数控插补程序设计

《数控插补程序设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控插补程序设计（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、0太原工业学院 课程设计任务书系 部 ： 机械工程系专 业 ： 机械设计制造及其自动化学 生 姓 名： 张永前学 号：082013143设 计 题 目 ： 数控插补程序设计 第 II 象项直线插 补起 迄 日 期 : 2011 年 6 月 106 月 22设 计 地 点 : 机械工程系机器人研究所指 导 教 师 : 张焕梅发任务书日期: 年 月 日1课 程 设 计 任 务 书1课程设计的任务和要求：1、设计内容：根据题目要求，选择开发、调试工具，画出程序流程图并编写、调试代码，编写设计说明书。2、设计工作量：软件流程图、调试通过的源代码及设计说明书。3、教学要求 （1）本次课程设计时间为 1

2、周，学生应在规定时间内按任务书要求完成相应象项插补程序设计的任务，并上交全部设计资料（设计任务书、软件流程图、源代码和设计说明书等） ； （2）程序应有一定的注释；（3）逾期不交设计资料或不按要求完成设计任务的学生成绩评定为不及格；（4）课程设计要求每个学生独立完成，不得抄袭。2课程设计的具体工作内容及时间进度（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：(1)、工作内容了解数控插补的原理；掌握第象项直线（圆弧）插补算法；进行流程图设计；根据流程图编制程序，所编程序应能完整实现设计题目的要求；进行程序调试， 。通过调试，掌握调试方法及技巧；编写设计说明书。(2)、时间进度熟悉开发环境 0.5 天分析

3、第象项直线（圆弧）插补算法 0.5 天编制流程图 0.5 天编写代码 2 天调试 1 天编写设计说明书 0.5 天2目录一课程设计的简介：.二、课程设计的目的三、设计的内容.四、设计的要求.五、设计过程.六、课程设计的总结七、课程设计的参考文献3一 课程设计的简介：根据给定的数学函数，在理想的轨迹式轮廓上的已知点之间，确定一些中间点的一种方法。 在数控机床中，刀具不能严格地按照要求加工的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所要加工的曲线。 1、插补的定义： 机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。也可以说，已知曲线上的某些数据，按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“ 数据点的密化”

4、 。 数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化” 机能就称为“ 插补 ”。 插补计算：就是数控装置根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。 2、根据插补轨迹把它分成一下类： .直 线 插 补 这是车床上常用的一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。 一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线

5、,样条线等. 数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是 x 和 y方向. 插补方式有: 直线插补,圆弧插补 ,抛物线插补,样条线插补等 所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿 x 方向走一小段( 一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿 y 方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿 y 方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向 x 方向走一小段,依次循环类推.直到到达

6、轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小4(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的-这就是直线插补. .圆 弧 插 补 这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。 .刀具半径补偿 这是一种垂直于刀具轨迹的位移，用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异。 数控系统刀具半径补偿的含义是将刀具中心轨迹，沿着程编轨迹偏置一个距离，加工程序与刀具半径大小无关，它的功能是仅用一个程序就可以完成粗、精加工，或采用不同刀具直径加工时，

7、可以不要重写加工程序。通常刀具半径补偿功能仅适用于二维编程加工，数控系统中规定沿着刀具加工方向向右偏置，称为右补，采用指令 G42；向左偏置，称为左补，采用指令 G41。 3、插补原理:数控车床的运动控制中，工作台（刀具）X、Y、Z 轴的最小移动单位是一个脉冲当量。因此，刀具的运动轨迹是具有极小台阶所组成的折线（数据点密化） 。例如，用数控车床加工直线OA、曲线 OB，刀具是沿 X 轴移动一步或几步（一个或几个脉冲当量 Dx） ，再沿 Y 轴方向移动一步或几步（一个或几个脉冲当量Dy） ，直至到达目标点。从而合成所需的运动轨迹（直线或曲线） 。数控系统根据给定的直线、圆弧（曲线）函数，在理想的

8、轨迹上的已知点之间，进行数据点密化，确定一些中间点的方法，称为插补。二、课程设计的目的本次课程设计的主要目的是：1、 进一步明确轮廓插补原理2、 把课本上所学的直线插补的实验用软件编程，然后在 isual C+6.0 坏境下面进行调试，运行看看起插补算法过程。3、 熟悉一下插补算法，通过自己的算法和软件的运行结果进行5比较对照，看结果是否一样。4、 通过此次试验，要熟悉掌握逐点比较法、数字积分法、和数据采样法插补的基本原理和基本过程。重点是逐点比较法。5、 通过插补可以在 matlab 软件上面调试观看仿真轨迹。三、设计的内容1、了解数控插补的原理2、掌握第 II 象项直线插补算法；3、进行流

9、程图设计；4、根据流程图编制程序，所编程序应能完整实现设计题目的要求；5、进行程序调试。通过调试，掌握调试方法及技巧；6、验证第二象限直线插补。7、编写设计说明书。四、设计的要求1、本次课程设计时间为 1 周，学生应在规定时间内按任务书要求完成相应象项插补程序设计的任务，并上交全部设计资料（设计任务书、软件流程图、源代码和设计说明书等） ； 2、程序应有一定的注释；3、逾期不交设计资料或不按要求完成设计任务的学生成绩评定为不及格；4、课程设计要求每个学生独立完成，不得抄袭。6五、设计过程1、了解数控插补的原理；数控车床的运动控制中，工作台（刀具）X、Y、Z 轴的最小移动单位是一个脉冲当量。因此

10、，刀具的运动轨迹是具有极小台阶所组成的折线（数据点密化） 。例如，用数控车床加工直线OA、曲线 OB，刀具是沿 X 轴移动一步或几步（一个或几个脉冲当量 Dx） ，再沿 Y 轴方向移动一步或几步（一个或几个脉冲当量Dy） ，直至到达目标点。从而合成所需的运动轨迹（直线或曲线） 。数控系统根据给定的直线、圆弧（曲线）函数，在理想的轨迹上的已知点之间，进行数据点密化，确定一些中间点的方法，称为插补。2、掌握第 II 象项直线插补算法；逐点比较法插补过程的每一步都要经过以下四个工作节拍。 偏差判别根据偏差值的符号，判别当前刀具相对于零件轮廓的位置偏差。 坐标进给根据偏差判别的结果，控制相应的坐标轴进

11、给一步，使刀具向零件轮廓靠拢。 偏差计算刀具进给一步后，针对新的刀具位置，计算新的偏差值。 终点判别刀具进给一步后，需要判别刀具是否已经到达零件轮廓的终点。如果已经到达终点，则停止插补过程；如果未到达终点，则返回到第步，重复上述四个节拍。设有第 II 象限直线 OE，起点 O 为坐标系原点，终点为E（ Xe，Ye） ，坐标系中各点坐标的单位为脉冲当量数。假设在直线 OE 附近有一个动点 N（Xi，Yi） ，则该点相对于轮廓 OE 的位置偏差，可以用轮廓终点 E 的位矢和动点 N 的位矢eiiXY7与 X 轴的夹角正切差来表示。即 使用一个正数 XeXi 以上式子得： 很显然，偏差值 Fi 的符

12、号反映了动点 N 相对于直线 OE 的位置偏离情况。 Fi = 0 时，动点 N 在直线上； Fi 0 时，动点 N 在直线的上方区域； Fi 0 时，动点 N 在直线的下方区域。逐点比较法刀具进给方向的选择原则： 平行于某个坐标轴； 减小动点相对于零件轮廓的位置偏差。根据这个原则可以判断出直线插补的刀具进给方向为： 当动点在直线上方区域时， 应 +X 方向进给一步； 当动点在直线下方区域时，应 +Y 方向进给一步； 动点在直线上时， 既可以+X 方向也可以+Y 方向进给一步，在此约定取+X 方向。eiiei YXF83、进行流程图设计；9入 入入 入 入 Vx=xe,Vy=ye Rx=0,R

13、y=0vx=|Vx|,vy=|Vy|入 入 入 入 入Yvx=vx*2|vy=vy*2入 入 入 入 入YNNRx=Rx+vx入 入 ?YVx=0Yx=x+1Nx=x-1Ry=Ry+vy入 入 ?NYVy=0Yy=y+1Ny=y-1x#includevoid main()int Rx=0,Ry=0,x=0,y=0;int n=2;int Vx,Vy,vx,vy; /*Vx，Vy 终点坐标,vx,vy 为其绝对值*/int N,t; /*N 为寄存器的位数*/printf(请输入寄存器位数：n);scanf(%d,printf(请输入终点坐标：n);scanf(%d,%d,vx=abs(Vx);

14、10vy=abs(Vy);for(t=0;tn-1|Vyn-1)printf(坐标超过取值范围n);while(abs(x)=n)Rx=Rx%n;if(Vx=0)x=x+1;elsex=x-1;Ry=Ry+vy;if(Ry=n)Ry=Ry%n;if(Vy=0)y=y+1;elsey=y-1;printf(x=%d,y=%dn,x,y);5、 进行程序调试。通过调试，掌握调试方法及技巧；用 visual C+ 6.0 软件进行调试，调试过程如下：11由于寄存器位数为 4，则输入 4 如下：编程默认的起点坐标是 O（0，0） ，所以只需要输入终点坐标即可得到直线。输入 E（ 3，4）为第一象限直线插补，则显示第一象限插补过程如下：12同理输入 E(-5,6)为第二象限直线插补，则显示第二象限插补过程如下：输入 E（-10，-11）为第三象限直线插补，则显示第三象限插补过程如下：13输入 E（8 ，8）为第四象限直线插补，则显示第四象限直线插补过程如下：通过以上，程序调试成功。6、 验证第 II 象限直线插补；14试用逐点比较法，写出起点为原点，终点坐标为（-4，3）的插补过程，并画出插补轨迹。插补过程如下：插补轨迹如下：验证比较如下：输入终点坐标 E（-4，3） ，观察插补过程和以上的过程是否一样。15通