數(shù)控原理課程設(shè)計(jì)

1、1插補(bǔ)算法1.1 插補(bǔ)方法脈沖增量插補(bǔ)算法 脈沖增量查補(bǔ)（又稱(chēng)行程標(biāo)量插補(bǔ)）算法是通過(guò)向各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸分配脈沖，控制機(jī)床坐標(biāo)軸相互協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，從而加工出一定輪廓形狀的算法。這類(lèi)插補(bǔ)算法的特點(diǎn)是每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個(gè)單位的行程增量，以單位脈沖的形式輸出給步進(jìn)電機(jī)。因此，這類(lèi)插補(bǔ)被稱(chēng)為脈沖增量插補(bǔ)。該插補(bǔ)運(yùn)算比較簡(jiǎn)單，僅僅通過(guò)幾次的加法和移位操作就可以完成插補(bǔ)運(yùn)算。處理速度比較快。該插補(bǔ)一般常見(jiàn)的具體算法有：數(shù)字脈沖乘法器法、逐點(diǎn)比較法、最小偏差法、數(shù)字積分法、比較積分法、目標(biāo)點(diǎn)比較法、但不追蹤法等。本次的課程設(shè)計(jì)我主要分析這其中的一種算法逐點(diǎn)比較法，用以概括和了解算法的基本運(yùn)算和對(duì)其的了解。而在進(jìn)一

2、步的重點(diǎn)分析中，本次的算法分析我則是分析其第一象限的直線插補(bǔ)運(yùn)算。 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)（又稱(chēng)時(shí)間標(biāo)量插補(bǔ)）算法是根據(jù)數(shù)控加工程序編寫(xiě)的進(jìn)給速度，先將零件輪廓曲線按插補(bǔ)周期分割為一系列首尾相連的微小直線段，然后輸入這些微小直線段對(duì)應(yīng)的位置增量數(shù)據(jù)，用以控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸進(jìn)給。與上一插補(bǔ)算法相比，其結(jié)果不再是單個(gè)脈沖，而是位置增量的數(shù)字量。這類(lèi)插補(bǔ)算法適用于以直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行軟件的閉環(huán)或半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。1.2 插補(bǔ)算法逐點(diǎn)比較法 1.2.1 原理 逐點(diǎn)比較法的基本原理是，在刀具按要求軌跡運(yùn)動(dòng)加工零件輪廓的過(guò)程中，不斷比較刀具與被加工零件之間的相對(duì)位置，并根據(jù)比較結(jié)果決定

3、下一步的進(jìn)給方向，是刀具沿著坐標(biāo)軸向減小偏差的方向進(jìn)給，且僅有一個(gè)方向的進(jìn)給。逐點(diǎn)比較法既可實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)，也可實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)過(guò)程中每進(jìn)給一步都要經(jīng)過(guò)以下四個(gè)節(jié)拍：偏差判別；坐標(biāo)進(jìn)給；偏差計(jì)算；終點(diǎn)判別。其過(guò)程如圖1所示。（1） 偏差判別 根據(jù)偏差值確定刀具位置是在直線的上方（或線上），還是在直線的下方。（2） 坐標(biāo)進(jìn)給 根據(jù)判別的結(jié)果，決定控制哪個(gè)坐標(biāo)（x或y） 圖1移動(dòng)一步。（3） 偏差運(yùn)算 計(jì)算出刀具移動(dòng)后的新偏差，提供給下一步作判別依據(jù)。根據(jù)上二式來(lái)計(jì)算新加工點(diǎn)的偏差，使運(yùn)算大大簡(jiǎn)化。但是每一新加工點(diǎn)的偏差是由前一點(diǎn)偏差fi推算出來(lái)的，并且一直遞推下去，這樣就要知道開(kāi)始加工

4、時(shí)那一點(diǎn)的偏差是多少。當(dāng)開(kāi)始加工時(shí)，我們是以人工方式將刀具移到加工起點(diǎn)，即所謂“對(duì)刀”，這一點(diǎn)當(dāng)然沒(méi)有偏差，所以開(kāi)始加工點(diǎn)的 f0=0。（4） 終點(diǎn)判別 在計(jì)算偏差的同時(shí)，還要進(jìn)行一次終點(diǎn)比較，以確定是否到達(dá)了終點(diǎn)。若已經(jīng)到達(dá)，就不再進(jìn)行運(yùn)算，并發(fā)出停機(jī)或轉(zhuǎn)換新程序段的信號(hào)。 1.2.2 第一象限逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ) 圖 2 設(shè)在第一象限上有一直線，起點(diǎn)在原點(diǎn)o（ 0, 0 ）上，終點(diǎn)為e（xe，ye），另有一動(dòng)點(diǎn)n（ xi ,yi ）,如圖2所示，且各個(gè)的坐標(biāo)點(diǎn)都是整數(shù)單位。 當(dāng)動(dòng)點(diǎn)n剛好在直線上時(shí)，則： 即 xyxy 當(dāng)動(dòng)點(diǎn)n在直線下方on時(shí)，則：直線的大于直線的斜率，從而有： 即 xyxy

5、當(dāng)動(dòng)點(diǎn)n在直線的上方n處時(shí)，直線的大于直線的斜率，從而有： 即 xyxy由上述關(guān)系可以看出，表達(dá)式（xeyixiye）的符號(hào)就能反映出動(dòng)點(diǎn)n相對(duì)直線的偏離情況。為此，取偏差函數(shù)f為: f=xeyixiye根據(jù)上述過(guò)程，可以概括出如下關(guān)系：當(dāng)f=0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)n（xi,yi）正好處在直線上；當(dāng)f0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)n（xi,yi）落在直線上方區(qū)域；當(dāng)f0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)n（xi,yi）落在直線下方區(qū)域。 2 程序開(kāi)始 2.1 程序流程初始化xe，ye，f0=0，=|xe|+|ye| f0? yn +x軸進(jìn)給+y軸進(jìn)給 f=f+xexf=fye -1=0？ny結(jié)束 圖 42.2 程序代碼（基于c語(yǔ)言的編程）#inclu

6、de conio.h #include graphics.h #include process.h #define ni_circle 0 #define shun_circle 1 void init_graph(); void draw_base_circle(); void draw_cabu_circle(); void close_graph(); void acrroods(); static float x0,y0; void line_cabu(), draw_line(),draw_line_cabu(); void line_cabu() int i; init_graph

7、(); sleep(1); for(i=0;i2;i+) line(0,120,300,120); outtextxy(310,120,z); line(100,10,100,300); outtextxy(110,300,x); lineto(xm,ym); gotoxy(55,8); printf(x%3.0f y0 z%3.0f,xm-100,ym-120); delay(1100); 3 分析總結(jié)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)數(shù)控插補(bǔ)和c語(yǔ)言編程方面的知識(shí)，在c語(yǔ)言編程過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，從中學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到