CNC 插补计算程序分析

  前言：插补（Interpolation），即机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。一般是已知起点坐标、终点坐标和轨迹，由数控插补计算程序实时的算出各个中间的坐标来拟合零件的轮廓曲线。（参考文献：数控技术)

 

一、该系统有哪些强实时功能需求？需要对哪些实时事件进行实时响应，对允许的实时延迟的数量级进行估计。

答：该系统对如何控制刀具或工具的运动有强的实时控制需求，通过插补控制和位置控制以及主轴控制实现一边插补进行运算，一边进行加工，才能完成程序规定的加工任务，反过来讲，才能实时控制加工。

二、如果你是软件设计者，要实现这些实时功能，要设计几个实时任务？

答：①插补计算任务:对轮廓线的起点到终点之间再密集的计算出有限个坐标点，刀具沿着这些坐标点移动，来逼近理论轮廓，以保证切削过程中每一点的精度和表面质量

      ②位置输入和位置输出

      ③紧急任务：故障响应

三、这几个实时任务是时间触发的还是事件触发的，如果是时间触发的，周期大约是多少？

答：事件触发：突发事件如机床急停、系统故障中断的任务由外部事件触发。

      时间触发：背景程序周期大于插补计算周期大于位置控制任务的周期。插补周期的设计也许要考虑机床加工速度。周期约10ms

四、这几个实时任务之间是相互独立还是存在着一定的依赖关系？分析这种依赖关系。

答：有依赖关系。系统先完成初始化，显示基本信息，译码，计算刀补，其后要循环计算插补后轨迹、各轴动作，根据计算结果输出位置控制信息，同时，系统根据位置信息调整走刀轨迹，又进行插补、控制，如此循环

五、这几个实时任务之间是否都需要使用一些共享的硬件资源？列出这种依赖性。

答：需要。计算插补后的轨迹需要共享给位置控制的硬件，以让位置控制掌握刀具（加工）的信息，同时，位置控制也要共享信息给插补器，以便插补器做一下步的插补计算，如此循环下去。而紧急任务等是以中断方式进入内存RAM