机器人空间球面插补算法大都为多段圆弧插补组成,针对现有的圆弧插补计算量大、复杂等问题,提出了一种基于等弦分割采样的新型空间圆弧插补算法,该算法利用弧长与弦长的映射关系,将弦长等分求得圆弧上插补点坐标。根据计算所求得插补点均在圆弧上,消除了插补的累积误差,提高了圆弧插补精度,与其他空间圆弧插补算法相比运算时间大幅减小,并仿真验证求得空间圆弧插补点。通过样机实验,验证了上述插补算法的正确性。将这种新型空间算法应用到更为复杂空间球面插补,求解并仿真出球面插补点坐标,求解机器人在球面插补的末端姿态。通过MATLAB对机器人建模并仿真出球形插补过程,验证了该算法的有效、可行性。实现了不同尺寸球面插补的仿真。

在时间分割法圆弧插补的基础上,提出了一种改进的圆弧插补算法。经过改进后的时间分割圆弧插补算法的插补精度减小到一半,插补时间基本一致,实时性仍然得到保证。

针对数据采样圆弧插补算法进给速度慢、加工效率低等问题,提出一种模拟可配置电子凸轮箱的插补方法,构建了圆弧插补算法模型。采用硬件描述语言设计圆弧插补模块,基于FPGA控制系统建立多轴联动的运动控制实验平台。实验数据表明:当圆弧路径的半径为10000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为11.4个,误差为0.114%;当圆弧路径的半径为15000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为13.2个,误差为0.088%。误差峰值出现在伺服电机换向时,是由其自身的机械特性和传动刚性所致。结果表明:电子凸轮箱式插补算法的插补轴并行独立,因此其速度快、精度高、可靠性强;通过调节各插补轴分量形成各类圆弧轨迹路径,因此方便、灵活且柔性高。

为提高玻璃磨边开孔效率、降低人力劳动强度以及减少人为因素造成的孔位误差,设计基于PLC的玻璃自动定位磨边开孔控制系统。运用CTSC-226H运动控制型CPU为控制核心,通过在人机界面输入边角处理工艺、玻璃尺寸与开孔坐标参数,控制器输出高速脉冲控制三轴伺服模组的运动,实现对主轴电机的定位开孔与磨边动作。结果表明:该系统设计合理、运行稳定、人机交互性好、开孔定位精度高,满足生产要求。

本文介绍了极坐标运动轨迹控制在堆焊增材制造中的优势,研究了极坐标直线插补和圆弧插补算法,采用三次多项式拟合各轴的速度曲线,结合位置伺服解决了逐点比较法中的悬臂摆振问题,通过实验对比发现极坐标插补在堆焊快速成型方面与直角坐标插补效率相当,结合机械回转填充方式能避免传统直角坐标方式的插补计算带来的响应滞后.最后与极坐标逐点比较法进行对比测试,验证了成型控制软件的执行效率,发现当插补精度为0.04mm时,可获得较好的成型精度与响应时间.

PLC凭借其可靠性高、成本低、实用性强,具有逻辑运算等功能在工业自动化中大量使用.其小型PLC由于没有插补指令限制了在数控方面的应用.文中使用其自带的逻辑运算指令,实现直线和圆弧的插补.以西门子的小型PLCS7-200为例,结合步进电机,具体地阐述硬件接线和程序设计来完成这一功能.