[发明专利]非正交轴联动步进电机直线插补控制方法

说明书

本发明提供一种非正交轴联动步进电机直线插补控制方法，采用以下步骤：1)偏差判别、进给控制与新偏差计算，2)终点判别，其特征在于：步骤1)中，X轴和Y′轴组成非正交坐标系，X轴步进电机和Y′轴步进电机联动加工，基于倾斜角度和终点坐标计算需要进给的总步数，在偏差判别后，依据偏差值向X轴或Y′轴步进电机进给一个脉冲，基于倾斜角度计算新偏差；步骤2)中，依据已进给步数和需要进给的总步数判别插补控制是否结束。本发明优点是：能用于非正交轴联动步进电机直线插补控制，插补误差小于一个脉冲当量，插补精度高，控制方法简单，输出脉冲均匀。

技术领域

本发明涉及一种步进电机插补控制方法，特别是涉及一种非正交轴联动时步进电机的直线插补控制方法。

背景技术

在机械制造领域，经常用到两个步进电机驱动两个进给轴联动进行切削加工。如在数控车床中，X轴步进电机和Z轴步进电机联动实现母线为曲线的旋转体曲面零件加工；在两轴半联动立式数控铣床中，X轴步进电机和Y轴步进电机联动实现复杂平面轮廓零件加工。上述步进电机运动控制场合，两个进给轴都是垂直正交。除此之外，也有的运动场合比较特殊，如用滚剪刀斜切加工中联动的两个进给轴不垂直，这时步进电机插补运动控制较为复杂。

对现有的技术文献检索发现，两正交轴联动步进电机插补方法一般有逐点比较法、数字积分法和比较积分法等。王广炎等在学术期刊《制造技术与机床》（2000，3：37-39）上发表的论文“脉冲均匀化插补方法”中，提出一种脉冲均匀化插补方法，使插补过程中各轴分配的脉冲序列保持均匀，以克服步进电机失步问题。付毅宾等在学术期刊《机床与液压》（2011，39(4)：92-94）上发表的论文“基于PCL-839＋的二维步进电机运动平台控制系统设计”中，采用逐点比较法并提出一种圆弧终点校正方法，设计了二维步进电机运动平台控制系统并应用于激光划片机。游达章等在学术期刊《装备制造技术》（2008，1：41-43）上发表的论文“两轴联动的数字积分插补算法的实现”中，运用数字积分插补方法设计了两轴联动步进电机数控系统。郑振华等在学术期刊《测控技术》（2010，29(6)：59-61）上发表的论文“基于插补算法的二维数控平台研究与设计”中，采用比较积分法插补算法设计了一个二维数控平台，结构简单 、运行平稳、精确度高。上述方法均适用于两正交轴联动时步进电机插补控制场合，但不能用于非正交轴联动时步进电机插补控制。

综上所述，在非正交轴联动加工中，如何实现步进电机的高精度插补控制，具有重要意义，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容