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1、莱芜职业技术学院课程设计（论文）1插补算法1.1插补方法脉冲增量插补算法脉冲增量查补（又称行程标量插补）算法是通过向各个运动轴分配脉冲，控制机床坐标轴相互协调运动，从而加工出一定轮廓形状的算法。这类插补算法的特点是每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量，以单位脉冲的形式输出给步进电机。因此，这类插补被称为脉冲增量插补。该插补运算比较简单，仅仅通过几次的加法和移位操作就可以完成插补运算。处理速度比较快。该插补一般常见的具体算法有：数字脉冲乘法器法、逐点比较法、最小偏差法、数字积分法、比较积分法、目标点比较法、但不追踪法
2、等。本次的课程设计我主要分析这其中的一种算法——逐点比较法，用以概括和了解算法的基本运算和对其的了解。而在进一步的重点分析中，本次的算法分析我则是分析其第一象限的直线插补运算。数据采样插补算法数据采样插补（又称时间标量插补）算法是根据数控加工程序编写的进给速度，先将零件轮廓曲线按插补周期分割为一系列首尾相连的微小直线段，然后输入这些微小直线段对应的位置增量数据，用以控制伺服系统实现坐标轴进给。与上一插补算法相比，其结果不再是单个脉冲，而是位置增量的数字量。这类插补算法适用于以直流或交流伺服电动机作为执行软件的闭环或半
3、闭环数控系统。1.2插补算法——逐点比较法1.2.1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件轮廓的过程中，不断比较刀具与被加工零件之间的相对位置，并根据比较结果决定下一步的进给方向，是刀具沿着坐标轴向减小偏差的方向进给，且仅有一个方向的进给。逐点比较法既可实现直线插补，也可实现圆弧插补。逐点比较法插补过程中每进给一步都要经过以下四个节拍：6莱芜职业技术学院课程设计（论文）偏差判别；坐标进给；偏差计算；终点判别。其过程如图1所示。（1）偏差判别根据偏差值确定刀具位置是在直线的上方（或线上），还是在直线的
4、下方。（2）坐标进给根据判别的结果，决定控制哪个坐标（X或Y）图1移动一步。（3）偏差运算计算出刀具移动后的新偏差，提供给下一步作判别依据。根据上二式来计算新加工点的偏差，使运算大大简化。但是每一新加工点的偏差是由前一点偏差Fi推算出来的，并且一直递推下去，这样就要知道开始加工时那一点的偏差是多少。当开始加工时，我们是以人工方式将刀具移到加工起点，即所谓“对刀”，这一点当然没有偏差，所以开始加工点的F0=0。（4）终点判别在计算偏差的同时，还要进行一次终点比较，以确定是否到达了终点。若已经到达，就不再进行运算，并发出
5、停机或转换新程序段的信号。1.2.2第一象限逐点比较法直线插补图2设在第一象限上有一直线，起点在原点O（0,0）上，终点为E（Xe，Ye），另有一动点N（Xi,Yi）,如图2所示，且各个的坐标点都是整数单位。当动点N刚好在直线上时，则：即 XｅYｉ－XｉYｅ＝０当动点Nˊ在直线下方ON时，则：直线的大于直线的斜率，从而有：即 XｅYｉ－XｉYｅ０ 当动点N在直线的上方N"处时，直线的大于直线的斜率，从而有：6莱芜职业技术学院课程设计（论文）即 XｅYｉ－XｉYｅ０由上述关系可以看出，表达式（XeYi－XiYe
6、）的符号就能反映出动点N相对直线的偏离情况。为此，取偏差函数F为:F=XeYi－XiYe根据上述过程，可以概括出如下关系：当F=0时，动点N（Xi,Yi）正好处在直线上；当F0时，动点N（Xi,Yi）落在直线上方区域；当F0时，动点N（Xi,Yi）落在直线下方区域。2程序开始2.1程序流程初始化Xe，Ye，F0=0，∑=
7、Xe
8、+
9、Ye
10、F≥0?YN+X轴进给+Y轴进给·F=F+XeXF=F—Ye∑-1=0？NY结束图42.2程序代码（基于c语言的编程）6莱芜职业技术学院课程设计（论文）#include"conio
11、.h"#include"graphics.h"#include"process.h"#defineNi_circle0#defineShun_circle1voidinit_graph();voiddraw_Base_circle();voiddraw_cabu_circle();voidclose_graph();voidacrroods();staticfloatx0,y0;voidline_cabu(),draw_line(),draw_line_cabu();voidline_cabu(){inti;init
12、_graph();sleep(1);for(i=0;i<2;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%3.0fY0Z%3.0f",
