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1、 机电控制工程技术数控代码及插补算法综合实验 班 级： 学 号： 姓 名： 2016-6-12目录一、设计题目插补算法及数控编程综合实验二、设计目的1.学习使用matlab或VC编程环境进行逐点比较插补算法（直线、圆弧）仿真。2.了解基本的G代码指令并完成编写简单的图形的G代码。三、设计任务1.使用mat lab GUI界面进行逐点比较插补算法（直线、圆弧）仿真。2.设计一个图案进行G代码编程并仿真。四、实验思路及过程4.1插补算法介绍在数控机床中，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的加工曲线，这种逼近过程即为插补。插补分为直线插补和圆弧插补，分别实现刀具的直线和圆弧
2、运动。本实验中，将采用逐点比较法以实现插补算法的仿真，编程完成一个GUI界面以及其相应的M-file。逐点比较法的基本原理为计算机在控制加工过程中，逐点地计算和判别加工偏差，以控制坐标进给，该法运算直观，插补误差不大于一个脉冲当量，脉冲输出均匀，调节起来比较方便。4.2直线插补流程直线插补中所用到的控制变量为起点、终点以及步长。步长控制了插补精度，步长越小，插补精度越高。本实验中，采用坐标变换的方法，即将X-Y坐标轴原点平移到起点（Xs，Ys），然后判断终点坐标（Xe，Ye）所处的象限，即判断走刀方向，然后通过实际坐标点与理论直线的斜率偏差来生成走刀轨迹。最后在平移后的坐标轴中计算出走刀轨迹并
3、进行终点判别，到达终点以后，利用画图命令，将走刀轨迹呈现在编写的GUI界面中。其程序流程图如下（见附图1）：4.3圆弧插补流程圆弧插补中所用到的控制参数为：起始点（Xs，Ys）圆心（Xe，Ye），以及圆心角。圆弧插补亦采用了坐标变化，即将原点平移至圆心求得半径值，并根据增量角的正负确定走刀方向（规定逆时针为正），然后根据步长生成插值点，判断方式为实际点到左边原点的距离与理论圆弧半径大小比较。到达终点后还原绝对坐标然后作图其程序流程图如下（见附图2）：附图 2 圆弧插补流程图4.4 GUI界面以及操作说明GUI界面如附图3所示图3在直线插补中，起点框中输入起点坐标，在终点框中输入终点坐标，在步长
4、框中输入步长，点击插补按钮即可。仿真结果如下图：附图 4 GUI圆弧插补在圆弧插补中，圆心框中输入圆心，角度框中在起始角位置输入起始角度，在增量角位置输入增量角度，R为插补圆弧的半径，step为步长。仿真结果如附图4：具体GUI（图形界面）以及M-file（插补代码）请见插补算法附件文件夹。4.5 G代码编写G代码的基本指令 表格 1 G代码基本指令代码代码含义指令格式G00快速定位G00X(U)_Y(V)_G01直线插补G01 X(U)_Y(V)_F_G02/03圆弧插补G02：顺时针圆弧 G03：逆时针圆弧G02/03 X(U)_Y(V)_R_FG02/03 X(U)_Y(V)_I_J_F
5、M03对应于笔架下降M05对应于笔架抬起M30程序停止4.6手工编写G代码手工编写G代码完成附图5所示图形绘制，其内容为剪刀。详细代码以及注释见数控编程附件文件夹。附图 5 自己编写的G代码在固高界面仿真界面4.7 CAXA工程师生成G代码因为个人喜欢红楼梦，所以选择红楼梦的梦字，同时选用比较难的字体，然后通过平面轮廓加工、轨迹仿真以及生成G代码等操作得到了初步的G代码，然后经过自己的修改完成了能输进固高平台的G代码，并成功完成了仿真，此过程中仿真图片见附图7，详细的G代码见数控编程附件文件夹。附图 7 仿真截图五、实验感想本以为掌握了理论知识后会简单很多，但真正操作起来全花了半天的时间，同时出现各种各样的错误，但通过实际的操作进一步明白了matlab和G代码的用法。同时也对工程实际更加了解六、课程建议讲解内容与理论课重复，可适度删减讲解内容
