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技術(shù)頻道

插補的介紹

插補是在組成軌跡的直線段或曲線段的起點和終點之間,按一定的算法進行數(shù)據(jù)點的密化工作,以確定一些中間點。從而為軌跡控制的每一步提供逼近目標。
逐點比較法是以四個象限區(qū)域判別為特征,每走一步都要將加工點的瞬時坐標與相應(yīng)給定的圖形上的點相比較,判別一下偏差,然后決定下一步的走向。如果加工點走到圖形外面去了,那么下一步就要向圖形里面走;如果加工點已在圖形里面,則下一步就要向圖形外面走,以縮小偏差,這樣就能得到一個接近給定圖形的軌跡,其最大偏差不超過一個脈沖當(dāng)量(一個進給脈沖驅(qū)動下工作臺所走過的距離)。
什么叫直線插補
這個概念般是用在計算機圖形顯示,或則數(shù)控加工的近似走刀等情況下的.
以數(shù)控加工為例子
一個零件的輪廓往往是多種多樣的,有直線,有圓弧,也有可能是任意曲線,樣條線等. 數(shù)控機床的刀具往往是不能以曲線的實際輪廓去走刀的,而是近似地以若干條很小的直線去走刀,走刀的方向一般是x和y方向.

插補方式有:直線插補,圓弧插補,拋物線插補,樣條線插補等
所謂直線插補就是只能用于實際輪廓是直線的插補方式(如果不是直線,也可以用逼近的方式把曲線用一段段線段去逼近,從而每一段線段就可以用直線插補了).首先假設(shè)在實際輪廓起始點處沿x方向走一小段(一個脈沖當(dāng)量),發(fā)現(xiàn)終點在實際輪廓的下方,則下一條線段沿y方向走一小段,此時如果線段終點還在實際輪廓下方,則繼續(xù)沿y方向走一小段,直到在實際輪廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循環(huán)類推.直到到達輪廓終點為止.這樣,實際輪廓就由一段段的折線拼接而成,雖然是折線,但是如果我們每一段走刀線段都非常小(在精度允許范圍內(nèi)),那么此段折線和實際輪廓還是可以近似地看成相同的曲線的--------這就是直線插補.
聯(lián)動與插補
決定質(zhì)點空間位置需要三個坐標,決定剛體空間位置需要六個坐標。
  一個運動控制系統(tǒng)可以控制的坐標的個數(shù)稱做該運動控制系統(tǒng)的軸數(shù)。
  一個運動控制系統(tǒng)可以同時控制運動的坐標的個數(shù)稱做該運動控制系統(tǒng)可聯(lián)動的軸數(shù)。
  聯(lián)動各軸的運動軌跡具有一定的函數(shù)關(guān)系,例如直線,園弧,拋物線,正弦曲線。
  直接計算得出運動軌跡的坐標值往往要用到乘除法,高次方,無理函數(shù),超越函數(shù),會占用很多的CPU時間。
  為了實時快速控制運動軌跡,往往預(yù)先對運動軌跡進行直線和圓弧擬合,擬合后的運動軌跡僅由直線段和圓弧段所組成,而計算運動軌跡時,每一點的運動軌跡跟據(jù)前一個坐標點的數(shù)據(jù)通過插補運算得到,這樣就把計算簡化為增量減量移位和加減法。
  實現(xiàn)多軸聯(lián)動的直線插補并不困難,圓弧插補一般為兩軸聯(lián)動。
  實現(xiàn)插補運算可以有多種算法,例如 "DDA 算法","逐點比較法","正負法","最小偏差法(Bresenham 算法)"等,其中最小偏差法具有最小的偏差和較快的運行速度。

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