基于非对称误差自适应的数控插补算法研究

基于非对称误差自适应的数控插补算法研究

翁祖昊

上海电器科学研究院上海200000

摘要：数控算法已广泛运用于各种工业加工场合，本文在研究主流

法并分析其优劣特性的基础上，提出了一种基于可变参量的非对称差自适应模型，进而给出具体算法，旨在实际应用中凭借轻量级的代码体量获得较高的加工精度。

关键词：非对称；自适应；数控算法；插补

ResearchonNCInterpolationAlgorithmBasedonAsymmetricErrorAdaptiveon

Abstract:Numericalalgorithmhasbeenwidelyusedinvariousindustrialprocessingoccasions.Basedonthestudyofthemainstreamalgorithmanditsadvantagesanddisadvantages,thispaperproposesanadaptivemodelofasymmetricerrorbasedonvariableparameters,andthengivesthespecificalgorithm.Inthepracticalapplicationoflightwiththeamountofcodetoobtainahigherprocessingaccuracy.

Keywords:asymmetric,adaptive,ncalgorithm,interpolation

引言

普通数控系统在加工多曲率复杂型面时，在精度与效率上往往只能满足低端应用场合[1]-[6]。而高级数控系统提供了样条插补功能，如NURBS[7]-[9]其造价高昂，系统建模、设计都较为复杂，仅在较少场合用到。于是利用现有的普通插补手段，对原理进行解剖和分析后，改进及优化部分机制，成为在现有技术条件下提高加工效果的手段和途径。

本文融合插补法的思想，把固定参变量化为可变参变量，通过倍率缩放控制进给步长，实时满足误差要求，做到误差自适应，不仅加工全程满足精度要求，而且可以进一步提升加工效率。

1.非对称误差自适应模型与插补算法

为了减少系统计算量，在误差估算模块引入均分三点取值比较的概念：在笛卡尔坐标系的横轴方向上，把单一进给量作四等分，映射于目标曲线，产生三个

映射点，计算映射点至内接弦的距离，其中的最大值即可近似作为插补误差，

此思想的好处在于用三个均分的映射点顶替切点，使计算复杂度大大降低，而同时可以看到因为均分比较特性使得对误差准确性的影响很小。

可以看到，当系统预设的允差较为严苛时，本算法的加工精度始终保持在普通算法的两倍以上。

4.结语

本文就数控加工中的插补模块提出一种新算法，主要结合了等误差算法及等参数算法的特点，令参数可以自适应的满足不同的精度要求，在全程符合允差的前提下，大幅提高插补效率，经验证，本算法在加工误差、效率方面均比传统增量型算法有较高的性能优势，同时保持了轻量级的代码体量，在工业加工应用中具有实际意义。

参考文献

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[6]HaitaoDong,BingChen,YoupingChen,JingmingXie,ZudeZhou.AnaccurateNURBScurveinterpolationalgorithmwithshortsplineinterpolationcapacity[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2012,Vol.63(9),pp.1257-1270.

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[9].KaiSun,JieZhang,GuangpingHe,YoudongChen,YongTao.ResearchontheDDAPrecisionInterpolationAlgorithmforContinuityofSpeedandAcceleration[J].AdvancesinMechanicalEngineering,2014,Vol.2014