Hoje vamos falar sobre um conceito interessante e básico “interpola??o”. Desde muito tempo atrás, os engenheiros vêm pensando em como usar máquinas-ferramentas para processar pe?as em curvas. Sua idéia principal é dividir as coordenadas de movimento da ferramenta e da pe?a 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 pe?a, de modo a realizar o movimento relativo da ferramenta e da pe?a e concluir o processamento da pe?a.

TORNO DESENVOLVIDO PERMITE INTERPOLA??O

Antes da era da informa??o, o motor usado no torno n?o podia alterar a velocidade e o movimento na obra, e havia muitos defeitos técnicos que eram difíceis de superar diante da usinagem de precis?o. Com o avan?o da tecnologia, a máquina-ferramenta come?ou a ser atualizada.

Agora, a tecnologia de automa??o 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 informa??es, 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 pe?as, 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 “l(fā)ivre” irregular, a máquina-ferramenta precisa contar com controle de movimento e interpola??o multi-eixo.

conceitos de interpola??o e equivalente de pulso

A interpola??o 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 pe?as 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 “densifica??o 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.

Classifica??o do método de interpola??o

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

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

Interpola??o linear

A interpola??o de linha é um método de interpola??o comumente usado no torno. Neste método, a interpola??o 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 interpola??o linear é o método de interpola??o que só pode ser usado para o contorno real é uma linha reta (se n?o for uma linha reta, a curva também pode ser aproximada por um segmento de linha no modo de aproxima??o, para que cada segmento possa ser interpolado por uma linha reta) Primeiro, suponha que o ponto inicial do contorno real seja uma pequena se??o ao longo da dire??o X (equivalente a um pulso), e se o ponto final for encontrado abaixo do contorno real, o próximo segmento de linha é uma se??o curta ao longo da dire??o Y.

Se o ponto final do segmento de linha ainda estiver abaixo do contorno real, continue a percorrer uma se??o curta ao longo da dire??o Y até que esteja acima do contorno real e, em seguida, caminhe uma se??o curta na dire??o X e repita o ciclo até o ponto final do contorno é alcan?ado 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 precis?o permitida), ent?o este segmento de linhas quebradas e o contorno real podem ser considerados aproximadamente como a mesma curva, que é interpola??o de linha reta

Interpola??o de arco

A interpola??o circular é um método de interpola??o. Neste método, de acordo com a informa??o digital de interpola??o 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 interpola??o em tempo real para curva complexa

O CNC tradicional fornece apenas interpola??o linear e de arco, enquanto as curvas n?o lineares e de arco s?o interpoladas por ajuste segmentado de linear e arco. Este método levará a uma série de problemas como grande quantidade de dados, baixa precis?o, velocidade de alimenta??o desigual e programa??o complexa no processamento de curvas complexas, o que inevitavelmente terá um grande impacto na qualidade e custo do processamento. Muitas pessoas come?am a buscar um método de interpola??o 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 interpola??o. Como interpola??o de curva spline aakima, interpola??o de curva spline cúbica, interpola??o de curva Bezier, interpola??o de curva hodggraph pitagórica, interpola??o de curva B-spline, etc. Devido às muitas vantagens da curva B-spline, especialmente sua fun??o poderosa na representa??o e design da forma de curva e superfície de forma livre, a pesquisa sobre o algoritmo de interpola??o direta de curva e superfície de espa?o livre é principalmente focada nele.