所示.
由几何关系知
由上面算法,可以得到直线插补的软件流程图.
2.2 时间分割法的圆弧插补实现
圆弧插补实现一般是通过直线来逼近圆弧轨迹,下面是用弦线来逼近.
圆弧几何图,如图2所示.
A（x1,y1）是当前时刻轨迹点,P（xi+1,yi+1）为下一个时刻的轨迹点,AP是直线步长l,AB是切线,为了求出P（xi+1,yi+1）坐标,求各轴进给量Δxi,Δyi是重点.由几何图形关系有：
由上面算法,可以得到圆弧插补的软件流程图.
3 结 语
直线、圆弧是最基本的曲线轨迹,简单的轮廓加工基本是由圆弧、直线构成.若对象由二次曲线或高次曲面等稍复杂的曲线组成,则可以采用小段直线、圆弧分段拟合的方法.本文研究了时间分割法的直线插补、圆弧插补两种方法,并运用到插补算法中,提高了运动控制系统插补的效率和精准度.
参考文献：
[1] 张志强,汪文津,王太勇.基于开放式计算机数控系统的插补软件模块 开发[J].机床和液压,2010,（20） .
[2] 崔铁.数控机床的嵌入式运动控制器的设计[D].沈阳：东北大学,2009.
插补论文参考资料：
结论：插补技术在数控系统中应用为适合不知如何写插补方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于插补什么意思论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
