逐点比较插补算法设计

学院

毕业论文（设计） 2015 届机械设计制造及其自动化专业 13 班级

题目逐点比较插补算法设计

姓名学号 1

指导教师职称教授

二О一五年五月二十一日

摘要

逐点比较法是数控加工中常用的插补方法,通过控制刀具每次移动的位置与理想位置的误差函数进而实现零件加工,鉴于VB编程简单、直观,采用VB可以实现逐点比较插补原理的相关程序设计及加工过程虚拟化。插补技术是机床数控系统的核心技术,逐点比较法可以实现直线和圆弧插补算法,其算法的优劣直接影响零件直线和圆弧轮廓的加工精度和加工速度。文章在传统的逐点比较直线插补与圆弧插补算法的基础上,提出以八方向进给取代传统的四方向进给,研究了偏差最小的走步方向的实现方法,同时研究了保证数控机床坐标进给连续的偏差递推计算过程。结果表明,新算法可以提高零件轮廓的逼近精度且减少了插补计算次数,从而提高了零件直线和圆弧轮廓的加工精度和加工速度。

关键词

数控；插补；逐点比较；逼近；偏差函数

The algorithm design of point-to-point comparison

Author: LI Zhiyuan Tutor: Chen Liangji

Abstract

Abstract: The algorithm of point-to-point comparison is a typical plugging method in processing of numerical control,manufacturing parts by controlling error function between the position the cutting tool moves to and the perfect program is simple and visual,which can visualize the programming and processing of The algorithm of point-to-point comparison. Interpolation technology is the core technology of machine tool’s CNC system. The algorithm of point-to-point comparison can achieve the algorithms of linear and circular algorithm of point-to-point comparison

linear and circular interpolation affects the machining accuracy and rate on the conventional algorithm of point-to-point comparison linear and circular interpolation,it was put forward in the article that feed in eight directions takes place of feed in four directions,the achievement method of feed direction was researched that can result in the least deviation,the deviation recursive calculation process was researched that can ensure a continuous CNC coordinate result showed that the approximation accuracy of parts’ contour was improved and the number of interpolation calculation was reduced by use of new algorithm,and then the machining accuracy and rate of parts’ linear and circular contour was improved. Keywords:CNC;interpolation;point-to-point comparison ;error function

目录

第一章绪论0

设计与研究的重要性0

本设计的主要工作0

第二章逐点比较法1

基准脉冲插补1

逐点比较法1

逐点比较法直线插补算法2

逐点比较法圆弧插补8

第三章逐点比较法算法的改进16改进的逐点比较直线插补算法 17改进的逐点比较圆弧插补算法 20

第4章V B插补程序代码23

逐点比较法直线插补的程序设计方案23程序实现23

工作界面23

源程序代码24

逐点比较法圆弧插补V B程序26

第五章结论29

参考文献31

第一章绪论

在现代制造系统中数控系统占有非常重要地位，数控技术是一门不仅具有理论性而且具有实践性的多学科融合技术。尤其，插补技术是数控技术的一个重要组成部分，数控加工中常采用的插补方法是逐点比较法插补法。逐点比较插补法通过控制刀具每次移动的位置与理想位置误差函数进行比较，从而使实现零件的加工。由于Visual Basic 在实际当中的广泛应用及编程简单、直观，采用Visual Basic 可以实现逐点比较法插补原理的相关程序设计。随着科技水平的不断提高，人类对机械制造技术提出了更高的要求。机械制造技术的基础是数控技术。数控系统编程影响着数控机床的各种性能，不但决定着加工过程而且还决定着加工精度，所以，对数控系统的加工有着非常重大的意义。

设计与研究的重要性

插补技术是机床数控系统的核心技术。插补是机床数控系统按照一定方法控制执行部件运动、进而产生零件轮廓的过程。插补的本质是在所需路径或轮廓上的两个已知点间，依据某一数学函数确定其中中间点的位置坐标值。数控系统依据其坐标值控制执行部件的运动，从而实现数控加工。插补算法的优劣直接影响数控系统的各性能指标，其计算精度也将直接影响零件轮廓的加工精度。因此，插补算法对数控系统的性能非常重要。

设计的相关技术及现状

在现代计算机数控系统中，插补算法大部分都是采用计算机的程序软件来实现。由于直线和圆弧是构成工件轮廓的基本要素，因此一般的数控系统都具有直线和圆弧插补功能。数控系统的插补算法可划分为基准脉冲插补和数据采样插补这两大类，逐点比较插补法是基准脉冲插补计算方法中的一种常采用的方法。脉冲增量法实现起来相对比较简单而且易用硬件实现，从而被广泛应用在开环数控系统中。因此，大多数的CNC 系统都具有直线和圆弧插补功能。由于大多数非圆轮廓曲线均可以采用圆弧来逼近，在系统不具备高级曲线输出功能时，若有一个简单精确而且快速的圆弧插补功能则显得非常必要。

本设计的主要工作

逐点比较插补法不但能进行过象限处理和终点判别，而且能对译码后的结果进行插补运算。本设计在传统的逐点比较圆弧插补算法的基础上，提出一种改进算法。这种改进的算法不仅减少数控系统的插补次数而且还提高插补精度，从而提高零件轮廓的加工精度。本设计还采用了VB