关于“二次插补算法及其进给速度控制”的文献阅读报告保证工作台、机械手等沿着预定的轨迹运行的问题,实质是通过插补运算,实现按一定规律分配进给脉冲,控制伺服电机运动。插补运算是根据数控语言代码提供的轨迹类型选择相应算法,保证在一定精度范围内计算出一段直线或圆弧的一系列中间点的坐标值,并逐次以增量坐标值或脉冲序列形式输出,使伺服电机以一定速度转动,控制工作台、机械手等按预定的轨迹运动。数控技术中采用的插补算法可归纳为两类:1)一次插补法如逐点比较法、数字积分器法等,这类算法,进给速度受到限制,过去的硬件数控系统中常常采用。2)二次插补法分为粗插补和精插补两部份。粗插补即把要加工的曲线离散成为微直线轨迹,然后完成对这些微直线段的轨迹参数规划。即使三个轴以一定比例关系的速度运行相应的步数时,能按规定的轨迹运行,对相应的参数我们要预先进行规划:各轴的运行方向、各轴的运行步数、各轴的运行速度。精插补在我们的这个设计中是由硬件,即智能运动控制器来完成的。把通过离线粗插补得到的各轴的运行参数(运行方向、运行步数、运行速度)写入智能运动控制器上相应的参数寄存器,然后启动智能运动控制器开始作精插补工作,在完成一段微直线段的精插补后,让智能运动控制器发出一个中断信号,通知主程序刷新参数寄存器的值(写入下一个微直线段的运行参数),启动下一个微直线段的精插补。这样一直运行到所有微直线段的精插补结束。二次插补算法采用了多轴同时联动的方式,而一次插补算法在微观上只是一轴一轴的单轴运动,因此二次插补算法效率较高。简单的二次插补算法只能用微直线或微弧来逼近被加工曲线,精度较差速度也不理想,为提高加工的精度和速度,大家在误差判别算法的形式上做了改进。最初的误差判别式是每加工一步就要把刀具轨迹和理想轨迹进行比较。这对于椭圆、双曲线、抛物线等复杂的二次曲线来说计算量过大,因此,出现了用递推公式计算误差的误差判别式。例如椭圆1b/Ya/X2222,可化为222222baYaXbF,没走一步需要进行做9次乘法,而采用递推误差判别式只用做4次乘法即可。对于X向进给n22n1nXb2bFF,对于Y向进给n22n1nYa2bFF。类似也推倒出了双曲线及抛物线的递推误差判别式。这种递推公式,不仅可用于规则的二次曲线,还可以外推到不规则的二次曲线及三次曲线,应用范围广。递推误差判别式比原有的误差公式计算量大大减少,这就是机械的运行速度得到了大大提高。传统计算机数控(CNC)机床只提供线性和圆弧插补,对于复杂曲面的加工始终存在着拟合精度与生成数据量之间的矛盾;在加工的工艺方面,将曲线离散成短直线,不仅破坏了零件轮廓曲线的1阶导数连续性,影响了零件表面的光滑性;在制造效率方面,采用大量的微小线段逼近零件的轮廓曲线,导致零件的加工速度难以达到编程要求的进给速度。为了克服这些缺点,现代数控系统开始应用参数曲线插补。参数曲线插补可以分为均匀插补、速度控制的插补和自动调节进给速度插补3种类型。速度控制的插补即利用1阶和2阶泰勒展开式插补算法可以保证进给速度恒定,但弓高误差一直存在,而当NURBS曲率半径过小且进给速度过大时,弓高误差有可能过大。为了将弓高误差限制在允许范围内,进给速度应该在插补过程中根据曲率半径的变化自动地进行调整,这就是自动调节进给速度的NURBS插补。这种在通常加工时,是泰勒展开式2阶近似插补,而在小曲率半径零件的高速加工时,可以根据曲率半径和限定的弓高误差自动地调整进给速度的插补方式,可以保证轮廓加工精度。参考文献:[1].党钊,李小群,唐军,陈骥.基于智能运动控制器的二次插补算法[J].计算技术与自动化,2004,23(2):40-43[2].史旭明,赵万生,王刚,蒋剑峰.二次曲线通用插补算法研究[J].电加工,1998,4:14-17[3].梁宏斌,王永章,李霞.自动调节进给速度的NURBS插补算法的研究与实现[J].计算机集成制造系统,2006,12(3):428-433