专利名称：数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法
技术领域：
本发明涉及一种数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法，属于数控系统的数字控制加工技术领域。
背景技术：
传统的积分圆弧插补方法不能用于要求较高的数控系统中。基准脉冲插补法的目标是在满足性能需要的同时降低系统成本和运算的复杂性，使系统尽可能采用价格低廉的处理器和简单的中小规模集成电路，降低机床成本。但要求较高的系统中却无法应用，原因在于①如果系统用硬件实现，虽然可以解决加工速度的问题，但无法进行很复杂的插补计算，使系统插补性能受到影响；②如果采用软件实现插补，若算法简单，则插补精度不高，插补次数多，影响了进给速度；若算法复杂，则插补精度高，但执行时间长，运算量大，也会影响进给速度。可见若算法选择不当，软件插补使系统难以达到较高的加工速度和精度。因此，改变传统的积分插补误差大，各轴脉冲输出很不均勻，提高进给速度和插补精度的同时，不增加插补算法的复杂性，是扩大经济型数控机床适用范围的奋斗目标。目前，数控系统积分圆弧插补加工方法主要有以下几种参见
图1，介绍的是一种传统的积分圆弧插补方法加工的一段圆弧AB，半径R为7。 传统的积分圆弧插补误差有可能大于一个脉冲当量，原因是数字积分溢出脉冲的频率与被积函数寄存器的存数成正比，当在坐标轴附近进行插补时，一个积分器的被积函数值接近于零，而另一个积分器的被积函数值却接近最大值。这样，后者可能连续溢出，而前者几乎没有溢出脉冲，两个积分器的溢出脉冲速度相差很大，致使插补轨迹偏离理论曲线。加工结束时，刀具的实际刀位点是B ‘ (5,6),而不是理想点B (5，5)，这是由插补误差照成的。而插补最大误差并非在B'，从插补轨迹上看最大插补误差在C点产生，插补误差为
权利要求
1.一种数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法，其特征在于，采用一种非对称式的加载方法把积分累加器中的数值增大；即将圆弧起始点所在轴方向进给的积分累加器赋初值为大于等于该方向最大增量值的三分之二的最小整数，而在另外一根轴方向进给的积分累加器赋初值为小于等于该方向最大增量值的二分之一的最大整数；具体步骤为(1)在y轴和X轴被积函数寄存器中分别存放X，y的初值Xo，y。，sx和sy分别是χ轴和y轴坐标方向的积分累加器，累加控制容量为q = max(x0, y0, xe, ，采用一种非对称式的加载方法把积分累加器中的数值增大；(2)各轴被积函数寄存器的数与其累加器的数累加得出的溢出脉冲发到相应方向，如第一象限逆圆弧插补时χ轴被积函数寄存器的数与其累加器的数累加得出的溢出脉冲发到-χ方向，而y轴被积函数寄存器的数与其累加器的数累加得出的溢出脉冲发到+y方向；(3)对被积函数寄存器内的坐标值加以修正；(4)圆弧插补的终点判别当某个坐标轴进给的步数与终点和起点坐标之差的绝对值之和相等时，说明该轴到达终点，不再有脉冲输出；当两坐标都到达终点后，即N =Xe-X01 + I Ye-Yo I，则运算结束，插补完成。
2.根据权利要求1所述的数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法，其特征在于，步骤(1)中所述的的非对称式加载，是在X、y方向进给的积分累加器中所赋初值不相等；即将圆弧起始点所在轴方向进给的积分累加器赋初值为大于等于该方向最大增量值的三分之二的最小整数，而在另外一根轴方向进给的积分累加器赋初值为小于等于该方向最大增量值的二分之一的最大整数。
3.根据权利要求1所述的数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法，其特征在于步骤 (3)所述的对被积函数寄存器内的坐标值加以修正，其积分器由累加器和被积函数寄存器组成，被积函数寄存器内随时存放着坐标的瞬时值；如第一象限逆圆弧插补时，当χ方向发出进给脉冲时，使y轴被积函数寄存器内容减1 ；当y方向发出进给脉冲时，使χ轴被积函数寄存器内容加1。
全文摘要
本发明公开了一种数控系统非对称式加载积分圆弧插补方法，属于数控系统的数字控制加工技术领域。采用一种非对称式的加载方法把积分累加器中的数值增大。即将圆弧起始点所在轴方向进给的积分累加器赋初值为大于等于该方向最大增量值的三分之二的最小整数，而在另外一根轴方向进给的积分累加器赋初值为小于等于该方向最大增量值的二分之一的最大整数。本发明方法在x轴、y轴采用非对称式加载后，工件的加工精度提高一倍以上，而生产率不下降。非对称式加载后插补算法难度没有提高，但插补次数明显减少，脉冲分配较均匀，插补速度提高，机床成本并没有提高。能适于各种开环控制系统，扩大经济型数控机床的适用范围。
文档编号G05B19/41GK102385348SQ20111027106
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者范希营, 郭永环 申请人:徐州师范大学