专利名称：数控系统快速三维dda直线插补控制模块的制作方法
技术领域：
本发明提供一种数控系统快速三维DDA直线插补控制模块，其插补计算速度比扩展DDA直线插补更快，可用于各种类型的三坐标机床数控系统。
现在使用和作为商品销售的三坐标机床数控系统所使用的直线插补控制模块均采用各种类型的DDA直线插补原理，其中最具代表性、同时也是最有效的插补方法是扩展DDA直线插补方法。该方法的实时中断插补计算效率很高，但插补预处理过程中的步长系数的计算要用到开平方超越函数[1]，计算速度很慢，难以适应高速和高精度数控系统对直线插补的要求。
扩展DDA直线插补控制模块的输入控制参数包括给定直线段(或称为程序段)的起点(x0，y0，z0)、终点(xe，ye，ze)，插补周期T(单位为毫秒)和插补进给速度ν(毫米/分)。本发明的输入控制参数中，前三个参数与扩展DDA直线插补控制模块的前三个输入控制参数完全相同，但最后一个控制参数不是插补进给速度ν，而是插补给定直线段所需的时间Δt(单位为毫秒)，或者是插补给定直线段的进给率F(单位为1/毫秒)，即插补给定直线段所需时间的倒数。
在扩展DDA直线插补控制模块中，插补预处理计算过程中的步长系数的计算方法为λd=νT60000×(xe-x0)2+(ye-y0)2+(ze-z0)2----(1)]]>本发明的插补预处理计算过程中的步长系数的计算方法为 (当最后一个输入参数为插补给定直线段所需的时间Δt时)(2)或λd＝FT (当最后一个输入参数为插补给定直线段的进给率F时)(3)本发明的插补预处理的其它计算过程和实时中断插补计算与扩展DDA直线插补控制模块完全相同。
测试表明本发明的插补预处理计算过程中步长系数的计算速度比扩展DDA直线插补预处理计算过程中的步长系数的计算速度快10倍以上，本发明的整个插补预处理计算速度比扩展DDA直线插补控制模块快8倍以上。
采用本发明的数控系统，在所有其它因素均不变的前提下，插补周期缩短为原来的1/8。即在保持进给速度不变的前提下，可以提高插补精度8倍，或者说在保持插补精度不变的前提下，可以提高进给速度8倍。本发明特别适用于高速和高精度数控系统的直线插补。
实现本发明最好的方式是在数控系统中，用本发明取代其它直线插补控制模块。
采用本发明的数控系统的数控程序输入编辑器，必须增加一个数控程序转换功能，用于对以国际标准代码格式输入的数控程序按以下过程进行转换由程序段中直线的起点(x0，y0，z0)、终点(xe，ye，ze)和进给速度ν(毫米/分)求出插补直线段的进给率 或者求出插补给定直线段所需的时间 转换后的数控程序直线插补指令格式为G01X_Y_Z_F_，其中F为进给率(字母F也可以用其它英文或非英文字母代替)或G01X_Y_Z_E_，其中E为时间(字母E也可以用其它英文或非英文字母代替)其中X、Y、Z为运动坐标，可以只有其中的任意一个或任意两个或全部三个运动坐标。
采用本发明的数控系统，通过计算机直接数控(DNC)输入的数控程序必须符合上述格式之一，且每一行都要有进给率F代码或时间E代码。引证文件[1]冯勇、霍勇进编著《现代计算机数控系统》，机械工业出版社，1999年7月，pp126～127。
权利要求
(1)一种三维DDA直线插补控制模块。其特征在于输入控制参数包含进给率或插补给定直线段所需的时间，其中进给率表示插补给定直线段所需的时间的倒数。
(2)根据权利要求(1)所述的数控系统直线插补控制模块其特征在于数控系统直线插补的数控加工程序形式为G01X_Y_Z_F_，其中X、Y、Z为运动坐标，可以只有其中的任意一个或任意两个或全部三个；其中的下划线“_”表示数值；其中的F为进给率，F可以用其它英文或非英文字母表示。
(3)根据权利要求(1)所述的数控系统直线插补控制模块其特征在于数控系统直线插补的数控加工程序形式为G01X_Y_Z_E_，其中X、Y、Z为运动坐标，可以只有其中的任意一个或任意两个或全部三个；其中的下划线“_”表示数值；其中的E为插补给定直线段所需的时间，E可以用其它英文或非英文字母表示。
全文摘要
本发明提供一种数控系统快速三维DDA直线插补控制模块。其特点是在扩展DDA直线插补控制模块的基础上,将输入控制参数中的进给速度改为进给率或插补程序段所需的时间,插补预处理计算速度提高8倍。采用本发明,可以提高数控系统插补精度8倍或者提高进给速度8倍。采用本发明的直线插补数控程序形式为G01X_Y_Z_F_(F为进给率)或G01X_Y_Z_E_(E为时间)。本发明适用于高速和高精度三坐标机床的数控系统。
文档编号B23Q15/007GK1342542SQ00128908
公开日2002年4月3日 申请日期2000年9月13日 优先权日2000年9月13日
发明者刘雄伟 申请人:华侨大学