逐点比较法圆弧插补的探讨

《逐点比较法圆弧插补的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、逐点比较法圆弧插补的探讨随着微电子技术和计算机技术的发展CMC系统的性能日臻，完善，其应用领域也日益扩大。CN系统的核心是如何控制刀具或工件的运动轨迹，这项任务由插补程序來完成。具体來说，插补的作用是根据给定的信息进行数字运算，在计算过程中不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，使被控机械部件按指定的路径移动。直线和圆弧是构成工件轮廓的基木线条，所以大多数CNC系统都具有直线和圆弧的插补功能，插补算法的种类有很多，如逐点比较法、数字积分法和数据采样法等，本文主要讨论圆弧的插补算法。1.逐点比较法圆弧插补原理逐点比较法的基本原理是，在刀具按要求轨迹运动加工零

2、件轮廓的过程屮，不断比较刀具与被加工零件轮廓之间的相对位置，并根据比较结果决定下一步的进给方向，使刀具向减小偏差的方向进给（始终只有一个方向）。-•般地，逐点比较法插补过程冇四个处理节拍。（1）偏差判别。判别刀具当前位置相对于给定轮廓的偏差状况；（2）坐标进给。根据偏差状况，控制相应坐标轴进给一步，使加工点向被加工轮廓靠拢；（3）重新计算偏差。刀具进给一步后，坐标点位置发生了变化，应按偏差计算公式计算新位置的偏差值；（4）终点判别。若已经插补到终点，则返冋监控，否则重复以上过程。弧插补刀尖点位置不外乎3种情况：轮廓线外面（点A）,轮廓线上（E点），轮廓线

3、里面（点C）。显然，在点A处，为使刀尖点向轮廓圆弧靠拢，应一X向走一步；C点处，应+Y向走一步；至于B点，看来两个方向均可以，但考虑汇编编程时的方便，现规定往一x向走一步。A（X,Y）点处有：X2+Y2>R2X2+Y2-R2>0B（X,Y）点处有：X2+Y2=R2X2+Y2-R2=0C（X,Y）点处有：X2+Y2

4、步(一X)：动态坐标变为(X=X—1,Y=Y),新偏差变为F=(X—1)2+Y2—R2=F—2X+1。它比公式F=X2+Y2—R2计算要方便很多。插补点位于C点时，走完卜•一步(+Y)：动态坐标变为(X=X,Y=Y+1),新偏差变为F=X2+(Y+1)2—R2二F+2Y+1。因此，走完一X后：偏差计算公式=F—2X+1,动态处标修正％X=X—1；走完+Y后匕偏差计算公式为F=F+2Y+1,动态坐标修止为¥=¥+1O2.节拍控制和运算程序的流程图圆弧插补的节拍控制：综上所述，逐点比较法圆弧插补的全过程，每走一步都要进行以卜•四个节拍，如图5・2所示。偏差判

5、别坐标进给偏差计算到终点?第一节拍一一偏差判别：判断道具当前位置相对于给定的轮廓的偏差情况，以此决定道具移动的方向；第二节拍——进给：根据偏差判断结果,控制道具相对于工件轮廓进给一步，即向给定的轮廓靠拢，减小偏差；笫三节拍一一偏差计算：由于道具进给已经改变了位置，因此应计算出道具当前位置的新偏差，为下次判别做准备；第四节拍——终点判别:判别刀貝•是否已到达被加工轮廓的终点。若已经到达终点,则停止插补；若还未到达终点则继续插补。如此不断重复上述四个节扌n就可以加工出所要加工的轮廓。T图5-2笫一象限插补流程图3.1逐点比较法圆弧插补的程序设计方案为了直观显

6、示数控插补程序，必须动态的描述道具从起点A到终点B的过程屮位置变化情况，现选用VisualBasic来设计插补过程。使用窗体和控件设置程序的界面。3.2程序实现方法根据插补的要求，该程序首先要判断加工圆弧的象限，然后通过偏差判断一—进给——偏差计算——判别终点完成圆弧插补，其工作过程如图4・1所示。图6-1第一象限逆圆弧插补程序框图4.程序界面设计该程序运行时首先要输入插补直线的起点和终点X、Y坐标以及圆心坐标、半径值，点击“确定”按钮，再点击“模拟”按钮后进行模拟，点击“退出”按钮，即可退出程序界面，若需要继续进行下一次模拟，则可以点击“重新开始”按钮

7、，继续输入下一组数据进行模拟。其有关控件设置如表6J所示，工作界面设计如图6-2所示，某一圆弧插补的运行界而如图6-3所示。表6-1程序控件设计控件名称控件标题（caption属性）Labell请在卜•面输入起点和终点坐标Label2起点坐标Label3终点坐标Label4XLabel5YLabel6圆心Label7半径Label8RLabel9请在下面输入圆心坐标和半径值LabellOX（坐标轴X的标号）LabelllY（坐标轴Y的标号）Textl无定义（起点X坐标）Text2无定义（起点Y坐标）Text3无定义（终点X坐标）Text4无定义（终点Y坐

8、标）Text5无定义（圆心X坐标）Text6无定义（圆心Y坐标）Text7无定义