一種適合兩軸聯(lián)動(dòng)的簡單實(shí)用控制算法

祖凌智

摘 要：數(shù)字控制多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，算法的作用很重要。對算法最基本的要求是既能有足夠的精度，又盡量簡單。平面內(nèi)復(fù)雜輪廓（軌跡）的控制中，涉及兩坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)。本文通過兩個(gè)實(shí)例，介紹一種簡單實(shí)用的控制算法，適合兩軸聯(lián)動(dòng)和螺紋加工的控制。

關(guān)鍵詞：兩軸聯(lián)動(dòng)；插補(bǔ)；螺距

一、盤型凸輪的輪廓控制

盤型凸輪的輪廓曲線復(fù)雜，需要到數(shù)控機(jī)床加工。凸輪的輪廓參數(shù)一般是用每個(gè)角度位置對應(yīng)的向徑值表示，即極坐標(biāo)方法。而目前軌跡控制的插補(bǔ)算法大多是基于直角坐標(biāo)系。這樣坐標(biāo)轉(zhuǎn)換會帶來計(jì)算誤差，尤其是銑刀半徑補(bǔ)償計(jì)算的工作量大。如果能直接采用下面的極坐標(biāo)插補(bǔ)算法，就可以避免這些問題。

二、螺紋螺距的控制

螺紋加工時(shí)需要控制車床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩軸的聯(lián)動(dòng)，即主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)走一個(gè)螺距的距離。數(shù)控車床上常通過脈沖編碼器檢測主軸的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速，并反饋給數(shù)控系統(tǒng)，然后控制進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)。

假設(shè)脈沖編碼器1轉(zhuǎn)發(fā)S1個(gè)脈沖，進(jìn)給脈沖當(dāng)量為δ，螺距為P，則一個(gè)螺距對應(yīng)的脈沖數(shù)為S2=P/δ。從精度考慮，S1>S2。

類似于前述的凸輪輪廓插補(bǔ)算法，有如下兩種情況：①S1/S2為整數(shù)， 則主軸脈沖編碼器每發(fā)S1/S2個(gè)脈沖，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)走1個(gè)脈沖。循環(huán)S2次，就加工出一個(gè)螺距。②S1/S2不為整數(shù)時(shí)，螺紋加工分為前后兩個(gè)過程。

本文介紹的兩軸聯(lián)動(dòng)的控制算法，通過適當(dāng)降低脈沖當(dāng)量，可以滿足精度要求，且可以將有關(guān)參數(shù)M、N、L等提前計(jì)算出來，從而大大提高控制過程中的運(yùn)算速度，是一種簡單而實(shí)用的兩軸聯(lián)動(dòng)控制算法。

（作者單位：湖南省長沙市周南中學(xué)）