数控机床系统的插补原理

   在轮廓加工中，数控机床刀具的轨迹必须严格准确地按零件轮廓曲线运动。插补运算的作用是在已知的加工轨迹曲线的起点和终点间进行“数据点的密化”。插补是在每个插补周期内，根据CNC机床(Computer Numerical Control，计算机数字控制）指令、进给速度计算出一个微小直线段的数据，刀具沿着微小直线段运动，经过若干个插补周期后，刀具从起点运动到终点，完成这段轮廓的加工。                 加工曲线AB段，A为起点，B为终点。CNC机床在每个插补周期内，计算出一个微小直线段的各坐标分量（△X、△y)，经若干个插补周期，可以计算出从起点A到终点B间各个微小直线段的坐标分量（△X1、△Y1）、（△X2、△Y2）、…、（△Xn、△Yn）。各坐标分量的计算可采用逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分割插补法和样条插补计算法等。

被加工零件的外形轮廓是由直线、圆弧和其他曲线等几何元素构成，其中直线和圆弧是基本的几何元素，其他的曲线可用微小直线或圆弧逼近形成。数控机床的数控系统都具有直线和圆弧插补功能。在高级型数控机床的数控系统扩展功能或宏程序中还配有抛物线、渐开线、椭圆等插补计算功能。

在数控机床的CNC机床中，插补则是由软件全部或部分实现其插补功能。由于用软件实现插补运算，比硬件插补器运算速度慢，在CNC机床系统中插补功能常分为粗插补和精插补两步完成。粗插补用软件实现，把一个程序段分割为若干微小直线段，精插补在伺服驱动模块中，把各微小直线段再进行密化处理，使加工轨迹在允许的误差范围之内。所以插补功能直接影响系统控制精度和速度，是数控机床的重要技术指标。