一种适合两轴联动的简单实用控制算法

祖凌智

摘 要：数字控制多轴联动时，算法的作用很重要。对算法最基本的要求是既能有足够的精度，又尽量简单。平面内复杂轮廓（轨迹）的控制中，涉及两坐标轴的联动。本文通过两个实例，介绍一种简单实用的控制算法，适合两轴联动和螺纹加工的控制。

关键词：两轴联动；插补；螺距

一、盘型凸轮的轮廓控制

盘型凸轮的轮廓曲线复杂，需要到数控机床加工。凸轮的轮廓参数一般是用每个角度位置对应的向径值表示，即极坐标方法。而目前轨迹控制的插补算法大多是基于直角坐标系。这样坐标转换会带来计算误差，尤其是铣刀半径补偿计算的工作量大。如果能直接采用下面的极坐标插补算法，就可以避免这些问题。

二、螺纹螺距的控制

螺纹加工时需要控制车床主运动和进给运动两轴的联动，即主运动转一转，进给运动走一个螺距的距离。数控车床上常通过脉冲编码器检测主轴的转角及转速，并反馈给数控系统，然后控制进给轴的运动。

假设脉冲编码器1转发S1个脉冲，进给脉冲当量为δ，螺距为P，则一个螺距对应的脉冲数为S2=P/δ。从精度考虑，S1>S2。

类似于前述的凸轮轮廓插补算法，有如下两种情况：①S1/S2为整数， 则主轴脉冲编码器每发S1/S2个脉冲，进给运动走1个脉冲。循环S2次，就加工出一个螺距。②S1/S2不为整数时，螺纹加工分为前后两个过程。

本文介绍的两轴联动的控制算法，通过适当降低脉冲当量，可以满足精度要求，且可以将有关参数M、N、L等提前计算出来，从而大大提高控制过程中的运算速度，是一种简单而实用的两轴联动控制算法。

（作者单位：湖南省长沙市周南中学）