Dzisiaj porozmawiamy o ciekawej i podstawowej koncepcji ?interpolacji”. Od dawna in?ynierowie zastanawiali si?, jak wykorzysta? obrabiarki do obróbki przedmiotów w krzywe. Ich g?ówn? ide? jest podzielenie wspó?rz?dnych ruchu narz?dzia i przedmiotu obrabianego na pewne minimalne wielko?ci jednostkowe, tj. minimalne przemieszczenie. System CNC przesunie wspó?rz?dne o kilka minimalnych wielko?ci przemieszczenia (tj. kontroluje trajektori? ruchu narz?dzia) zgodnie z wymaganiami programu cz??ci, aby zrealizowa? wzgl?dny ruch narz?dzia i przedmiotu obrabianego oraz zakończy? obróbk? cz??ci.

opracowa? INTERPOLACJ? TOKARKI DOPUSZCZAJ?CEJ

Przed er? informacji silnik zastosowany w tokarce nie móg? zmienia? pr?dko?ci i porusza? si? w pracy, a by?o wiele wad technicznych, które by?y trudne do przezwyci??enia w obliczu precyzyjnej obróbki. Wraz z post?pem technologii obrabiarka zacz??a by? aktualizowana.

Obecnie technologia automatyzacji zosta?a dodatkowo ulepszona na tokarce CNC, a rozwój technologii sterowania numerycznego wszed? w er? kontrolerów ruchu. W otwartym systemie ?PC + kontroler ruchu” obróbka obrabiarki uzyska?a wi?ksz? zdolno?? przetwarzania informacji, dok?adniejsz? trajektori? ruchu i wi?ksz? wszechstronno??.

Jednak chocia? technologia zosta?a ulepszona, przetwarzanie musi napotka? wi?cej trudno?ci. W procesie obróbki przedmiotu obrabiarka cz?sto musi stawi? czo?a obróbce nieregularnej krzywej lub ?uku. Chocia? obrabiarka mo?e dobrze wykona? ruch wzgl?dny segmentów liniowych, ?uków lub innych analitycznych krzywych splajnu, w obliczu nieregularnego ?swobodnego” ruchu, obrabiarka musi polega? na wieloosiowym sterowaniu ruchem i interpolacji.

koncepcje interpolacji i ekwiwalentu impulsu

Interpolacja to proces wyznaczania ?cie?ki ruchu narz?dzia na obrabiarce CNC wed?ug okre?lonej metody. Zgodnie z dan? pr?dko?ci? i trajektori? dodaj kilka nowych punktów po?rednich mi?dzy znanymi punktami trajektorii i kontroluj stó? przedmiotu obrabianego oraz narz?dzie, aby przechodzi?o przez te punkty po?rednie, aby ca?y ruch móg? zosta? zakończony. Mówi?c delikatnie, oznacza to, ?e narz?dzie wykorzystuje przerywane linie do rysowania jednej po drugiej krzywej przeznaczonej do obróbki, co jest równoznaczne z przybli?eniem wymaganej krzywej i powierzchni za pomoc? kilku ma?ych segmentów i ?uków.

Wzgl?dny ruch narz?dzia wzd?u? ka?dej osi wspó?rz?dnych jest wyra?ony w jednostce równowa?nej impulsu (mm/impuls). Gdy tor narz?dzia jest lini? prost? lub ?ukiem, urz?dzenie sterowania numerycznego wykonuje ?zag?szczanie punktów danych” mi?dzy warto?ciami wspó?rz?dnych punktu pocz?tkowego i końcowego odcinka linii lub ?uku, uzyskuje warto?ci wspó?rz?dnych serii punktów po?rednich , a nast?pnie wysy?a impulsy do ka?dej wspó?rz?dnej zgodnie z warto?ciami wspó?rz?dnych punktów po?rednich, aby zapewni? przetworzenie wymaganej linii prostej lub konturu ?uku.

Klasyfikacja metody interpolacji

Metody interpolacji obejmuj? interpolacj? liniow?, interpolacj? ?ukow?, interpolacj? splajnu itp. Jak sama nazwa wskazuje, interpolacj? liniow? wykonuje narz?dzie w ruchu liniowym mi?dzy dwoma punktami; Interpolacja ?uku polega na obliczaniu grup punktów zbli?aj?cych si? do rzeczywistego ?uku zgodnie z informacj? cyfrow? o interpolacji mi?dzy punktami końcowymi, kontrolowaniu ruchu frezu wzd?u? tych punktów i przetwarzaniu krzywej ?uku.

Zarys cz??ci jest cz?sto ró?ny, w tym linia prosta, ?uk, dowolna krzywa, splajn itp. Narz?dzie obrabiarki CNC nie mo?e by? przesuwane o rzeczywisty kontur krzywej, ale jest przesuwane w przybli?eniu o kilka ma?ych linii prostych, oraz kierunek przemieszczania si? narz?dzia to generalnie kierunki X i Y. Metody interpolacji obejmuj?: interpolacj? liniow?, interpolacj? ?ukow?, interpolacj? paraboliczn?, interpolacj? splajnu itp.

Interpolacja liniowa

Interpolacja liniowa jest powszechnie stosowan? metod? interpolacji na tokarce. W tej metodzie interpolacja mi?dzy dwoma punktami jest aproksymowana wzd?u? grupy punktów linii prostej, a ruch narz?dzia jest kontrolowany wzd?u? linii prostej. Tak zwana interpolacja liniowa to metoda interpolacji, któr? mo?na zastosowa? tylko wtedy, gdy rzeczywisty kontur jest lini? prost? (je?li nie jest to linia prosta, krzyw? mo?na równie? aproksymowa? segmentem prostej w sposób aproksymacyjny, tak, ?e ka?dy odcinek mo?e by? interpolowany przez lini? prost?) Najpierw za?ó?my, ?e punkt pocz?tkowy rzeczywistego konturu jest krótkim odcinkiem wzd?u? kierunku X (odpowiednik jednego impulsu), a je?li punkt końcowy znajduje si? poni?ej rzeczywistego konturu, nast?pny segment linii to krótki odcinek wzd?u? kierunku Y.

Je?li punkt końcowy segmentu linii nadal znajduje si? poni?ej rzeczywistego konturu, kontynuuj przej?cie krótkiego odcinka wzd?u? kierunku Y, a? znajdzie si? powy?ej rzeczywistego konturu, a nast?pnie przejd? krótki odcinek w kierunku X i powtarzaj cykl, a? punkt końcowy konturu zostaje osi?gni?ty W ten sposób rzeczywisty kontur jest sk?adany z odcinków linii przerywanych. Chocia? jest to linia ?amana, je?li ka?dy odcinek linii ci?cia jest bardzo ma?y (w dopuszczalnym zakresie dok?adno?ci), to ten odcinek linii ?amanych i rzeczywisty kontur mo?na z grubsza uzna? za t? sam? krzyw?, która jest interpolacj? linii prostej

Interpolacja ?uku

Interpolacja ko?owa to metoda interpolacji. W tej metodzie, zgodnie z cyfrow? informacj? o interpolacji mi?dzy punktami na obu końcach, obliczana jest grupa punktów zbli?aj?ca si? do rzeczywistego ?uku, a frez jest sterowany tak, aby porusza? si? wzd?u? tych punktów w celu przetworzenia krzywej ?uku.

Algorytm interpolacji w czasie rzeczywistym dla z?o?onej krzywej

Tradycyjne CNC zapewnia tylko interpolacj? liniow? i ?ukow?, podczas gdy krzywe nieliniowe i ?ukowe s? interpolowane przez segmentowe dopasowanie liniowe i ?ukowe. Ta metoda prowadzi do szeregu problemów, takich jak du?a ilo?? danych, s?aba dok?adno??, nierówna pr?dko?? posuwu i z?o?one programowanie podczas przetwarzania z?o?onych krzywych, co nieuchronnie b?dzie mia?o du?y wp?yw na jako?? przetwarzania i koszt przetwarzania. Wiele osób zaczyna szuka? metody bezpo?redniej interpolacji dla z?o?onych krzywych i powierzchni o dowolnym kszta?cie.

W ostatnich latach uczeni w kraju i za granic? przeprowadzili wiele dog??bnych badań na ten temat, co zaowocowa?o równie? wieloma nowymi metodami interpolacji. Takie jak interpolacja krzywej splajnu Aakima, interpolacja krzywej sze?ciennej splajnu, interpolacja krzywej Beziera, interpolacja krzywej Pitagorasa, interpolacja krzywej B-splajn itp. Ze wzgl?du na wiele zalet krzywej B-splajn, szczególnie jej pot??n? funkcj? w przedstawianiu i projektowaniu kszta?tu swobodnej krzywej i powierzchni, badania nad algorytmem bezpo?redniej interpolacji krzywej i powierzchni w wolnej przestrzeni koncentruj? si? g?ównie na nich.