路径插补功能

数控装备加工对象的轮廓形状往往是各种各样的，这些轮廓一般都是用直线、圆弧、螺旋线、抛物线和自由曲线等典型的线形来描述的。

数控装置中一般都或多或少地具有上述线形的控制方法，即插补控制算法，其中最基本的是直线和圆弧插补。例如，汽车活塞的加工属于非圆加工，其加工文件可以由椭圆界面以及锥形曲线插补完成。在具有某线形插补算法的数控装置中，零件加工程序的编制可大大简化。一般仅提供描述该线形所必需的相关参数，如对直线，提供其起点和终点；对圆弧，提供起点和终点、顺圆或逆圆以及圆心相对于起点的位置。因此，为了实现轨迹控制，必须在运动过程中实时计算出满足线形和进给速度要求的若干中间点（在起点和终点之间），这就是数控技术中插补（Interpolation）的概念。据此，可对插补定义如下：所谓插补，就是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。而对于每种方法（原理）又可能用不同的计算方法来实现，这种具体的计算方法称之为插补算法。对于轮廓控制系统来说，最重要的功能便是插补功能，这是由于插补运算是在机床运动过程中实时进行的，即在有限的时间内，必须对各坐标轴实时地分配相应的位置控制信息和速度控制信息。轮廓控制系统正是因为有了插补功能，才能加工出各种形状复杂的零件。可以说，插补功能是轮廓控制系统的本质特征。因此，插补算法的优劣，将直接影响CNC系统的性能指标。

Simotion为用户提供了基于3轴以下的路径插补。三维以下包括三维的位置控制都可以通过插补的方式来确定路径。路径可以有直线、圆弧以及多项式曲线3种方式，如下图所示。

3种路径插补方式

下面比较一下Path Interpolation与Cam的异同。与Cam一样，路径插补的功能是为了生成位置轴的profile文件，但Cam利用轴与轴之间的函数关系式来完成插补，轴与轴之间并不确定平面或空间的概念，用到的所有数据都是标量。例如，通过提供的几个（x,y）点的坐标来完成两个轴位置轨迹之间的线性同步关系。再如，通过多项式y＝1－4x＋4x2 ＋0.5sin（x＋0.5）确定从轴y与主轴位置x之间的跟随关系，如下图所示。

而Path Interpolation功能更突出体现空间路径的概念。如三维空间的多项式插补，并不需要确定轴之间的直接函数关系，直接定义几个轴的合成运动，所合成的运动轨迹上的每一个点都是一个三维或者二维矢量，可以借助矢量矩阵来设定三维变量同第4变量P的关系，即

其中，在编程时需要提供的数据有目标位置以及4个空间矢量坐标：A2 、A3 、A4 、A5 ，方程又可以写成如下形式：

如下图所示，Simotion为用户提供了方便的路径定义界面，利用此界面可以选择二维或三维插补，可以设定曲线或圆弧插补等。

插补程序

当在Simotion的系统任务中调用此命令时，系统会自动计算此路径在二维或三维空间的投影，以此作为各个轴的位置给定与速度给定。