Hoy hablaremos de un concepto interesante y básico “interpolación”. Desde hace mucho tiempo, los ingenieros han estado pensando en cómo usar las máquinas herramienta para procesar piezas de trabajo en curvas. Su idea principal es dividir las coordenadas de movimiento de la herramienta y la pieza de trabajo en algunas cantidades mínimas de unidad, es decir, el desplazamiento mínimo. El sistema CNC moverá las coordenadas en varias cantidades mínimas de desplazamiento (es decir, controlará la trayectoria del movimiento de la herramienta) de acuerdo con los requisitos del programa de la pieza, para realizar el movimiento relativo de la herramienta y la pieza de trabajo y completar el procesamiento de la pieza.

desarrollado TORNO PERMITE INTERPOLACIóN

Antes de la era de la información, el motor utilizado en el torno no podía cambiar de velocidad ni moverse en el trabajo, y había muchos defectos técnicos que eran difíciles de superar frente al mecanizado de precisión. Con el avance de la tecnología, la máquina herramienta ha comenzado a actualizarse.

Ahora, la tecnología de automatización se ha mejorado aún más en el torno CNC y el desarrollo de la tecnología de control numérico ha entrado en la era del controlador de movimiento. En el sistema abierto de "PC + controlador de movimiento", el procesamiento de la máquina herramienta ha obtenido una mayor capacidad de procesamiento de información, una trayectoria de movimiento más precisa y una mejor versatilidad.

Sin embargo, aunque la tecnología se ha mejorado, el procesamiento debe enfrentar más dificultades. En el proceso de procesamiento de piezas de trabajo, la máquina herramienta a menudo tiene que enfrentar curvas irregulares o procesamiento de arco. Aunque la máquina herramienta puede completar el movimiento relativo de segmentos lineales, arcos u otras curvas spline analíticas, frente al movimiento "libre" irregular, la máquina herramienta tiene que confiar en el control de movimiento multieje y la interpolación.

conceptos de Interpolación y equivalente de pulso

La interpolación es el proceso de determinar la trayectoria de movimiento de la herramienta en la máquina herramienta CNC de acuerdo con un método determinado. De acuerdo con la velocidad y la trayectoria dadas, agregue algunos puntos intermedios nuevos entre los puntos conocidos de la trayectoria y controle la mesa de la pieza de trabajo y la herramienta para pasar por estos puntos intermedios, de modo que se pueda completar todo el movimiento. En pocas palabras, significa que la herramienta utiliza líneas discontinuas para dibujar la curva que se procesará una por una, lo que equivale a aproximar la curva y la superficie requeridas con varios segmentos y arcos peque?os.

El movimiento relativo de la herramienta a lo largo de cada eje de coordenadas está en la unidad de pulso equivalente (mm/pulso). Cuando la trayectoria de la herramienta es una línea recta o un arco, el dispositivo de control numérico realiza una “densificación de puntos de datos” entre los valores de coordenadas del punto inicial y el punto final del segmento de línea o arco, obtiene los valores de coordenadas de una serie de puntos intermedios , y luego emite pulsos a cada coordenada de acuerdo con los valores de coordenadas de los puntos intermedios para garantizar que se procese la línea recta o el contorno de arco requerido.

Clasificación del método de interpolación

Los métodos de interpolación incluyen interpolación lineal, interpolación de arco, interpolación spline, etc. Como su nombre lo indica, la herramienta completa la interpolación lineal en un movimiento lineal entre dos puntos; La interpolación de arco es para calcular los grupos de puntos que se acercan al arco real de acuerdo con la información digital de interpolación entre los puntos finales, controlar el cortador para que se mueva a lo largo de estos puntos y procesar la curva del arco.

El contorno de una pieza es a menudo variado, incluyendo línea recta, arco, curva arbitraria, spline, etc. La herramienta de la máquina herramienta CNC no se puede mover por el contorno real de la curva, pero se mueve aproximadamente por varias líneas rectas peque?as la dirección del movimiento de la herramienta es generalmente las direcciones X e Y. Los métodos de interpolación incluyen: interpolación lineal, interpolación de arco, interpolación parabólica, interpolación spline, etc.

Interpolación linear

La interpolación de línea es un método de interpolación de uso común en el torno. En este método, la interpolación entre dos puntos se aproxima a lo largo del grupo de puntos de la línea recta y el movimiento de la herramienta se controla a lo largo de la línea recta. La llamada interpolación lineal es el método de interpolación que solo se puede usar para que el contorno real sea una línea recta (si no es una línea recta, la curva también se puede aproximar mediante un segmento de una línea a modo de aproximación, para que cada segmento pueda ser interpolado por una línea recta) Primero, suponga que el punto inicial del contorno real es una sección corta a lo largo de la dirección X (equivalente a un pulso), y si el punto final se encuentra debajo del contorno real, el El siguiente segmento de línea es una sección corta a lo largo de la dirección Y.

Si el punto final del segmento de línea aún está por debajo del contorno real, continúe caminando una sección corta en la dirección Y hasta que esté por encima del contorno real, y luego camine una sección corta en la dirección X y repita el ciclo hasta que el se alcanza el punto final del contorno De esta manera, el contorno real se empalma por segmentos de líneas discontinuas. Aunque es una línea discontinua, si cada segmento de la línea de corte es muy peque?o (dentro del rango de precisión permitido), entonces este segmento de líneas discontinuas y el contorno real se pueden considerar aproximadamente como la misma curva, que es una interpolación de línea recta.

interpolación de arco

La interpolación circular es un método de interpolación. En este método, de acuerdo con la información digital de interpolación entre los puntos en ambos extremos, se calcula el grupo de puntos que se aproxima al arco real y se controla el cortador para que se mueva a lo largo de estos puntos para procesar la curva del arco.

Algoritmo de interpolación en tiempo real para curvas complejas

El CNC tradicional solo proporciona interpolación lineal y de arco, mientras que las curvas no lineales y de arco se interpolan mediante el ajuste segmentado de lineal y de arco. Este método generará una serie de problemas, como una gran cantidad de datos, poca precisión, velocidad de avance desigual y programación compleja al procesar curvas complejas, lo que inevitablemente tendrá un gran impacto en la calidad y el costo del procesamiento. Muchas personas comienzan a buscar un método de interpolación directo para curvas y superficies complejas de forma libre.

En los últimos a?os, académicos nacionales y extranjeros han realizado una gran cantidad de investigaciones en profundidad sobre esto, lo que también ha producido muchos métodos nuevos de interpolación. Como la interpolación de la curva spline de aakima, la interpolación de la curva spline cúbica, la interpolación de la curva Bezier, la interpolación de la curva pitagórica hodggraph, la interpolación de la curva B-spline, etc. Debido a las muchas ventajas de la curva B-spline, especialmente su poderosa función para representar y dise?ar la forma de curva y superficie de forma libre, la investigación sobre el algoritmo de interpolación directa de curva y superficie de espacio libre se centra principalmente en él.