Hoje vamos falar sobre um conceito interessante e básico “interpolação”. Desde muito tempo atrás, os engenheiros vêm pensando em como usar máquinas-ferramentas para processar peças em curvas. Sua idéia principal é dividir as coordenadas de movimento da ferramenta e da peça em algumas unidades mínimas, ou seja, o deslocamento mínimo. O sistema CNC irá mover as coordenadas por várias quantidades mínimas de deslocamento (ou seja, controlar a trajetória de movimento da ferramenta) de acordo com os requisitos do programa da peça, de modo a realizar o movimento relativo da ferramenta e da peça e concluir o processamento da peça.

TORNO DESENVOLVIDO PERMITE INTERPOLAÇÃO

Antes da era da informação, o motor usado no torno não podia alterar a velocidade e o movimento na obra, e havia muitos defeitos técnicos que eram difíceis de superar diante da usinagem de precisão. Com o avanço da tecnologia, a máquina-ferramenta começou a ser atualizada.

Agora, a tecnologia de automação foi aprimorada no torno CNC, e o desenvolvimento da tecnologia de controle numérico entrou na era do controlador de movimento. No sistema aberto de “PC + controlador de movimento”, o processamento da máquina-ferramenta obteve maior capacidade de processamento de informações, trajetória de movimento mais precisa e melhor versatilidade.

No entanto, embora a tecnologia tenha sido aprimorada, o processamento precisa enfrentar mais dificuldades. No processo de processamento de peças, a máquina-ferramenta geralmente tem que enfrentar curvas irregulares ou processamento de arco. Embora a máquina-ferramenta possa completar bem o movimento relativo de segmentos lineares, arcos ou outras curvas spline analíticas, em face do movimento “livre” irregular, a máquina-ferramenta precisa contar com controle de movimento e interpolação multi-eixo.

O que são interpolação e os 3 métodos comuns de interpolação? 2
Torno da velha escola controlado por acionamento

conceitos de interpolação e equivalente de pulso

O que são interpolação e os 3 métodos comuns de interpolação? 3

A interpolação é o processo de determinar o caminho de movimento da ferramenta na máquina-ferramenta CNC de acordo com um determinado método. De acordo com a velocidade e trajetória dada, adicione alguns novos pontos intermediários entre os pontos conhecidos da trajetória, e controle a mesa de peças e a ferramenta para passar por esses pontos intermediários, para que todo o movimento possa ser concluído. Para dizer o mínimo, significa que a ferramenta usa linhas quebradas para desenhar a curva a ser processada uma a uma, o que equivale a aproximar a curva e a superfície desejadas com vários pequenos segmentos e arcos.

O movimento relativo da ferramenta ao longo de cada eixo de coordenadas está na unidade de pulso equivalente (mm/pulso). Quando o caminho da ferramenta é uma linha reta ou um arco, o dispositivo de controle numérico realiza “densificação de pontos de dados” entre o ponto inicial e os valores das coordenadas do ponto final do segmento de linha ou arco, obtém os valores das coordenadas de uma série de pontos intermediários , e em seguida emite pulsos para cada coordenada de acordo com os valores de coordenadas dos pontos intermediários para garantir que a linha reta ou o contorno do arco necessários sejam processados.

Classificação do método de interpolação

Os métodos de interpolação incluem interpolação linear, interpolação de arco, interpolação spline, etc. Como o nome indica, a interpolação linear é concluída pela ferramenta em um movimento linear entre dois pontos; A interpolação do arco é para calcular os grupos de pontos que se aproximam do arco real de acordo com as informações digitais de interpolação entre os pontos finais, controlar o cortador para se mover ao longo desses pontos e processar a curva do arco.

O contorno de uma peça é geralmente variado, incluindo linha reta, arco, curva arbitrária, spline, etc. A ferramenta da máquina-ferramenta CNC não pode ser movida pelo contorno real da curva, mas é movida aproximadamente por várias pequenas linhas retas e a direção do movimento da ferramenta é geralmente as direções X e Y. Os métodos de interpolação incluem: interpolação linear, interpolação de arco, interpolação parabólica, interpolação spline, etc.

Interpolação linear

A interpolação de linha é um método de interpolação comumente usado no torno. Neste método, a interpolação entre dois pontos é aproximada ao longo do grupo de pontos da linha reta, e o movimento da ferramenta é controlado ao longo da linha reta. A chamada interpolação linear é o método de interpolação que só pode ser usado para o contorno real é uma linha reta (se não for uma linha reta, a curva também pode ser aproximada por um segmento de linha no modo de aproximação, para que cada segmento possa ser interpolado por uma linha reta) Primeiro, suponha que o ponto inicial do contorno real seja uma pequena seção ao longo da direção X (equivalente a um pulso), e se o ponto final for encontrado abaixo do contorno real, o próximo segmento de linha é uma seção curta ao longo da direção Y.

Se o ponto final do segmento de linha ainda estiver abaixo do contorno real, continue a percorrer uma seção curta ao longo da direção Y até que esteja acima do contorno real e, em seguida, caminhe uma seção curta na direção X e repita o ciclo até o ponto final do contorno é alcançado Desta forma, o contorno real é emendado por segmentos de linhas quebradas. Embora seja uma linha quebrada, se cada segmento da linha de corte for muito pequeno (dentro da faixa de precisão permitida), então este segmento de linhas quebradas e o contorno real podem ser considerados aproximadamente como a mesma curva, que é interpolação de linha reta

Interpolação de arco

A interpolação circular é um método de interpolação. Neste método, de acordo com a informação digital de interpolação entre os pontos em ambas as extremidades, o grupo de pontos que se aproxima do arco real é calculado e o cortador é controlado para se mover ao longo desses pontos para processar a curva do arco.

Algoritmo de interpolação em tempo real para curva complexa

O CNC tradicional fornece apenas interpolação linear e de arco, enquanto as curvas não lineares e de arco são interpoladas por ajuste segmentado de linear e arco. Este método levará a uma série de problemas como grande quantidade de dados, baixa precisão, velocidade de alimentação desigual e programação complexa no processamento de curvas complexas, o que inevitavelmente terá um grande impacto na qualidade e custo do processamento. Muitas pessoas começam a buscar um método de interpolação direta para curvas e superfícies complexas de forma livre.

Nos últimos anos, estudiosos em casa e no exterior fizeram muitas pesquisas aprofundadas sobre isso, o que também produziu muitos novos métodos de interpolação. Como interpolação de curva spline aakima, interpolação de curva spline cúbica, interpolação de curva Bezier, interpolação de curva hodggraph pitagórica, interpolação de curva B-spline, etc. Devido às muitas vantagens da curva B-spline, especialmente sua função poderosa na representação e design da forma de curva e superfície de forma livre, a pesquisa sobre o algoritmo de interpolação direta de curva e superfície de espaço livre é principalmente focada nele.

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