1、 機(jī)電控制工程技術(shù)數(shù)控代碼及插補(bǔ)算法綜合實(shí)驗(yàn) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 2016-6-12目錄一、設(shè)計(jì)題目1二、設(shè)計(jì)目的1三、設(shè)計(jì)任務(wù)1四、實(shí)驗(yàn)思路及過(guò)程14.1插補(bǔ)算法介紹14.2直線插補(bǔ)流程24.3圓弧插補(bǔ)流程34.4 GUI界面以及操作說(shuō)明34.5 G代碼編寫34.6手工編寫G代碼44.7 CAXA工程師生成G代碼5五、實(shí)驗(yàn)感想6六、課程建議6一、設(shè)計(jì)題目插補(bǔ)算法及數(shù)控編程綜合實(shí)驗(yàn)二、設(shè)計(jì)目的1.學(xué)習(xí)使用matlab或VC編程環(huán)境進(jìn)行逐點(diǎn)比較插補(bǔ)算法（直線、圓?。┓抡?。2.了解基本的G代碼指令并完成編寫簡(jiǎn)單的圖形的G代碼。三、設(shè)計(jì)任務(wù)1.使用mat lab GUI界面進(jìn)行逐點(diǎn)比較插補(bǔ)

2、算法（直線、圓?。┓抡?。2.設(shè)計(jì)一個(gè)圖案進(jìn)行G代碼編程并仿真。四、實(shí)驗(yàn)思路及過(guò)程4.1插補(bǔ)算法介紹在數(shù)控機(jī)床中，刀具不能嚴(yán)格地按照要求加工的曲線運(yùn)動(dòng)，只能用折線軌跡逼近所要的加工曲線，這種逼近過(guò)程即為插補(bǔ)。插補(bǔ)分為直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，分別實(shí)現(xiàn)刀具的直線和圓弧運(yùn)動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)中，將采用逐點(diǎn)比較法以實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)算法的仿真，編程完成一個(gè)GUI界面以及其相應(yīng)的M-file。逐點(diǎn)比較法的基本原理為計(jì)算機(jī)在控制加工過(guò)程中，逐點(diǎn)地計(jì)算和判別加工偏差，以控制坐標(biāo)進(jìn)給，該法運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差不大于一個(gè)脈沖當(dāng)量，脈沖輸出均勻，調(diào)節(jié)起來(lái)比較方便。4.2直線插補(bǔ)流程直線插補(bǔ)中所用到的控制變量為起點(diǎn)、終點(diǎn)以及步長(zhǎng)。步長(zhǎng)控制了插

3、補(bǔ)精度，步長(zhǎng)越小，插補(bǔ)精度越高。本實(shí)驗(yàn)中，采用坐標(biāo)變換的方法，即將X-Y坐標(biāo)軸原點(diǎn)平移到起點(diǎn)（Xs，Ys），然后判斷終點(diǎn)坐標(biāo)（Xe，Ye）所處的象限，即判斷走刀方向，然后通過(guò)實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)與理論直線的斜率偏差來(lái)生成走刀軌跡。最后在平移后的坐標(biāo)軸中計(jì)算出走刀軌跡并進(jìn)行終點(diǎn)判別，到達(dá)終點(diǎn)以后，利用畫圖命令，將走刀軌跡呈現(xiàn)在編寫的GUI界面中。其程序流程圖如下（見(jiàn)附圖1）：4.3圓弧插補(bǔ)流程圓弧插補(bǔ)中所用到的控制參數(shù)為：起始點(diǎn)（Xs，Ys）圓心（Xe，Ye），以及圓心角。圓弧插補(bǔ)亦采用了坐標(biāo)變化，即將原點(diǎn)平移至圓心求得半徑值，并根據(jù)增量角的正負(fù)確定走刀方向（規(guī)定逆時(shí)針為正），然后根據(jù)步長(zhǎng)生成插值點(diǎn)，判斷

4、方式為實(shí)際點(diǎn)到左邊原點(diǎn)的距離與理論圓弧半徑大小比較。到達(dá)終點(diǎn)后還原絕對(duì)坐標(biāo)然后作圖其程序流程圖如下（見(jiàn)附圖2）：附圖 1 圓弧插補(bǔ)流程圖4.4 GUI界面以及操作說(shuō)明GUI界面如附圖3所示圖3在直線插補(bǔ)中，起點(diǎn)框中輸入起點(diǎn)坐標(biāo)，在終點(diǎn)框中輸入終點(diǎn)坐標(biāo)，在步長(zhǎng)框中輸入步長(zhǎng)，點(diǎn)擊插補(bǔ)按鈕即可。仿真結(jié)果如下圖：附圖 2 GUI圓弧插補(bǔ)在圓弧插補(bǔ)中，圓心框中輸入圓心，角度框中在起始角位置輸入起始角度，在增量角位置輸入增量角度，R為插補(bǔ)圓弧的半徑，step為步長(zhǎng)。仿真結(jié)果如附圖4：具體GUI（圖形界面）以及M-file（插補(bǔ)代碼）請(qǐng)見(jiàn)插補(bǔ)算法附件文件夾。4.5 G代碼編寫G代碼的基本指令 表格 1 G代

5、碼基本指令代碼代碼含義指令格式G00快速定位G00X(U)_Y(V)_G01直線插補(bǔ)G01 X(U)_Y(V)_F_G02/03圓弧插補(bǔ)G02：順時(shí)針圓弧 G03：逆時(shí)針圓弧G02/03 X(U)_Y(V)_R_FG02/03 X(U)_Y(V)_I_J_FM03對(duì)應(yīng)于筆架下降M05對(duì)應(yīng)于筆架抬起M30程序停止4.6手工編寫G代碼手工編寫G代碼完成附圖5所示圖形繪制，其內(nèi)容為剪刀。詳細(xì)代碼以及注釋見(jiàn)數(shù)控編程附件文件夾。附圖 3 自己編寫的G代碼在固高界面仿真界面4.7 CAXA工程師生成G代碼因?yàn)閭€(gè)人喜歡紅樓夢(mèng)，所以選擇紅樓夢(mèng)的夢(mèng)字，同時(shí)選用比較難的字體，然后通過(guò)平面輪廓加工、軌跡仿真以及生成G代碼等操作得到了初步的G代碼，然后經(jīng)過(guò)自己的修改完成了能輸進(jìn)固高平臺(tái)的G代碼，并成功完成了仿真，此過(guò)程中仿真圖片見(jiàn)附圖7，詳細(xì)的G代碼見(jiàn)數(shù)控編程附件文件夾。附圖 4 仿真截圖五、實(shí)驗(yàn)感想本以為掌握了理論知識(shí)后會(huì)簡(jiǎn)單很多，但真正操作起來(lái)全花