实验二 二维插补原理及实现实验
直线插补实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解直线插补的概念和原理。
2. 掌握直线插补算法的基本方法。
3. 通过实验验证直线插补算法的正确性和实用性。
二、实验原理直线插补是一种将曲线或曲面拟合为一系列直线段的方法,它通过计算两个已知点之间的直线段坐标来实现。
在数控加工、机器人运动控制等领域中,直线插补技术具有重要意义。
直线插补的基本原理如下:1. 确定起点和终点坐标:根据实际需求,确定直线段的起点和终点坐标。
2. 计算直线段斜率:根据起点和终点坐标,计算直线段的斜率。
3. 确定步长:根据直线段长度和步长精度要求,确定步长。
4. 循环计算:从起点开始,按照步长逐点计算直线段上的坐标,直至到达终点。
三、实验设备1. PC机:用于编写和运行直线插补程序。
2. MATLAB:用于图形化展示直线插补结果。
四、实验步骤1. 编写直线插补程序:根据实验原理,使用MATLAB编写直线插补程序。
2. 输入起点和终点坐标:根据实验要求,输入直线段的起点和终点坐标。
3. 设置步长:根据实验要求,设置直线插补的步长。
4. 运行程序:运行直线插补程序,计算直线段上的坐标。
5. 图形化展示:使用MATLAB绘制直线段和插补结果,验证直线插补算法的正确性。
五、实验结果与分析1. 实验结果:通过实验,成功实现了直线插补,并绘制了直线段和插补结果。
2. 分析:(1)直线插补算法的正确性:实验结果表明,直线插补算法能够准确计算出直线段上的坐标,满足实验要求。
(2)直线插补算法的实用性:直线插补技术在数控加工、机器人运动控制等领域具有广泛的应用前景,通过实验验证了直线插补算法的实用性。
(3)步长对插补结果的影响:在实验过程中,我们发现步长对插补结果有一定影响。
当步长较小时,插补结果更精确;当步长较大时,插补结果误差较大。
因此,在实际应用中,应根据精度要求选择合适的步长。
六、实验结论1. 直线插补实验成功实现了直线段的插补,验证了直线插补算法的正确性和实用性。
插补原理
插补开放分类:技术数控技术高新技术数控装置根据输入的零件程序的信息,将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化,从而形成要求的轮廓轨迹,这种“数据密化”机能就称为“插补”。
编辑摘要插补- 概述机构按预定的轨迹运动。
一般情况是一致运动轨迹的起点坐标、终点坐标和轨迹的曲线方程,由数控系统实施地算出各个中间点的坐标。
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加工的曲线。
机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。
也可以说,已知曲线上的某些数据,按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法,也称为“数据点的密化”。
数控装置根据输入的零件程序的信息,将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化,从而形成要求的轮廓轨迹,这种“数据密化”机能就称为“插补”。
插补计算就是数控装置根据输入的基本数据,通过计算,把工件轮廓的形状描述出来,边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲,对应每个脉冲,机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离,从而将工件加工出所需要轮廓的形状。
插补- 分类1、直线插补直线插补(Llne Interpolation)这是车床上常用的一种插补方式,在此方式中,两点间的插补沿着直线的点群来逼近,沿此直线控制刀具的运动。
一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,样条线等. 数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向. 插补方式有:直线插补,圆弧插补,抛物线插补,样条线插补等所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补.2、圆弧插补圆弧插补(Circula : Interpolation)这是一种插补方式,在此方式中,根据两端点间的插补数字信息,计算出逼近实际圆弧的点群,控制刀具沿这些点运动,加工出圆弧曲线。
数控插补原理与伺服控制实验指导书
数控插补原理与伺服控制实验一、实验目的1.通过实验,使学生理解数控插补原理;2.通过数控插补算法的可视化,使学生熟悉数控插补原理及其常用插补算法;3.通过实验,使学生掌握数控G代码及插补算法的简单实现方法。
二、实验内容1.系统测试实验:学习和使用数控插补教学软件,熟悉常用的插补算法;2.二维插补实验:通过插补算法编程,实现逐点比较法的直线和圆弧插补算法;3.G代码实验:利用编写的插补程序,在运动控制开发平台上实现简单的二维插补实验。
三、实验设备1.计算机;2.数控插补原理实验教学软件;3.固高x-y伺服控制平台:GT-400运动控制器、驱动器、编码器、伺服电机、XY工作台。
四、实验步骤1.打开 GT-400-SV 模拟量+脉冲(默认)2. 参数设置a)密码:GOOGOL 模拟电压(伺服);b)轴数:7轴,每一轴进行设置;c)保存后重启软件。
3. 系统测试实验a)检查轴专用信号,全部绿色;b)卡初始化;c)轴开启;d)X+ X- Y+ Y-;e)回零测试;f)复选OUT1,控制笔架的降落。
4.二维插补实验a)插补方式:XY直线插补、圆弧插补等;b)映射不改;c)定义V,a;d)单击坐标映射生效----开启轴----运行。
5. G代码实验a)打开文件(G代码文件),G00,G01;b)坐标映射;c)编译(G代码转识别码);d)运行。
五、思考题1.简述数控机床插补原理。
2.画出实现逐点比较法直线插补的流程图,结合流程图说明如何实现第一象限的直线插补。
3.结合固高运动控制开发平台及其实验软件,列举10项数控G代码常用指令及其功能。
1。
数控机床的插补原理及方法
数控机床的插补原理及方法1概述在数控加工中,被加工零件的轮廓形状千变万化、形状各异。
数控系统的主要任务,是根据零件数控加工程序中的有关几何形状、轮廓尺寸的数控及其加工指令,计算出数控机床各运动坐标轴的进给方向及位移量,分别驱动各坐标轴产生相互协调的运动,从而使得伺服电机驱动机床工作台或刀架相对主轴(即刀具相对工件)的运动轨迹以一定的精度要求逼近所加工零件的理想外形轮廓尺寸。
2插补的基本概念数控系统的主要作用是控制刀具相对于工件的运动轨迹。
一般根据运动轨迹的起点坐标、终点坐标和轨迹的曲线方程,有数控系统实时地算出各个中间点的坐标,即“插入、补上”运动轨迹各个中间点的坐标,通常把这个过程称为“插补”。
机床伺服系统根据这些坐标值控制各坐标轴协调运动,走出规定的轨迹。
插补工作可以由软件或硬件来实现。
早期的硬件数控系统(NC系统)都采用的数字逻辑电路来完成插补工作,在NC中有一个专门完成插补运算的装置,称为插补器。
现代数控系统(CNC或MNC系统),插补工作一般用软件来完成,或软硬件结合实现插补。
而无论是软件数控还是硬件数控,其插补运算的原理基本相同。
它的作用都是根据给定的信息进行数字计算,在计算过程中不断向各个坐标轴发出相互协调的进给脉冲,使刀具相对于工件按指定的路线移动。
3对插补器的基本要求和插补方法的分类对于硬件插补器的要求如下。
1)插补所需的原始数据较少。
2)有较高的插补精度,插补结果没有累积误差,局部偏差应不超过所允许的误差(一般应小于一个脉冲当量)。
3)沿进给线路,进给速度恒定且符合加工要求。
4)电路简单可靠。
插补器的形式很多,从产生的数学模型分,有一次(直线插补器)、二次(圆、抛物线、双曲线、椭圆)插补器及高次曲线插补器等。
从基本原理分,有数字脉冲乘法器、逐点比较法插补器、数字积分器、比较积分法插补器等。
常用的插补方法有基准脉冲插补法和数据采样插补法两种。
02 插补原理
如图所示,根据相似三角形原理,可得到计算 公式: xe (R + r ) ⎧ ′ ⎪ xe = R 刀具偏向圆外侧时: ⎨
⎪ ye = ′ ⎩
ye(R + r) R
刀具偏向圆内侧时:
xe (R − r ) ⎧ ′ = ⎪ xe R ⎨ ye(R − r) ⎪ ye = ′ R ⎩
(2)C功能刀补:C功能刀补能根据相邻轮廓段 的信息自动处理两个程序段刀具中心轨迹的转 换,并自动在转接点处插入过渡圆弧或直线从而 避免刀具干涉和断点情况。 C功能刀具补偿的转接形式 C功能刀补有缩短型、伸长型、插入型等 转接形式。对G41直线转接,下图说明了各种转 接形式的刀具轨迹。
x o
刀补建立
a) G41 左刀补 b) G42右刀补 图3-36 刀具补偿方向
在切削过程中,刀具半径补偿的执行过程: (1)刀补建立 刀具从起刀点接近工件,在原来的 程序轨迹基础上伸长或缩短一个刀具半径值,即刀具中 心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹距离一个刀具半 径值。在该段中,动作指令只能用G00或G01。 (2)刀具补偿进行 刀具补偿进行期间,刀具中心 轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径的距离。在此状态 下,G00、G01、G02、G03都可使用。 (3)刀补撤销 刀具撤离工件,返回原点。即刀 具中心轨迹从与编程轨迹相距一个刀具半径值过渡到与 编程轨迹重合。此时也只能用G00、G01。
本章目录
5.1 5.2 5.3 5.4 ** 加工程序预处理、刀具补偿原理 基准脉冲插补法; 数据采样插补法; 插补计算实例。 实验:刀具半径补偿实验、 逐点比较法插补实验。
5.1 加工程序预处理
用户输入的零件加工程序必须进行预处理, 得出插补程序所需要的数据信息和控制信息。 预处理包括:译码、刀具补偿计算、辅助信 息处理和进给速度计算等。
插补原理及控制方法
CNC系统对于直线和圆弧的控制并不是严格按照直线 CNC系统对于直线和圆弧的控制并不是严格按照直线 和圆弧轨迹进行控制。 和圆弧轨迹进行控制 。 上图为加工某一轮廓时的刀具轨 迹曲线, 运动进行切削加工。 迹曲线,加工时要求刀具沿曲线L运动进行切削加工。 我们可以进行这样的分析, 我们可以进行这样的分析 , 首先将曲线 L 分割为 l0、 若干段, l1、…li、…lN若干段,再用直线和圆弧代替这些小的曲 线段, 足够小时, 就接近了原曲线; 线段 , 当逼近误差 δ 足够小时 , 就接近了原曲线 ; 然后 运动的合成, 数控系统通过各坐标方向 最小位移量 运动的合成 , 不断 地控制刀具相对工件运动, 走出直线和圆弧, 地控制刀具相对工件运动 , 走出直线和圆弧 , 从而非常 逼近的走出所需的刀具轨迹曲线。 数字化 ” 逼近的走出所需的刀具轨迹曲线 。 这体现出了 “ 数字化” 的概念。 的概念。 这种在允许误差范围内, 用沿直线或圆弧( 这种在允许误差范围内 , 用沿直线或圆弧 ( 逼近函 合成的分段运动代替任意曲线运动, 数 ) 的 最小位移量 合成的分段运动代替任意曲线运动 , 以得到所需的刀具运动轨迹的方法, 以得到所需的刀具运动轨迹的方法 , 是数字控制的基本 构思之一,这个过程就是插补。 构思之一,这个过程就是插补。
插补开始
偏差判别
坐标进给
偏差计算 N 终点判别 Y 插补结束
二、逐点比较法直线插补 如图所示, 如图所示 , 对 XY平面第 平面第 一象限直线段进行插补。 一象限直线段进行插补 。 直 线段起点位于坐标原点O, 线段起点位于坐标原点 ,终 点 位 于 A ( Xe,Ye ) 。 设 点 P ( Xi, Yi) 为任一动点 ( 加 , ) 为任一动点( 工点、插补点) 工点、插补点)。 点在直线OA上时 上时, 当P点在直线 上时, 点在直线 XeYi – XiYe = 0 当P点在直线 上方时, 点在直线OA上方时, 点在直线 上方时 XeYi – XiYe > 0 点在直线OA下方时 下方时, 当P点在直线 下方时, 点在直线 XeYi – XiYe < 0
插补原理2.2
n=5+4=9
n=9-1=8 n=8-1=7 n=7-1=6 n=6-1=5 n=5-1=4 n=4-1=3 n=3-1=2 n=2-1=1 n=1-1=0
+
x
+ y
+
x
+ y
+
x
+ y
+
x
插补轨迹图
逐点比较法圆弧插补原理
也是按照上述的四个工作节拍进行
注意点:
a 要建立圆的方程式。 b 有顺时针、逆时针圆弧方向的区别。 c 计算新偏差公式的推导。 d 终点判别时,设一个计数器J,一般计算时按被加工的 各段曲线在计数方向的绝对值之和。
例2:第一象限逆圆A⌒B,起点A(5,0),终点 B(0,5),半径R=5,用逐点比较法完成插补运算。 解:插补总步数N= xi + yi =5+5=10
序号 偏差判别 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 F 0= 0 F 1< 0 F 2< 0 F 3< 0 F 4= 0 F 5< 0 F 6< 0 F 7< 0 F 8> 0 F 9> 0 进给脉冲 -△ x △y △y △y -△ x △y -△ x △y -△ x -△ x 工作节拍 偏差计算 F 0= 0 F 1 = F 0 -2 x 0 + 1 = -9 F 2 = F 1 + 2 y 1 + 1 = -8 F 3 = F 2 + 2 y 2 + 1 = -5 F 4 = F 3+ 2 y 3+ 1 = 0 F 5 = F 4 -2 x 4 + 1 = -7 F 6 = F 5+ 2 y 5+ 1 = 0 F 7 = F 6 -2 x 6 + 1 = -5 F 8 = F 7+ 2 y 7+ 1 = 4 F 9 = F 8 -2 x 8 + 1 = 1 F 1 0 = F 9 -2 x 9 + 1 = 0 坐标 x 0 = 5 ,y 0 = 0 x 1= 4 , y 1= 0 x 2= 4 , y 2= 1 x 3= 4 , y 03= 2 x 4= 4 , y 4= 3 x 5= 3 , y 5= 3 x 6= 3 , y 6= 4 x 7= 2 , y 7= 4 x 8= 2 , y 8= 5 x 9= 1 , y 9= 5 x 10= 0 , y 10= 5 终点判别 n= 10 n= 9 n= 8 n= 7 n= 6 n= 5 n= 4 n= 3 n= 2 n= 1 n= 0
数控加工中两种插补原理及对应算法
数控加工中两种插补原理及对应算法数控机床上进行加工的各种工件,大部分由直线和圆弧构成。
因此,大多数数控装置都具有直线和圆弧的插补功能。
对于非圆弧曲线轮廓轨迹,可以用微小的直线段或圆弧段来拟合。
插补的任务就是要按照进给速度的要求,在轮廓起点和终点之间计算出若干中间控制点的坐标值。
由于每个中间点计算的时间直接影响数控装置的控制速度,而插补中间点的计算精度又影响整个数控系统的精度,所以插补算法对整个数控系统的性能至关重要,也就是说数控装置控制软件的核心是插补。
插补的方法和原理很多,根据数控系统输出到伺服驱动装置的信号的不同,插补方法可归纳为脉冲增量插补和数据采样插补两种类型。
一、脉冲增量插补这类插补算法是以脉冲形式输出,每次插补运算一次,最多给每一轴一个进给脉冲。
把每次插补运算产生的指令脉冲输出到伺服系统,以驱动工作台运动。
一个脉冲产生的进给轴移动量叫脉冲当量,用δ表示。
脉冲当量是脉冲分配计算的基本单位,根据加工的精度选择,普通机床取δ=0.01mm,较为精密的机床取δ=1μm或0.1μm。
插补误差不得大于一个脉冲当量。
这种方法控制精度和进给速度低,主要运用于以步进电动机为驱动装置的开环控制系统中。
二、数据采样插补数据采样插补又称时间标量插补或数字增量插补。
这类插补算法的特点是数控装置产生的不是单个脉冲,而是数字量。
插补运算分两步完成。
第一步为粗插补,它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点,即用若干条微小直线段来拟合给定曲线,每一微小直线段的长度△L都相等,且与给定进给速度有关。
粗插补时每一微小直线段的长度△L与进给速度F和插补T周期有关,即△L=FT。
二次插补
二次插补二次插补算法及其目的和应用插补:数控车床的运动控制中,工作台(刀具)X、Y、Z轴的最小移动单位是一个脉冲当量。
因此,刀具的运动轨迹是具有极小台阶所组成的折线(数据点密化)。
例如,用数控车床加工直线OA、曲线OB,刀具是沿X轴移动一步或几步(一个或几个脉冲当量Dx),再沿Y轴方向移动一步或几步(一个或几个脉冲当量Dy),直至到达目标点。
从而合成所需的运动轨迹(直线或曲线)。
数控系统根据给定的直线、圆弧(曲线)函数,在理想的轨迹上的已知点之间,进行数据点密化,确定一些中间点的方法,称为插补。
二次插补法:二次插补算法是指插补分粗插补和精插补两部份,粗插补由软件实现,精插补由硬件完成。
该方法可应用于步进开环数控系统和脉冲式全数字交流伺服系统,大大提高了系统的性能指标,即实时性和可靠性。
这种算法主要应用于多轴联动、机械手、机器人等运动控制的设计。
插补运算的完成采用类似上、下位机的形式。
粗插补部分由上位计算机来完成,在每个插朴运算周期里输出的不是单个脉冲,而是一个直线段(位置增量坐标值),粗插补采用完全离线进行;精插补部分由硬件智能运动控制器来实时完成,主要完成各控制轴的轨迹规划和精确定位运动。
这样,粗插补完全离线进行,而精插补采用实时控制,一方面系统的实时性较好,另一方面可把上位计算机解放出来去完成更重要的工作。
二次插补算法中的粗插补算法:我们知道,物体运行的轨迹不管是空间的还是平面的,最终都可以离散成两种最基本的单元:空间直线和空间圆弧,可用大量成熟的软件来完成这部分,从宏观轨迹离散成微观两种最基本单元的工作,如Unigraph、Pro/ENGINEER、Cimatron、Mastercam等等,在通常的控制系统中读入的轨迹代码就是这两种最基本的单元。
下面仅就这两种基本单元来设计它们的算法。
空间直线的粗插补算法:空间直线离散成微直线段,得到微直线段实际上是要得到在某个数值范围内的位置增量坐标值ΔX、ΔY、ΔZ。
插补实验原理
当坐标位置不为0时,可以按界面右下角点动区 域的X0和Y0使试验平台移动到坐标原点。
3.2两种不同插补方法下的圆弧插 补实验-数字积分法
3、在试验平台装上白纸,并将笔架请按在白纸 上。 4、在运动控制插补软件的左上角区域,选择数 字积分法,然后在圆弧插补区域插补步距框中步 距为2,选择顺时针方向进行插补,最后点动该 区域的运动按钮,实验平台开始工作。
5、实验结束后,点击界面右下角点动区域的X0 和Y0使试验平台移动到坐标原点。
3.2两种不同插补方法下的圆弧插 补实验-数字积分法
1、打开电控箱电源开关,右旋开启电控箱急停 开关,然后按启动按钮,启动欧鹏控制平台。 2、检查运动控制插补软件右上角黑色区域中当 前位置与目标位置是否都为0,及是否有限位.
1、逐点逼近法
圆弧插补原理:以第 一象限为例,取直线 起点为坐标原点,如 下图所示,m为动点, 取:偏差函数 Fm=Rm2-R2 =Xm2+Ym2-R2
1、逐点逼近法
(1)若Fm=0,表明m点在圆弧上; (2)若Fm>0,表明m点在圆弧外,沿-X方向 走一步。 (3)若Fm<0,表明m点在圆弧内沿+Y方向走 一步。
3.2两种不同插补方法下的圆弧插 补实验-数字积分法
5、实验结束后,点击界面右下角点动区域的X0 和Y0使试验平台移动到坐标原点。
2、数字积分法
2、数字积分法
3、具体实验步骤
3.1不同步距的直线插补实验
1、打开电控箱电源开关,右旋开启电控箱急停 开关,然后按启动按钮,启动欧鹏控制平台。 2、检查运动控制插补软件右上角黑色区域中当 前位置与目标位置是否都为0,及是否有限位.
当坐标位置不为0时,可以按界面右下角点动区 域的X0和Y0使试验平台移动到坐标原点。
第二章插补原理及数控原理
+y向进给
F←F+2y+1 y ←y+1
例题 设欲加工第一象限逆时针走向的圆弧AE,见下图,起点A Y Y 的坐标是X 0=4, 0 =3;终点E的坐标是 X e =0,e =5。 判别F 进给
F 0
运算
比较E
F 0 2 4 1 7 X E 6 1 5 X 4 1 3 Y 3
Y = f(t)
S Ydt
0
此面积可以看作许多长方形小面 积之和。长方形的宽为自变量 , Y t 高为纵坐标 ,如取 i =1 t
S yi
n 0
i
t ti ti+1 tn
数字积分法的直线插补
数学模型
设X-Y平面内直线OA ,起点(0,0),终点(X e, Ye )。若以匀速V 沿 OA 位移,则V可分为Vx 、 Vy 两个速度,见下图。它们的关系 式为 Vx V y V K ;式中 K——比例系数 OA X e Ye
y i Ye xi X e
Ⅱ
即
X e yi xiYe =0
取偏差函数
Ⅰ
Fij X e yi xiYe
进给方向的选取:使误差减小的方向
动点位置 当点P( 当点P(
偏差函数
进给方向
x i 、yi )在直线上时 x i 、yi )在直线上方时 x i 、yi )在直线下方时
Fij 0 Fij 0 Fij 0
第二章 插补原理及数据处理
用一小段直线或圆孤来逼近零件轮廓的方法 就是插补。插朴实质上是根据有限的信息完成 “数据密化”的工作。
插补的类型及采用的计算方法
第二节 逐点比较法
xy运动平台插补实验报告
二维插补原理及实现实验实验报告1.实验目的掌握逐点比较法、数字积分法、数据采样法等常见直线插补、圆弧插补原理和实现方法;通过利用运动控制器的基本控制指令实现直线插补和圆弧插补,掌握基本数控插补算法的软件实现原理。
2.实验原理直线插补和圆弧插补的计算原理。
数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成,对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据,通过计算,将工件的轮廓或运动轨迹描述出来,边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
数控系统常用的插补计算方法有:逐点比较法,数字积分法,时间分割法,样条插补法等。
3.实验内容在进行以下实验时,应注意XY 平台行程范围。
实验前,先将X 轴、Y 轴回零或手动调整至合适位置,以避免运动中触发限位信号。
XY 平台X 轴、Y轴回零操作以及位置手动调整的具体方法请参阅运动控制平台软件使用说明书。
当采用步进平台进行下列实验时,应注意合成加速度和速度值不宜设置过大,否则有可能由于步进电机启动频率过高,导致失步。
3.1直线插补1. 检查实验平台是否正常,打开电控箱面板上的电源开关,使系统上电;2.双击桌面“MotorControlBench.exe”图标,打开运动控制平台实验软件,点击界面下方按钮,进入如下图所示二维插补实验界面;3. 输入合成速度和合成加速度;参考设置合成速度=1m/min,合成加速度=15m/min2。
4. 在“插补方式”的下拉列表中选择“XY 平面直线插补”,输入X 终点和Y 终点的值;参考示例如下图所示,设置终点(X)=30mm,终点(Y)=40mm;5. 点击使伺服上电;6. 将平台 X 轴和Y 轴回零;回零方法如下:点击“X 轴回零”按钮,X 轴将开始回零动作,待X 轴回零完成,点击“Y 轴回零”按钮,使Y 轴回零。
7. 在 XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮, 使笔架上的绘图笔尖下降至纸面;8. 确认参数设置无误且 XY 平台各轴回零后,点击“运行”按钮;9. 观察 XY 平台上对应电机的运动过程及界面中图形显示区域实时显示的插补运动轨迹。
无速度波动的NURBS曲线二次插补算法原理及其实现
无速度波动的NURBS曲线二次插补算法原理及其实现刘强;刘焕;周胜凯;李传军;袁松梅【摘要】针对NURBS插补中的速度波动与计算效率两大问题,提出无速度波动的NURBS割线二次插补算法与NURBS快速求值求导算法.在割线二次插补法中,采用二阶Taylor法对NURBS曲线进行一次插补,在此基础上使用根据无速度波动要求给定插补步长的割线逼近原曲线,从而计算插补点,以消除因截断误差和弦线逼近偏差引起的速度波动.在NURBS快速求值求导算法中,预先计算并存储NURBS表达式中分子式与分母式在节点值处的各阶非零导数,实时插补中使用Taylor公式快速计算NURBS各阶导数,从而避免计算B样条基函数,达到提高计算效率的目的.在自主研发的数控平台上实现了基于所提算法的NURBS插补器,并通过仿真分析与加工实验验证了该插补器是有效且可行的.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2015(021)010【总页数】9页(P2659-2667)【关键词】非均匀有理B样条;插补;数控系统;速度波动;进给速度【作者】刘强;刘焕;周胜凯;李传军;袁松梅【作者单位】北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191;北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京 100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言数控机床经历了从硬件插补到软件插补的转变,直线插补与圆弧插补被广泛应用于自由曲线、曲面的数控加工中。
第二章 插补原理及控制方法
25
数 控 技 术
第 三 章 插 补 原 理 及 控 制 方 法
2-2 数字积分法之DDA法插补
脉 冲 个 数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 积分运算 Σ Y+Yi Σ Y 0 0+0=0 0+0=0 0+1=1 1+1=2 2+2=4 4+3=7 7+3=10 2+4=6 6+4=10 2+5=7 7+5=12 4+5=9 1+5=6 6+5=11 Σ X+Xi Σ X 0 0+5=5 5+5=10 2+5=7 7+5=12 4+5=9 1+5=6 6+5=11 3+4=7 7+4=11 进给 方向 Yi 0 +Y +Y +Y -X,+Y -X,+Y -X -X -X 0+1=1 1+1=2 2+1=3 3+1=4 4+1=5 5 5 5 坐标计算
2-2 数字积分法之DDA法插补
数字积分直线插补与圆弧插补的区别 直线插补 X、Y 方向插补时分别对 Xe , Ye 累加; X、Y 方向进给(发进给脉 冲) 后,被积函数寄存器 xx、yy内容 (Xe,Ye)不变;
2013年7月17日星期三
圆弧插补 X、Y 方向插补时分别对 Yi和Xi累加;
X、Y 方向进给(发进给脉冲) 后,被积函数寄存器xx、yy内容 (Yi,Xi)必须修正,即当X方向发 脉冲时,Y轴被积函数寄存器 内容(Xi)减1,当Y方向发脉冲时, X轴被积函数寄存器内容(Yi)加1。
第2章 插补原理与
各坐标轴的位移量为
E(Xe,Ye)
X Vx dt kXe dt Y Vy dt kYe dt
X
数字积分法是求从O到E区间 的定积分。此积分值等于由O到E 的坐标增量,因积分是从原点开始 的,所以坐标增量即是终点坐标。
t0
tn t0
k X e dt X e X 0 k Ye dt Ye-Y0
2.1.3.3
(1)
数字积分圆弧插补
DDA法圆弧插补的积分表达式 由
V V XLeabharlann VY K R Yi XiV X KYi
VY KX i
Y B V Vx R O Vy
令 则
t 1 K
1 2N
P A X
1 m X 2 N Yi i 1 m Y 1 X i 2 N i 1
X Y
X kX t
i e i 1 i=1 m m i e i i 1 i 1
m
m
i
Y kY t
取
ti 1 (一个单位时间间隔),则
X kX e Y kYe
i 1 m
t
i
m
i
km X e km Ye
t
i 1
若经过m次累加后,X,Y都到达终点E(Xe,Ye),下式成立
圆弧插补终点 判别:将X、Y轴走的 步数总和存入一个计 数器, ∑=∣Xb-Xa∣+ ∣Yb-Ya∣,
每走一步∑减一, 当∑=0发出停止信 号。
Y
逐点比较法圆弧插补举例 对于第一象限圆弧AB, 起点A(4,0),终点B(0,4)
步数 起点 1 F0=0 -x 偏差判别 坐标进给 F0=0 F1=F0-2x0+1 =0-2*4+1=-7 F2=F1+2y1+1 =-7+2*0+1=-6 F3=F2+2y2+1=-3 F4=F3+2y3+1=2 F5=F4-2x4+1=-3 F6=F5+2y5+1=4 F7=F6-2x6+1=1 F8=F7-2x7+1=0 偏差计算
插补的原理
插补的原理插补是数控加工中的重要概念,它是指在机床进行加工过程中,根据加工轨迹的要求,通过控制机床的运动轴进行插补运动,从而实现复杂曲线的加工。
插补的原理是数控加工中的核心内容之一,下面将从插补的基本原理、插补的分类以及插补的应用等方面进行详细介绍。
首先,插补的基本原理是数控加工中的基础知识,它包括直线插补和圆弧插补两种基本插补方式。
直线插补是指机床在直线轨迹上进行插补运动,而圆弧插补则是指机床在圆弧轨迹上进行插补运动。
在数控加工中,插补运动是通过控制机床各个坐标轴的运动来实现的,通过对各个坐标轴的速度、加速度和位置进行合理的控制,可以实现复杂曲线的加工。
其次,插补可以根据其运动方式的不同进行分类,主要包括直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等。
直线插补是最简单的插补方式,它是通过控制机床的各个坐标轴,使其在直线轨迹上进行插补运动。
圆弧插补则是在圆弧轨迹上进行插补运动,它需要通过对圆弧的半径、起点和终点等参数进行合理的控制。
螺旋线插补则是在三维空间中进行插补运动,它需要对螺旋线的半径、螺距、起点和终点等参数进行合理的控制。
不同的插补方式可以实现不同形状的曲线加工,从而满足不同加工要求。
最后,插补在数控加工中有着广泛的应用,它可以实现复杂曲线的加工,提高加工精度和效率。
在实际加工中,通过合理的插补运动,可以实现各种复杂曲线的加工,如汽车零部件、航空航天零部件、模具等领域的加工。
同时,插补运动还可以实现多轴联动,从而实现更加复杂的加工要求,如五轴联动加工、六轴联动加工等。
因此,插补在数控加工中具有非常重要的意义,它是实现复杂曲线加工的关键技术之一。
综上所述,插补是数控加工中的重要概念,它通过合理的运动控制,实现复杂曲线的加工。
插补的基本原理包括直线插补和圆弧插补,可以根据其运动方式的不同进行分类。
插补在数控加工中有着广泛的应用,可以实现各种复杂曲线的加工,提高加工精度和效率。
因此,深入理解插补的原理对于提高数控加工的质量和效率具有重要意义。
2.2-插补原理
插补原理
Chapter 2 Interpolation Principle
algorithm
机床数控技术
Numerical Control Technology
1
插补的概念
2
常用的插补方法
3 4 5
逐点比较法
数字积分法 时间分割法
6
本章小结
机床数控技术
1 插补的基本概念 Basic Concepts
A 什么是插补
Numerical Control Technology
根据所给定的进给速度和轮廓线形的要求,在 轮廓已知点之间,确定一些中间点的方法,这种方 法称为插补方法或插补原理。
机床数控技术
1 插补的基本概念 Basic Concepts
A 什么是插补 B 要解决的基本问题
(4) 终点判别
开始加工时,将刀具移到起点,刀具正好处于直线上,偏差为零, 即F=0,根据这一点偏差可求出新一点偏差,随着加工的进行,每一新 加工点的偏差都可由前一点偏差和终点坐标相加或相减得到。 在插补计算、进给的同时还要进行终点判别。常用终点判别方法, 是设置一个长度计数器,从直线的起点走到终点,刀具沿X轴应走的步数 为X e,沿Y轴走的步数为Ye,计数器中存入X和Y两坐标进给步数总和∑= ∣Xe∣+∣Ye∣,当X或Y坐标进给时,计数长度减一,当计数长度减到 零时,即∑=0时,停止插补,到达终点。
图2 圆弧插补轨迹
图3 直线插补轨迹
机床数控技术
Numerical Control Technology
逐点比较法,就是每走一步都要和给定轨迹比较一次, 根据比较结果来决定下一步的进给方向,使刀具向减小偏差 的方向并趋向终点移动,刀具所走的轨迹应该和给定轨迹非 常相“象”。 算法的特点是;运算直观,插补误差小于一个脉冲当量, 进给速度波动小,调节方便,在两坐标联动的数控机床中应 用较为广泛, 逐点比较插补法通过比较刀具与所加工曲线的 相对位置,确定刀具的起动力向。
关于二次插补算法
关于“二次插补算法及其进给速度控制”的文献阅读报告保证工作台、机械手等沿着预定的轨迹运行的问题,实质是通过插补运算,实现按一定规律分配进给脉冲,控制伺服电机运动。
插补运算是根据数控语言代码提供的轨迹类型选择相应算法,保证在一定精度范围内计算出一段直线或圆弧的一系列中间点的坐标值,并逐次以增量坐标值或脉冲序列形式输出,使伺服电机以一定速度转动,控制工作台、机械手等按预定的轨迹运动。
数控技术中采用的插补算法可归纳为两类:1)一次插补法如逐点比较法、数字积分器法等,这类算法,进给速度受到限制,过去的硬件数控系统中常常采用。
2)二次插补法分为粗插补和精插补两部份。
粗插补即把要加工的曲线离散成为微直线轨迹,然后完成对这些微直线段的轨迹参数规划。
即使三个轴以一定比例关系的速度运行相应的步数时,能按规定的轨迹运行,对相应的参数我们要预先进行规划:各轴的运行方向、各轴的运行步数、各轴的运行速度。
精插补在我们的这个设计中是由硬件,即智能运动控制器来完成的。
把通过离线粗插补得到的各轴的运行参数(运行方向、运行步数、运行速度)写入智能运动控制器上相应的参数寄存器,然后启动智能运动控制器开始作精插补工作,在完成一段微直线段的精插补后,让智能运动控制器发出一个中断信号,通知主程序刷新参数寄存器的值(写入下一个微直线段的运行参数),启动下一个微直线段的精插补。
这样一直运行到所有微直线段的精插补结束。
二次插补算法采用了多轴同时联动的方式,而一次插补算法在微观上只是一轴一轴的单轴运动,因此二次插补算法效率较高。
简单的二次插补算法只能用微直线或微弧来逼近被加工曲线,精度较差速度也不理想,为提高加工的精度和速度,大家在误差判别算法的形式上做了改进。
最初的误差判别式是每加工一步就要把刀具轨迹和理想轨迹进行比较。
这对于椭圆、双曲线、抛物线等复杂的二次曲线来说计算量过大,因此,出现了用递推公式计算误差的误差判别式。
例如椭圆1b /Y a /X 2222=+,可化为222222b a Y a X b F -+=,没走一步需要进行做9次乘法,而采用递推误差判别式只用做4次乘法即可。
插补实验报告
插补实验报告插补实验报告一、引言插补是一种常用的数据处理方法,它可以通过利用已知数据来估计未知数据的值。
在科学研究和工程应用中,插补方法被广泛应用于填补缺失数据、重建信号、预测趋势等方面。
本实验旨在通过实际案例,探讨插补方法在数据处理中的应用。
二、实验目的本实验的目的是通过插补方法,对一组缺失数据进行处理,并评估插补结果的可靠性和准确性。
通过实验,我们希望能够了解不同插补方法的特点,掌握其操作步骤,并能够正确选择和应用插补方法解决实际问题。
三、实验设计本实验选取了一组具有缺失数据的时间序列,包含了某城市一年内的气温变化情况。
为了模拟实际情况,我们人为地删除了部分数据,以便进行插补处理。
实验分为以下几个步骤:1. 数据收集:通过气象台获取该城市一年内的气温数据,并将其整理为时间序列。
2. 数据缺失:根据实验设计,删除部分时间点上的气温数据,模拟真实情况下的数据缺失。
3. 插补方法选择:根据实验要求,选择适当的插补方法进行处理。
常用的插补方法包括线性插值、多项式插值、样条插值等。
4. 插补处理:根据所选插补方法,对缺失数据进行处理,得到完整的时间序列。
5. 结果评估:对插补结果进行评估,包括比较插补结果与真实数据的差异、计算插补误差等。
四、实验结果与讨论在实验中,我们选择了样条插值方法对缺失数据进行插补处理。
样条插值方法利用曲线的局部性质进行插值,能够较好地保持原始数据的特征。
通过对比插补结果与真实数据,我们发现样条插值方法能够较好地恢复缺失数据,并且插补结果与真实数据的差异较小。
为了进一步评估插补结果的准确性,我们计算了插补误差。
插补误差是指插补结果与真实数据之间的差异,可以用来评估插补方法的可靠性。
通过对多组实验数据进行插补处理,并计算插补误差,我们得到了插补误差的分布情况。
结果显示,插补误差呈正态分布,且均值较小,说明样条插值方法具有较高的准确性。
此外,我们还对比了不同插补方法的性能。
通过对同一组缺失数据进行多种插补方法的处理,并计算插补误差,我们发现不同插补方法在准确性和计算效率上存在差异。
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实验二 二维插补原理及实现实验2.1 实验目的掌握逐点比较法、数字积分法等常见直线插补、圆弧插补原理和实现方法;通过利用运动控制器的基本控制指令实现直线插补和圆弧插补,掌握基本数控插补算法的软件实现。
2.2 实验原理直线插补和圆弧插补的计算原理。
数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成,对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。
插补计算就是数控系统根据输入的基本数据,通过计算,将工件的轮廓或运动轨迹描述出来,边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
数控系统常用的插补计算方法有:逐点比较法,数字积分法,时间分割法,样条插补法等。
2.2.1 逐点比较法直线插补逐点比较法是使用阶梯折线来逼近被插补直线或圆弧轮廓的方法,一般是按偏差判别、进给控制、偏差计算和终点判别四个节拍来实现一次插补过程。
以第一象限为例,取直线起点为坐标原点,如右图所示,m为动点,有下面关系:取F m = Y m X e − X m Y e 作为偏差判别式:若 F m=0,表明m 点在OA 直线上;若 F m>0,表明m 点在OA 直线上方的m′处;若 F m<0,表明m 点在OA 直线下方的m″处。
从坐标原点出发,当F m≧0 时,沿+X 方向走一步,当F m<0,沿+Y 方向走一步,当两方向所走的步数与终点坐标(X e,Y e)相等时,停止插补。
当F m≧0 时,沿+X 方向走一步,则X m+1=X m+1, Y m+1=Y m新的偏差为:F m+1=Y m+1X e- X m+1Y e=Y m X e-(X m+1)Y e=F m-Y e当F m<0 时,沿+Y 方向走一步,则X m+1=X m, Y m+1=Y m+1新的偏差为:F m+1 =Y m+1X e- X m+1Y e=(Y m+1)X e-X m Y e=F m+X e其它三个象限的计算方法,可以用相同的原理获得,下表为四个象限插补时,其偏差计算公式和进给脉冲方向,计算时,X e,Y e 均为绝对值。
表 2-1 直线插补计算公式和进给脉冲方向第一象限内直线的逐点比较法插补的流程图如下图所示:L1 逐点比较法插补流程图2.2.2 逐点比较法圆弧插补以第一象限逆圆为例,如下图所示。
圆弧圆心在坐标原点,A 为起点,B 为终点,半径为R,假设运动瞬时点为m,它与圆心的距离为R m,以R m 和R 平方差作为偏差值,则偏 差判别式为:若 F m=0,表明m 点在圆弧上;若 F m>0,表明m 点在圆弧外;若 F m <0,表明m 点在圆弧内。
当F m≥0 时,为了逼近圆弧,应沿-X 方向进给一步,到m+1 点,其坐标值为X m+1=X m-1, Y m+1=Y m,新偏差值为:当F m <0 时,为了逼近圆弧,应沿+Y 方向进给一步,到m+1 点,其坐标值为X m+1=X m, Y m+1=Y m+1,新偏差值为:由上两式可得,只要知道前一点的偏差,就可求出新一点的偏差,而起点处的F m =0是可知的。
以上是第一象限逆圆的情况,其它情况可同理推导出来,表2-2 为四个象限顺逆方向归纳的进给方向和偏差计算公式。
表 2-2 圆弧插补计算公式和进给脉冲方向圆弧插补的终点判别和插补计算过程和直线插补基本相同,但在偏差计算的同时,还 要进行动点瞬时坐标值的计算,以便为下一点的偏差计算作好准备。
第一象限内圆弧的逐点比较法插补的流程图如下图所示。
NR1 逐点比较法插补流程图采用基本点位运动控制指令进行直线和圆弧插补存在很大的局限性,为了满足工业应用的需求,需要开发高速插补算法。
2.2.3 数字积分法直线插补方法容易实现多轴联动的插补,还易实现二次曲线,甚至高次曲线的插补。
如下图所示为平面直线的插补框图,它由两个数字积分器组成,每个坐标轴的积分器由累加器和被积函数寄存器组成,被积函数寄存器存放终点坐标值,每经过一个时间间隔t ,将被积函数值向各自的累加器中累加,当累加结果超过寄存器容量时,就溢出一个脉冲,若寄存器位数为n ,经过2 n次累加后,每个坐标轴的溢出脉冲总数就等于该坐标的被积函数值,从而控制刀具到达终点。
第一象限内直线的数字积分法插补流程图如下图所示:L1 数字积分法插补流程图2.2.4 数字积分法圆弧插补与DDA 直线插补类似,DDA圆弧插补也可用两个积分器来实现圆弧插补,如右图所示。
DDA 圆弧插补与直线插补的主要区别为:1) 圆弧插补中被积函数寄存器寄存的坐标值与对应坐标轴积分器的关系恰好相反;2) 圆弧插补中被积函数是变量,直线插补的被积函数是常数;3) 圆弧插补终点判别需采用两个终点计数器。
对于直线插补,如果寄存器位数为n,无论直线长短都需迭代2n次到达终点。
第一象限内圆弧的数字积分法插补流程图如下图所示。
2.2.5 合成速度与加速度合成速度:合成速度V 是坐标系上各轴分速度的矢量和(为正值),以X、Y、Z、A 分表表示X 轴、Y 轴、Z 轴及主轴A 轴,则各轴的速度为V X,V Y,V Z,V A,则:注:合成速度的单位为坐标系长度单位/控制周期,即mm/ST。
合成加速度:合成加速度Acc 是坐标系映射各轴分加速度的矢量和(为正值),以X、Y、Z、A 分别表示X 轴、Y 轴、Z 轴及主轴A 轴,则各轴的速度为Acc x,Acc y,Acc z,Acc A,则:注:合成加速度的单位为mm/ST2。
2.3 实验设备XY 平台设备一套GT-400-SV 卡一块PC 机一台配套笔架绘图纸张若干VC 软件开发平台2.4 实验内容在进行以下实验时,应注意XY 平台行程范围。
实验前,先将X 轴、Y 轴回零或手动调整至合适位置,以避免运动中触发限位信号。
当采用步进平台进行下列实验时,应注意合成加速度和速度值不宜设置过大,否则有可能由于步进电机启动频率过高,导致失步。
2.4.1 二维直线插补实验1. 检查实验平台是否正常,打开电控箱面板上的电源开关,使系统上电;2. 双击桌面“MotorControlBench.exe” 图标,打开运动控制平台实验软件,点击界面下方按钮,进入如下图所示二维插补实验界面;3. 输入合成速度和合成加速度;参考示例如下图所示,设置合成速度=8pulse/ST,合成加速度=0.1pulse/ST2。
4. 在“插补方式”的下拉列表中选择“XY 平面直线插补”,输入X 终点和Y 终点的值; 参考示例如下图所示,设置终点(X)=40000 pulse,终点(Y)=60000 pulse;5. 点击使伺服上电;6. 将平台X 轴和Y 轴回零;回零方法如下:点击“X 轴回零”按钮,X 轴将开始回零动作,待X 轴回零完成,点击“Y 轴回零”按钮,使Y 轴回零。
7. 在XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮, 使笔架上的绘图笔尖下降至纸面;8. 确认参数设置无误且XY 平台各轴回零后,点击“运行”按钮 ;9. 观察XY 平台上对应电机的运动过程及界面中图形显示区域实时显示的插补运动轨迹。
在“坐标系设置”中选择X 轴和Y 轴的坐标系刻度单位,以使图形显示处于合适大小;注:坐标系刻度单位应与设置的X、Y 终点值保持相同的数量级,以便观察。
或更换绘图纸;11.改变运动参数(合成速度,加速度,终点坐标),重复执行2~8 步,观察不同运动参数下XY 平台的电机运动过程,笔架的绘图和界面中的显示图形及位置值,记录各实验数据和观察到的实验现象;12. 在坐标映射栏中,改变坐标映射关系,将X 轴映射为2 轴,Y 轴映射为1 轴,点击“坐标映射生效”按钮。
重新执行2~9 步,观察XY 平台的运动情况;记录并比较不同设置时,笔架在绘图纸上绘制的图形,界面中的显示图形及位置值与映射关系改变前的异同;13. 点击使伺服下电;14. 实验结束。
2.4.2 逐点比较法直线插补实验1. 实验前准备:根据逐点比较法原理,绘制出以下情况的逐点比较法直线插补轨迹a) 起点为(0,0),终点为(60000,80000),步长为10000;b) 起点为(0,0),终点为(60000,80000),步长5000;2. 开始实验,重复执行6.4.1 直线插补实验第1 至2 步;3. 选择实验插补方式为“XY 直线插补(逐点比较法);4. 根据步骤1-a)中的设置,输入逐点比较法直线插补参数;5. 点击使伺服上电;6. 将平台X 轴和Y 轴回零;7. 在XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮,使笔架上的绘图笔下降至纸面;8. 确认参数设置无误且XY 平台各轴正确回零后,点击“运行”;9. 观察界面中绘制的实际插补轨迹(红色)和理想的直线(绿色)。
根据实际插补轨迹检查步骤1 中绘制的插补轨迹是否正确;10. 点击“笔架抬起”按钮,将笔架上的绘图笔抬起,更换绘图纸;11. 将X 轴和Y 轴回零;12. 依次修改步长为5000,2000,1000。
运行后,观察步长减少后对逐点比较法直线插补精度的影响;13. 点击使伺服下电;2.4.3 逐点比较法圆弧插补实验1. 实验前准备:根据逐点比较法原理,分别绘制出以下几种情况的圆弧插补轨迹:a) 步长为10000,圆心为(0,0),起点为(50000,0),终点为(0,50000)逆时针插补;b) 步长为5000,圆心为(0,0),起点为(50000,0),终点为(0,50000)逆时针插补;c) 步长为10000,圆心为(0,0),起点为(50000,0),终点为(-30000,-40000)顺时针插补;d) 步长为5000,圆心为(0,0),起点为(50000,0),终点为(-30000,-40000)顺时针插补;2. 开始实验,重复执行6.4.1 直线插补实验第1 至2 步;3. 选择实验插补方式为“XY 圆弧插补(逐点比较法);4. 根据步骤1 a)中的设置,输入逐点比较法圆弧插补的参数;5. 点击使伺服上电;6. 将平台X 轴和Y 轴回零;7. 在XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮,使笔架上的绘图笔下降至纸面;8. 确认参数设置无误且各轴正确回零后,点击“运行”;9. 观察界面中绘制的实际插补轨迹(红色)和理想的直线(绿色)。
根据实际插补轨迹检查步骤1 中绘制的插补轨迹是否正确;10. 点击“笔架抬起”按钮,将笔架上的绘图笔抬起,更换绘图纸;11. 按照步骤1 中b) 、c)、 d)的设置,重复执行4-10 步;12. 将步骤1 中a)和c)中设置的步长减小到1000,执行4-10 步,观察步长减少后对逐点比较法圆弧插补精度的影响;13. 点击使伺服下电;14. 实验结束。
2.4.4 数字积分法直线插补实验1. 实验前准备;1) 复习教材中关于数字积分法插补原理相关内容;2) 根据DDA 直线插补原理和流程图,手工绘制出以下几种情况的DDA 直线插补轨迹:a) 寄存器位长为3,步长为10000,起点为(0,0),终点为(40000,30000);b) 寄存器位长为5,步长为10000,起点为(0,0),终点为(40000,30000);c) 寄存器位长为5,步长为5000,起点为(0,0),终点为(40000,30000);d) 寄存器位长为3,步长为10000,起点为(0,0),终点为(-40000,30000);2. 开始实验,重复执行6.4.1 直线插补实验第1 至2 步,进入实验软件界面;3. 选择实验插补方式为“XY 直线插补(数字积分法);4. 根据步骤1 -1)-a)中的设置,输入数字积分法圆弧插补参数;5. 点击使伺服上电;6. 将平台X 轴和Y 轴回零;7. 在XY 平台的工作台面上,固定实验用绘图纸张,点击“笔架落下”按钮,使笔架上的绘图笔下降至纸面;8. 确认参数设置无误且各轴正确回零后,点击“运行”;9. 观察界面中绘制的实际插补轨迹(红色)和理想的直线(绿色)。