專利名稱：數(shù)控系統(tǒng)快速三維dda直線插補控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種數(shù)控系統(tǒng)快速三維DDA直線插補控制模塊，其插補計算速度比擴展DDA直線插補更快，可用于各種類型的三坐標機床數(shù)控系統(tǒng)。
現(xiàn)在使用和作為商品銷售的三坐標機床數(shù)控系統(tǒng)所使用的直線插補控制模塊均采用各種類型的DDA直線插補原理，其中最具代表性、同時也是最有效的插補方法是擴展DDA直線插補方法。該方法的實時中斷插補計算效率很高，但插補預處理過程中的步長系數(shù)的計算要用到開平方超越函數(shù)[1]，計算速度很慢，難以適應高速和高精度數(shù)控系統(tǒng)對直線插補的要求。
擴展DDA直線插補控制模塊的輸入控制參數(shù)包括給定直線段(或稱為程序段)的起點(x0，y0，z0)、終點(xe，ye，ze)，插補周期T(單位為毫秒)和插補進給速度ν(毫米/分)。本發(fā)明的輸入控制參數(shù)中，前三個參數(shù)與擴展DDA直線插補控制模塊的前三個輸入控制參數(shù)完全相同，但最后一個控制參數(shù)不是插補進給速度ν，而是插補給定直線段所需的時間Δt(單位為毫秒)，或者是插補給定直線段的進給率F(單位為1/毫秒)，即插補給定直線段所需時間的倒數(shù)。
在擴展DDA直線插補控制模塊中，插補預處理計算過程中的步長系數(shù)的計算方法為λd=νT60000×(xe-x0)2+(ye-y0)2+(ze-z0)2----(1)]]>本發(fā)明的插補預處理計算過程中的步長系數(shù)的計算方法為 (當最后一個輸入?yún)?shù)為插補給定直線段所需的時間Δt時)(2)或λd＝FT (當最后一個輸入?yún)?shù)為插補給定直線段的進給率F時)(3)本發(fā)明的插補預處理的其它計算過程和實時中斷插補計算與擴展DDA直線插補控制模塊完全相同。
測試表明本發(fā)明的插補預處理計算過程中步長系數(shù)的計算速度比擴展DDA直線插補預處理計算過程中的步長系數(shù)的計算速度快10倍以上，本發(fā)明的整個插補預處理計算速度比擴展DDA直線插補控制模塊快8倍以上。
采用本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)，在所有其它因素均不變的前提下，插補周期縮短為原來的1/8。即在保持進給速度不變的前提下，可以提高插補精度8倍，或者說在保持插補精度不變的前提下，可以提高進給速度8倍。本發(fā)明特別適用于高速和高精度數(shù)控系統(tǒng)的直線插補。
實現(xiàn)本發(fā)明最好的方式是在數(shù)控系統(tǒng)中，用本發(fā)明取代其它直線插補控制模塊。
采用本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序輸入編輯器，必須增加一個數(shù)控程序轉(zhuǎn)換功能，用于對以國際標準代碼格式輸入的數(shù)控程序按以下過程進行轉(zhuǎn)換由程序段中直線的起點(x0，y0，z0)、終點(xe，ye，ze)和進給速度ν(毫米/分)求出插補直線段的進給率 或者求出插補給定直線段所需的時間 轉(zhuǎn)換后的數(shù)控程序直線插補指令格式為G01X_Y_Z_F_，其中F為進給率(字母F也可以用其它英文或非英文字母代替)或G01X_Y_Z_E_，其中E為時間(字母E也可以用其它英文或非英文字母代替)其中X、Y、Z為運動坐標，可以只有其中的任意一個或任意兩個或全部三個運動坐標。
采用本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)，通過計算機直接數(shù)控(DNC)輸入的數(shù)控程序必須符合上述格式之一，且每一行都要有進給率F代碼或時間E代碼。引證文件[1]馮勇、霍勇進編著《現(xiàn)代計算機數(shù)控系統(tǒng)》，機械工業(yè)出版社，1999年7月，pp126～127。
權(quán)利要求
(1)一種三維DDA直線插補控制模塊。其特征在于輸入控制參數(shù)包含進給率或插補給定直線段所需的時間，其中進給率表示插補給定直線段所需的時間的倒數(shù)。
(2)根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的數(shù)控系統(tǒng)直線插補控制模塊其特征在于數(shù)控系統(tǒng)直線插補的數(shù)控加工程序形式為G01X_Y_Z_F_，其中X、Y、Z為運動坐標，可以只有其中的任意一個或任意兩個或全部三個；其中的下劃線“_”表示數(shù)值；其中的F為進給率，F(xiàn)可以用其它英文或非英文字母表示。
(3)根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的數(shù)控系統(tǒng)直線插補控制模塊其特征在于數(shù)控系統(tǒng)直線插補的數(shù)控加工程序形式為G01X_Y_Z_E_，其中X、Y、Z為運動坐標，可以只有其中的任意一個或任意兩個或全部三個；其中的下劃線“_”表示數(shù)值；其中的E為插補給定直線段所需的時間，E可以用其它英文或非英文字母表示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)控系統(tǒng)快速三維DDA直線插補控制模塊。其特點是在擴展DDA直線插補控制模塊的基礎(chǔ)上,將輸入控制參數(shù)中的進給速度改為進給率或插補程序段所需的時間,插補預處理計算速度提高8倍。采用本發(fā)明,可以提高數(shù)控系統(tǒng)插補精度8倍或者提高進給速度8倍。采用本發(fā)明的直線插補數(shù)控程序形式為G01X_Y_Z_F_(F為進給率)或G01X_Y_Z_E_(E為時間)。本發(fā)明適用于高速和高精度三坐標機床的數(shù)控系統(tǒng)。
文檔編號B23Q15/007GK1342542SQ00128908
公開日2002年4月3日 申請日期2000年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月13日
發(fā)明者劉雄偉 申請人:華僑大學