轨迹控制原理简介

在数控机床的加工过程中，机床移动部件（刀具或工作台）是以脉冲当量逐步移动的，该脉冲当量为机床移动部件的最小位移量。因此，数控加工的轨迹是折线，零件的加工轮廓是用这些折线近似地拟合而形成的，这种拟合的方法称为“插补”。插补就是数控系统根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干中间点的坐标值，从而确定刀具运动轨迹的过程。由于计算每个中间点的坐标值所需的时间直接影响系统的控制速度，而中间点坐标值的计算精度又直接影响CNC系统的控制精度，所以插补算法是整个CNC系统控制的核心。

直线和圆弧是构成工件轮廓的基本线条，大多数数控系统都具有直线和圆弧插补功能。对于其他二次曲线和高次曲线，可以采用小段直线或圆弧拟合。某些高档数控系统中还具有抛物线、螺旋线等插补功能。

插补原理经过多年的发展，正逐步走向成熟。目前应用的插补方法分为两大类：基准脉冲插补法和数据采样插补法。(www.xing528.com)

基准脉冲插补法又称为脉冲增量插补法。其特点是数控装置在每次插补结束后，向各个坐标轴输出基准脉冲序列，驱动各坐标轴的电动机运动。发出脉冲的频率代表移动部件的速度，而脉冲的数量代表移动部件的总位移量。这种插补法有逐点比较法、数字积分法、数字脉冲乘法器、比较积分法和最小偏差法等。

数据采样插补法又称为数字增量插补法。其特点是数控装置在每次插补结束后，输出的不是单个脉冲，而是标准二进制数。插补运算分为两步：第一步是粗插补，即在给定的线段或圆弧的起点和终点之间插入若干个点，用若干微小直线段逼近给定的线段或圆弧，粗插补在每个插补周期中计算一次；第二步是精插补，它是在粗插补所计算出的每一条微小直线段上再做数据点的密化。这种插补法有扩展数字积分法、直线函数法、双数字积分法等。