보간법이란 무엇이며 일반적인 보간법 3가지는 무엇입니까?

오늘 우리는 흥미롭고 기본적인 개념인 "보간"에 대해 이야기할 것입니다. 오래전부터 엔지니어들은 공작물을 곡선으로 처리하기 위해 공작 기계를 사용하는 방법에 대해 생각해 왔습니다. 그들의 기본 아이디어는 도구와 공작물의 동작 좌표를 최소 단위 수량, 즉 최소 변위로 나누는 것입니다. CNC 시스템은 부품 프로그램의 요구 사항에 따라 몇 가지 최소 변위 수량(즉, 공구 동작 궤적 제어)으로 좌표를 이동하여 공구와 공작물의 상대 동작을 실현하고 부품 처리를 완료합니다.

LATHE ALLOW INTERPOLATION 개발

정보화 시대 이전에는 선반에 사용되는 모터가 작업 중에 속도를 바꾸거나 움직일 수 없었고, 정밀 가공에 직면해 극복하기 어려운 기술적 결함이 많았다. 기술이 발전함에 따라 공작 기계가 업데이트되기 시작했습니다.

이제 자동화 기술은 CNC 선반에서 더욱 향상되었으며 수치 제어 기술의 발전은 모션 컨트롤러 시대에 진입했습니다. "PC + 모션 컨트롤러"의 개방형 시스템에서 공작 기계 처리는 더 강력한 정보 처리 능력, 더 정확한 모션 궤적 및 더 나은 다양성을 얻었습니다.

그러나 기술이 향상되었지만 처리에는 더 많은 어려움이 있습니다. 공작물 가공 과정에서 공작 기계는 종종 불규칙한 곡선 또는 아크 가공에 직면해야 합니다. 공작 기계는 선형 세그먼트, 호 또는 기타 분석 스플라인 곡선의 상대 이동을 완벽하게 완료할 수 있지만 불규칙한 "자유" 이동에 직면하여 공작 기계는 다축 동작 제어 및 보간에 의존해야 합니다.

보간 및 펄스 등가의 개념

보간은 특정 방법에 따라 CNC 공작 기계에서 공구의 이동 경로를 결정하는 프로세스입니다. 주어진 속도와 궤적에 따라 궤적의 알려진 지점 사이에 새로운 중간 지점을 추가하고 공작물 테이블과 도구가 이러한 중간 지점을 통과하도록 제어하여 전체 이동을 완료할 수 있습니다. 간단히 말해서 도구가 파선을 사용하여 하나씩 처리할 곡선을 그리는 것을 의미합니다. 이는 여러 개의 작은 세그먼트와 호로 필요한 곡선과 표면을 근사화하는 것과 같습니다.

각 좌표축을 따른 공구의 상대 이동은 펄스 등가(mm/펄스) 단위입니다. 공구 경로가 직선 또는 호일 때 수치 제어 장치는 선분 또는 호의 시작점과 끝점 좌표 값 사이에서 "데이터 점의 치밀화"를 수행하고 일련의 중간 점의 좌표 값을 얻습니다. , 그런 다음 필요한 직선 또는 호 윤곽이 처리되도록 중간 지점의 좌표 값에 따라 각 좌표에 펄스를 출력합니다.

보간법의 분류

보간 방법에는 선형 보간, 원호 보간, 스플라인 보간 등이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 선형 보간은 두 점 사이의 직선 운동에서 도구에 의해 완료됩니다. 원호 보간은 끝점 사이의 보간 디지털 정보에 따라 실제 원호에 근접하는 점군을 계산하고 커터가 이 점을 따라 이동하도록 제어하여 원호 곡선을 처리하는 것입니다.

부품의 윤곽은 직선, 호, 임의 곡선, 스플라인 등을 포함하여 종종 다양합니다. CNC 공작 기계의 도구는 곡선의 실제 윤곽으로 이동할 수 없지만 대략 몇 개의 작은 직선으로 이동하며, 공구 이동 방향은 일반적으로 X 및 Y 방향입니다. 보간 방법에는 선형 보간, 호 보간, 포물선 보간, 스플라인 보간 등이 포함됩니다.

선형 보간

선 보간은 선반에서 일반적으로 사용되는 보간 방법입니다. 이 방법에서는 두 점 사이의 보간이 직선의 점군을 따라 근사화되고 도구의 동작이 직선을 따라 제어됩니다. 소위 선형 보간법은 실제 윤곽선이 직선인 경우에만 사용할 수 있는 보간법입니다(직선이 아닌 경우 곡선도 근사 방식으로 선의 세그먼트로 근사할 수 있으며, 각 세그먼트가 직선으로 보간될 수 있도록) 먼저 실제 윤곽선의 시작점이 X 방향을 따라 짧은 구간(1 펄스에 해당)이라고 가정하고 끝점이 실제 윤곽선 아래에 있는 경우 다음 선분은 Y 방향의 짧은 부분입니다.

선분의 끝점이 여전히 실제 윤곽선 아래에 있으면 실제 윤곽선 위에 올 때까지 Y 방향을 따라 짧은 구간을 계속 걷고, 그 다음 X 방향으로 짧은 구간을 걷고, 컨투어의 종점에 도달합니다. 이러한 방식으로 실제 컨투어는 점선 세그먼트로 연결됩니다. 파선이지만 절단선의 각 세그먼트가 매우 작은 경우(허용 정확도 범위 내) 이 파선 세그먼트와 실제 윤곽은 대략 동일한 곡선으로 간주될 수 있으며 이는 직선 보간입니다.

호 보간

원형 보간은 보간 방법입니다. 이 방법은 양 끝점의 보간 디지털 정보에 따라 실제 원호에 근접하는 점군을 계산하고 커터가 이 점을 따라 이동하도록 제어하여 원호곡선을 가공하는 방식이다.

복잡한 곡선을 위한 실시간 보간 알고리즘

기존 CNC는 선형 및 원호 보간만 제공하는 반면 비선형 및 원호 곡선은 선형 및 원호의 세그먼트 피팅으로 보간됩니다. 이 방법은 복잡한 곡선을 처리할 때 많은 양의 데이터, 낮은 정확도, 불균일한 이송 속도 및 복잡한 프로그래밍과 같은 일련의 문제로 이어지며 필연적으로 처리 품질 및 처리 비용에 큰 영향을 미칩니다. 많은 사람들이 복잡한 자유형 곡선 및 표면에 대한 직접 보간 방법을 찾기 시작합니다.

최근 몇 년 동안 국내외 학자들이 이에 대해 심도 있는 연구를 많이 했고, 새로운 보간법도 많이 나왔다. aakima 스플라인 곡선 보간법, 큐빅 스플라인 곡선 보간법, 베지어 곡선 보간법, 피타고라스 호지그래프 곡선 보간법, B-스플라인 곡선 보간법 등. 자유곡선과 곡면의 자유곡선과 곡면의 직접 보간 알고리즘에 대한 연구가 주로 여기에 집중되어 있다.