步进驱动系统与数控圆弧插补程序的设计说明
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
课程设计题目: 步进驱动系统与数控圆弧插补程序设计
综合训练题目: 连接电路和机床进给电机驱动器实现第二象限逆圆弧插补加工
学院名称：
机械学院
专 业：
班 级：
姓 名：
学 号：
指导教师：
课程设计与综合训练
说明书
2016年1月
课程设计与综合训练任务书
课程设计题目:步进驱动系统与数控圆弧
插补程序设计
综合训练题目:连接电路和机床进给电机驱动器
实现第二象限逆圆弧插补加工
摘要：通过对微控制器-PLC的学习进行了为期三周的课程设计，本次课程设计是以第二象限逆圆弧插补为例。PLC在工业控制应用非常广泛，主要是因为
其稳定可靠。本设计即根据自制的车数控平台（双轴平台），通过插补运算，利用FX3uPLC发出脉冲，从而控制步进电机的运行，按照插补程序画出轨迹。从而初步掌握步进电机控制系统的设计方法，仿真数控车加工平台加工零件的加工轨迹。
关键词：FX3U-64M ; 步进电机; NR2插补;
目录
第一章概述 (5)
1.1 本次课程设计综合训练对象及容 (5)
1.2 课程设计综合训练任务书及要求 (5)
第二章机电伺服传动系统设计及图形绘制 (7)
2.1 步进电机的选择和齿轮传动比的计算 (7)
2.1.1 系统方案设计 (7)
2.1.2 传动比计算和步进电机的选择 (9)
2.2 圆柱齿轮减速器的设计计算 (15)
2.2.1 X向齿轮减速器的设计计算 (15)
2.2.2 Z向齿轮减速器的设计计算 (17)
2.2.3 丝杠的选择 (19)
2.3 联轴器选择 (24)
2.4 轴承选择 (24)
2.5 键 (25)
2.6 齿轮结构设计的选择 (25)
2.7 传动系统结构设计和图形绘制 (25)
第三章机电伺服系统微控制器电器线路及程序设计 (27)
3.1开环控制系统 (27)
3.2 三菱PLC驱动电路设计 (28)
3.3 PLC插补程序设计概述 (30)
3.4 程序设计调试 (35)
参考文献 (43)
第一章概述
机械电子工程专业的课程设计，是对前阶段机电课程教学的一次设计性的训练过程，其后二周的综合训练则是将课程设计的设计成果进行物化的过程。整个过程应该能实现对理论教学容的综合应用目的。所以，本次课程设计涉及了单片机原理及接口技术、机电一体化系统设计、电气控制与PLC、数控机床与编程技术、机械工程测试技术基础等多门机电课程知识，从机电系统及其电气原理图的设计与绘制，到动手制作控制电路及调试，对这些课程的诸多知识点在机电系统中的综合应用进行了简单的阐述。
1.1 本次课程设计综合训练对象及容
本次设计任务是根据自制的车数控平台，进行伺服传动系统设计及图形绘制、微控制器（单片机、可编程序控制器PLC、微机插卡）的接口电路设计、控制程序的编写、切削加工调试，初步掌握伺服控制系统的设计方法（可采用开环或闭环），完成数控车加工平台伺服系统零件的加工。
本次设计和训练的具体容如下：
(1)根据指导老师给定的任务，使用AUTOCAD绘制数控系统传动图形，选择系统所用步进电机、计算系统减速器传动比；
(2)使用绘图工具绘制微控制器接线图；
(3)利用元气件制作微控制器及其接口控制电路；
(4)编制和调试程序，加工出任务书中要求的零件类型；
（5）编制说明书。
直线插补与圆弧插补程序设计
直线插补与圆弧插补程序设计
一．直线插补 1. 直线插补程序流程图
#i nclude
int x, y; dx = abs(x2-x1); dy = abs(y2-y1); n = dx + dy; if (x2 >= x1) { k y2 >= y1 ? 1: 4; x x1; y y1; } else { k y2 >= y1 ? 2: 3; x x2; y y2; } putpixel(x, y, 1); for (i = 0, f = 0; i < n; i++) if (f >= 0) switch (k) { case 1: else switch (k) { case 1: putpixel(x++, y, f -= dy; break; case 2: putpixel(x, y++, f -= dx; break; case 3: putpixel(x--, y, f -= dy; break; case 4: 1); 1); 1); putpixel(x, y--, 1); } f -= dx; break;
putpixel(x, f += dx; break; y++, 1); case 2 : putpixel(x--, f += dy; break; y, 1); case 3 : putpixel(x, f += dx; break; y--, 1); case 4 : putpixel(x++, f += dy; break; y, 1); } } 二. 圆弧插补 2.1. 四象限圆弧插补程序流程图int main() { cb_line(0,0,15,20); /* <--- you forgot return 0; } here */
圆弧插补C语言程序
圆弧插补c语言源代码 专业2008-11-24 20:50:26 阅读253 评论0 字号：大中小订阅 #include
圆弧插补指令G02(精)
圆弧插补指令G02/G03 指令格式： G02 R__ X （U ）__ Z （W ）__ F__ ； G03 I__ K__ 指令意义：刀具沿X 、Z 两轴同时从起点位置（当前程序段运行前的位置）以R 指定的值 为半径或以I 、K 值确定的圆心顺时针（G02）/逆时针（G03）圆弧插补至X （U ）、Z （W ）指定的终点位置。
指令地址： G02：顺时针圆弧插补，见图3-15A ； G03：逆时针圆弧插补，见图3-15B ； X ：终点位置在X 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～ +9999.999mm； Z ：终点位置在Z 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～ +9999.999mm； U ：终点位置相对起点位置在X 轴方向的坐标值，其取值范围是：- 9999.999mm ～+9999.999mm； W ：终点位置相对起点位置在Z 轴方向的坐标值，其取值范围是：- 9999.999mm ～+9999.999mm； I ：圆心相对圆弧起点在X 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm； K ：圆心相对圆弧起点在Z 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm； R ：圆弧半径； F ：沿圆周运动的切线速度，其取值范围是：1~15000mm/min，其速度合成图见本手册3.6节进给功能F 代码。 图3-15A G02轨迹图图3-15B G03轨迹图 指令说明： ● 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向，它
是与采用前刀座坐标系还是后刀座坐标系有关的，如图3-16； 图3-16 圆弧方向的确定 ● 圆弧中心用地址I 、K 指定时，其分别对应于X ，Z 轴。I 、K 表示从圆弧起点到圆心 的矢量分量，是增量值： I ＝圆心坐标X －圆弧起始点的X 坐标； K ＝圆心坐标Z －圆弧起始点的Z 坐标; O
数字积分圆弧第一二三四象限顺逆插补计算
数控技术课程设计说明书 设计题目：数字积分法圆弧插补计软件设计指导老师： 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机 姓名： 学号：
目录 一、课程设计题目 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、课程设计使用的主要仪器设备 (1) 四、课程设计的任务题目描述和要求 (1) 五、数字积分法插补原理 (2) 5.1从几何角度来看积分运算 (2) 5.2数字积分圆弧插补 (3) 5.3数字积分法圆弧插补程序流程图 (5) 5.4插补实例 (6) 六、程序清单 (7) 七、软件运行效果仿真 (18) 八、课程小节 (21) 九、参考文献 (22)
一、课程设计题目 数字积分法第一、二、三、四象限顺、逆圆插补计算 二、课程设计的目的 《数控原理与系统》是自动化（数控）专业的一门主要专业课程，安排课程设计的目的是通过课程设计方式使学生进一步掌握和消化数控原理基本内容，了解数控系统的组成，掌握系统控制原理和方法，通过设计与调试，掌握各种功能实的现方法，为今后从事数控领域的工作打下扎实的基础。 1)了解连续轨迹控制数控系统的组成原理。 2) 掌握数字积分法（DDA）插补的基本原理。 3）掌握数字积分法（DDA）插补的软件实现方法。 三、课程设计使用的主要仪器设备 1、PC计算机一台 2、数控机床实验装置一台 3、支持软件若干（选用VB环境） 四、课程设计的任务题目描述和要求 数字积分法又称数字微分分析法DDA(Digital Differential Analyzer)。数字积分法具有运算速度快、脉冲分配均匀、易于实现多坐标联动及描绘平面各种函数曲线的特点，应用比较广泛。其缺点是速度调节不便，插补精度需要采取一定措施才能满足要求。由于计算机有较强的计算功能和灵活性，采用软件插补时，上述缺点易于克服。 本次课程设计具体要求如下： （1）掌握数字积分插补法基本原理 （2）设计出数字积分（DDA）插补法插补软件流程图 （3）编写出算法程序清单算法描述（数字积分法算法在VB中的具体实现）（4）要求软件能够实现第一、二、三、四象限顺、逆圆插补计算 （5）软件运行仿真效果插补结果要求能够以图形模式进行输出
基于Matlab的四象限圆弧插补程序
X0=input('请输入起点横轴坐标x: '); Y0=input('请输入起点纵轴坐标y: '); NXY=input('请输入差补步数: '); pace=input('请输入差补步长: '); RNSS=input('请选择差补走向(1代表顺时针/2代表逆时针): '); XM=X0; YM=Y0; %画基准圆 R=sqrt(X0*X0+Y0*Y0); alpha=0:pi/20:2*pi; xx=R*cos(alpha); yy=R*sin(alpha); plot(xx,yy,'g:'); hold on; axis equal; %针对跨象限运行时对ZF初始化(由于在跨象限运行时不改变ZF值所以必须对其初始化) ZF=(RNSS==1)*(((Y0==0)*((X0>0)*4+(X0<0)*3))+((X0==0)*((Y0>0)*1+(Y0<0) *2)))+... (RNSS~=1)*(((Y0==0)*((X0>0)*3+(X0<0)*4))+((X0==0)*((Y0>0)*2+(Y0<0)*1) )); %建立NXY次循环来实现差补计算与绘图 for num=1:NXY %FM值判断 FM=XM*XM+YM*YM-X0*X0-Y0*Y0; %象限判断(RNS为1,2,3,4分别代表1,2,3,4象限) RNS=(XM>0)*((YM>0)*1+(YM<0)*4)+(XM<0)*((YM>0)*2+(YM<0)*3); %走步计算(RNS百位为1表示逆时针画圆,十位为1表示FM<0,个位数字表示所在
象限,ZF代表走步方向) switch RNS+((FM<0)*10)+(RNSS~=1)*100 case 001 ZF=4; case 002 ZF=1; case 003 ZF=3; case 004 ZF=2; case 011 ZF=1; case 012 ZF=3; case 013 ZF=2; case 014 ZF=4; case 101 ZF=2; case 102 ZF=4; case 103 ZF=1; case 104 ZF=3; case 111 ZF=3; case 112
圆弧加减速插补算法
机电工程学院 数控加工技术课程设计——插补算法实现 学号：S311077006 专业：机械工程 学生姓名：胡晓锋 任课教师：李霞副教授 2011年4月
基于PC的圆弧曲线加减速算法实现 插补算法一直以来就是数控系统中的核心技术。从数控系统的原理来说，插补的本质问题就是对任意曲线进行分解，成为若干段微小的曲线，当对曲线的分解达到无穷级时，每一段曲线便成为微小的直线段。然后利用与相应微小曲线相类似的直线段代替，通过控制刀具按直线段行走进行加工，完成为整个曲线的插补运算加工。实际问题中不可能对任意曲线的分解达到无穷，因此总是存在相应的误差。然而在实际运用中对误差的容忍度有限，因此只需在满足精度的情况下进行曲线的分解。对曲线的分解过程即是将其坐标点进行密化，不但要保证精度，还需要在极短的时间内完成。受现代技术的限制，这一过程目前还存在一定的问题。由此而产生的对插补算法的研究也一直没有停止过，从经典的逐点比较法到现在的自由曲面直接插补法，各种算法层出不穷。 本次对圆弧的插补算法是基于PC技术的算法，利用MATLAB软件编写相应的插补程序，实现对插补轨迹的模拟与分析。 一、问题描述 本次设计针对圆弧曲线进行插补，采用加减速的方式完成刀具的行走过程。根据数据采样插补原理，实现数控轨迹的密化。本次插补的难点在于对刀具行走轨迹的自动加减速进行控制，由控制器发出相应指令，当刀具以不同速度运行到不同位置时，能够根据当前的状态判断下一个插补周期需要的状态，从而连续平滑的完成插补过程。 二、速度曲线的数学表达式 刀具在进行插补时的速度应该是一个加速-匀速-减速的过程，各个过程与时间的关系应该由相应的加速度来控制。因此曲线的形状呈现一定的抛物线形。 另初始进给速度为F1，末端进给速度为F2，指令速度为F，当前速度为V，减速距离为S，当前距离为CS，n为插补周期个数，t为当前时刻。则速度的数学表达式如下： (F1
逐点比较法直线插补圆弧插补实例
逐点比较法直线插补 （1）偏差函数构造 对于第一象限直线OA上任一点(X,Y):X/Y = Xe/Ye 若刀具加工点为Pi（Xi，Yi），则该点的偏差函数Fi可表示为： 若Fi= 0，表示加工点位于直线上； 若Fi> 0，表示加工点位于直线上方； 若Fi< 0，表示加工点位于直线下方。 （2）偏差函数字的递推计算 采用偏差函数的递推式（迭代式）：既由前一点计算后一点 Fi =Yi Xe -XiYe 若Fi>=0，规定向+X 方向走一步 Xi+1 = Xi +1 Fi+1 = XeYi –Ye(Xi +1)=Fi –Ye 若Fi<0，规定+Y 方向走一步，则有 Yi+1 = Yi +1 Fi+1 = Xe(Yi +1)-YeXi =Fi +Xe （3）终点判别 直线插补的终点判别可采用三种方法。 1）判断插补或进给的总步数：2）分别判断各坐标轴的进给步数；3）仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。 （4）例 对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6 ,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0 。终点判别是判断进给总步数N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。
逐点比较法圆弧插补（1）偏差函数构造 任意加工点Pi（Xi，Yi），偏差函数Fi可表示为 若Fi=0，表示加工点位于圆上；
若Fi >0，表示加工点位于圆外； 若Fi <0，表示加工点位于圆内 （2）偏差函数的递推计算 1） 逆圆插补 若F ≥0，规定向-X 方向走一步 若Fi<0，规定向+Y 方向走一步 2） 顺圆插补 若Fi ≥0，规定向-Y 方向走一步 若Fi<0，规定向+y 方向走一步 （3）终点判别 1）判断插补或进给的总步数： 2）分别判断各坐标轴的进给步数： （4）例 对于第一象限圆弧AB ，起点A （4，0），终点B （0，4） ???+-=-+-=-=++12)1(122211i i i i i i i X F R Y X F X X ???++=-++=+=++12)1(122211i i i i i i i Y F R Y X F Y Y ???+-=--+=-=++12)1(122211i i i i i i i Y F R Y X F Y Y ???++=-++=+=++12)1(122211i i i i i i i X F R Y X F X X b a b a Y Y X X N -+-=b a x X X N -= b a y Y Y N -=
数控圆弧编程举例讲解
数控圆弧编程举例讲解 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
数控圆弧编程举例讲解——I0和J0编程、圆弧用R编程封闭圆编程图 使机床在XOY、XOZ、YOZ平面内执行圆弧插补运动，加工出圆弧轮廓。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。圆弧的顺、逆可按图1给出的方向进行判断：沿圆弧所在平面（XOY）的另外一坐标轴的负方向（即-Z）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。 圆弧插补程序应包括：坐标平面选择、圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标及圆心坐标或半径。其程序格式为： G17 G02（G03） X┈Y┈I┈J┈（R┈）F┈ G18 G02（G03） X┈Z┈I┈K┈（R┈）F┈ G19 G02（G03） Y┈Z┈J┈K┈（R┈）F┈ 当机床只有一个坐标平面时，平面选择指令可省略（如车床）；当机床具有三个坐标时（如立式加工中心），G17可以省略。 圆弧插补终点坐标可以用绝对坐标,也可以用增量坐标，取决于程序中已指定的G90或G91。 图1圆弧顺逆的区分 圆心坐标I、J、K一般用圆心相对于圆弧起点（矢量方向指向圆心）在X、Y、Z坐标的分矢量，且总是为增量值（圆弧起点作为圆心坐标的原点），与程序中已指定的G90无关。圆心参数也可用半径R。由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，当圆心角θ≤180°的圆弧用R，当θ>180°的圆弧用-R。用R参数时，不能描述整圆。 应注意的是，圆弧是由数控装置的圆弧插补器完成的，若给出的圆弧参数有误差时，圆弧的终点处必残留一个小的直线段而形成圆弧误差ε，一般限制在ε≤10μ。 现代的数控机床都可跨象限编制圆弧程序。但有些旧式数控机床是按象限划分程序段的。 图2为封闭圆，用圆心坐标I、J编程。设刀具起点在坐标原点O，刀具回转中心快速移到 A ，按箭头方向以F=100mm/min速度切削整圆至A，再返回原点。 （1）假定不能跨象限编程，只能按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限分别编程。 用绝对坐标：
基于FPGA的逐点比较圆弧插补算法设计
二○一三届毕业设计 基于FPGA逐点比较圆弧插补算法设计 学院：电子与控制工程学院 专业：电子科学与技术 姓名：…….. 学号：……… 指导教师：…….. 完成时间：2013年5月 二〇一三年五月
摘 要 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 本课题主要是研究基于VHDL 实现数控系统中的逐点比较圆弧插补，要求圆弧运动过程平滑，在各象限能顺利过渡，并有较小的设计误差，能与运动控制部分很好的集成，实现较高的切割频率。 本课题采用QuartusII 软件来调试程序，并进行波形仿真。主要的工作如下： 1） 理解数控系统中逐点比较圆弧插补算法的原理及其实现方法； 2） 通过硬件描述语言VHDL 在FPGA 上实现上述算法； 3） 完成圆弧插补的仿真与测试。 关键词：VHDL ，FPGA ，逐点比较法，QuartusII
ABSTRACT ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ABSTRACT This topic mainly studies based on VHDL realization of point by point comparison circular arc interpolation in nc system, the movement for arc process smooth, in each quadrant can smooth transition, and a relatively small design error, can very good integration with motion control part, realize the high frequency of cutting. This subject adopts software QuartusII to debug program and waveform simulation. The main work is as follows: 1. Understand CNC system the principle of point by point comparison in circular arc interpolation algorithm and its realization method 2. Through the hardware description language VHDL FPGA to realize the above algorithms. 3. Finish arc interpolation of simulation and test KEY WORDS : VHDL, FPGA, point-by-point comparison, QUARTUS II
欧姆龙NJ直线插补及圆弧插补
NJ网络实验4 实验目的：a.实现空间一组4个工位的合成直线运动。 工位1（0,0），工位2（2000,2000），工位3（2000, 0），工位4（0,0） b.使用圆弧插补功能，实现下图运动轨迹。（图中数值仅供参考，可自行修改） C.学习齿轮比（变速）MC_gearin,MC_gearout指令。速度比要求3比1 实验器材：NJ、G5伺服及伺服电机两套；E3ZM-V81两个、网线若干（AT部门NJ样机箱）。 参考资料：NJ教材、NJ操作手册、运动控制指令手册 指导人员： 实验内容： 1．样机搭建、网络组建、轴设置在前报告中已经说明，此处省略。其中轴设置中原点返回设置选择如下图 两轴原点返回均为此设置
2．建立轴组： 轴设置完毕后，在“配置和设置”中右键点击轴组设置，在下拉菜单中左键点击添加轴组设置，如下图 添加后，左键双击MC_Group000；在轴组基本设置中“轴组使用”选择“使用轴组”如下图： 构成选择“2轴” 分别将“轴A0”分配MC_Axis000（0）；“轴A1”分配MC_Axis001（1）如下图
点击左侧“轴组操作设置”在下图中设置最大插补速度及加速度等， 轴设置完毕 3．编写程序 A、准备程序程序 本次程序依然需要MC_POWER及MC_HOME指令由于与上次程序相同这里不多介绍，程序如下图：
原点返回指令 “MC_GroupEnable”轴组使能指令，以下为手册截图 由于直线插补指令属于轴组指令，如想进行直线插补首先要进行轴组使能指令，否则无法使用对应指令。
将上一步设置好的MC_Group000使能，程序如下 指令“MC_GroupDisable”使能解除指令 与MC_GroupEnable对应指令，被轴组使能后被使能轴只能使用轴组指令，而不能使用轴指令，例如MC_Move等指令，所以程序中需要编写MC_GroupEnable程序
直线及圆弧插补程序--逐点比较法
此程序是根据《微型计算机控制技术》(第二版)清华大学出版社 第三章数字控制技术——3.2插补原理中的3.2.1逐点比较法的直线插补，3.2.2逐点比较法圆弧插补编写的。其中的变量定义，原理依据均来源于此，如有疑问，请参考书中的讲解。尤其是例子，以下两个程序的第一个运行图均与例题中的一致。 一、四象限直线插补程序 分别加工第一、二、三、四象限直线，起点均为（0,0），终点坐标为（NX，NY），进行插补计算。 程序中（NX，NY）为终点坐标；NXY为总步数；XOY=1,2,3,4，分别为第一、二、三、四象限; ZF=1,2,3,4，分别代表+x,-x,+y,-y走步方向；FM为加工点偏差，初值为0。 源程序： # include "stdio.h" # include "string.h" # include "math.h" void main() { int NX,NY,NXY,BS,XOY,ZF; int FM=0; char a[10]="+X",b[10]="-X",c[10]="+Y",d[10]="-Y",e[10]; printf("\n\n请输入NX,NY\n"); scanf("%d %d",&NX,&NY); {if(NX>0) if(NY>0)
XOY=1; else XOY=4; else if(NY>0) XOY=2; else XOY=3;} printf("终点在第%d象限\n",XOY); printf("\n 步数坐标进给偏差计算终点判断\n\n"); BS=fabs(NX) + fabs(NY); for(NXY= fabs(NX) + fabs(NY)-1;NXY>=0;NXY--) { if(FM>=0) {if(XOY==1||XOY==4) { ZF=1; strcpy(e,a);} else { ZF=2; strcpy(e,b); } FM=FM-fabs(NY); printf(" %d %s FM=%d NXY=%d\n\n",BS-NXY,e,
G02、G03圆弧插补指令教案
课题：G02/G03圆弧插补指令 所属课程数控编程与加工（车）授课章节第二章第四节授课教师刘晓东授课顺序第1讲授课班级2013级数控（1）班授课时间45分钟授课日期 学习目标【知识目标】 掌握G02、G03指令编程格式及各项内容的含义。 【能力目标】 熟练运用G02、G03指令编程和加工，培养学生运用所学知识解决问题的能力。 【德育目标】 培养学生勤于动脑、大胆实践、勇于探索以及严谨的工作习惯。 教学要求1、熟记圆弧插补功能指令； 2、学会判别方向，灵活运用R和I、K编程； 3、学完该知识点后，会灵活应用。 教学 重点 圆弧顺、逆的判断和圆心位置（R正负的确定和IK的计算）。 教学 难点 圆弧顺逆的判断。 关键要理解每个代码的含义及用法。 攻破难点使用方法1、通过复习G01、G00两种插补指令，联系旧课学习新课； 2、再讲解圆弧插补指令的用法，方向的判别法，结合例子讲授具体怎样 判别和使用G02/G03； 3、布置课堂练习，让学生应用所学知识点，达到消化的效果 教学 方法 理实一体化教具 准备 小黑板，挂图
教学 环节 教学内容教学方法说明 复习旧课提问1、快速定位G00格式？ 解答：G00X（U）__Z（W）__ 提问2、直线插补G01格式？ 解答：G01X（U）__Z（W）__ F__ 通过提问检 查学生对所学知 识掌握情况，并给 出问题解答起到 复习的作用。 引入新课 回顾前面所讲快速定位G00，直线插补G01指令，我们 学会了简单台阶零件的编程。但实际中很多零件外形往往是 圆弧连接的，例如图1。象这样的圆弧外形我们用什么指令来 加工呢？这就要用到今天我们所要学习的圆弧插补G02/G03。 通过简单的 实例讲解，引入新 课。 教学环节教学内容教学方法说明 图一
(完整版)vb圆弧插补程序
Private Sub Command1_Click() Const pi = 3.14159265 Picture1.ForeColor = vbBlack Picture1.DrawWidth = 2 Picture1.Line (50, 500)-(50, 5500) Picture1.Line (50, 5500)-(6500, 5500) Picture1.Line (80, 600)-(50, 500) Picture1.Line (20, 600)-(50, 500) Picture1.Line (6400, 5450)-(6500, 5500) Picture1.Line (6400, 5550)-(6500, 5500) Picture1.ForeColor = vbRed Picture1.DrawWidth = 3 If Int(Text1) = 0 Then Picture1.Circle (50, 5500), Sqr(Int(Text1) * Int(Text1) + Int(Text2) * Int(Text2)) * 400, , Atn(Int(Text4) / Int(Text3)), pi / 2 Else Picture1.Circle (50, 5500), Sqr(Int(Text1) * Int(Text1) + Int(Text2) * Int(Text2)) * 400, , Atn(Int(Text4) / Int(Text3)), Atn(Int(Text2) / Int(Text1)) End If End Sub Private Sub Command2_Click() Dim k, m, j, l, n, F(20) As Integer m = 0 l = Text1.Text k = Text2.Text F(m) = 0 Picture1.ForeColor = vbGreen Picture1.DrawWidth = 3 j = Abs(Int(Text1) - Int(Text3)) + Abs(Int(Text2) - Int(Text4)) Form1.CurrentX = 200 Form1.CurrentY = 200 Print "初始：进给方向 " & "F(m)=0" & " X0=" & Int(Text1) & " Y0=" & Int(Text2) & " ∑ = " & j For n = 1 To j If F(m) >= 0 And j > 0 Then m = m + 1 k = k - 1 F(m) = F(m - 1) - 2 * Abs(k + 1) + 1 Picture1.Line (50 + 400 * l, 5500 - k * 400)-(50 + 400 * l, 5500 - (k + 1) * 400) Form1.CurrentX = 200 Form1.CurrentY = 200 + m * 300 Print "第" & m & "步" & " -△y F(" & m & ")= " & F(m) & " " & "x=" & l & " " & "y="; k & " ∑=" & j - n Else l = l + 1 m = m + 1 Picture1.Line (50 + 400 * l, 5500 - k * 400)-(50 + 400 * (l - 1), 5500 - k * 400) F(m) = F(m - 1) + 2 * Abs(l - 1) + 1 Form1.CurrentX = 200 Form1.CurrentY = 200 + m * 300 Print "第" & m & "步" & " +△x F(" & m & ")= " & F(m) & " " & "x="; l & " " & "y="; k & " ∑=" & j - n End If Next n End Sub Private Sub Command3_Click() Text1.Text = "" Text3.Text = "" End Sub Private Sub Command4_Click() End End Sub
C语言模拟直线插补与圆弧插补程序设计
数控技术课程设计 说明书 设计题目直线插补与圆弧插补程序设计 机械设计以及自动化专业机械工程学院 机械102班 设计者青岛理工大学 2013年6月20
日 目录 1.设计题目 (1) 2.目录 (2) 3.直线插补流程图 (3) 4.直线插补程序 (4) 5.程序结果 (8) 6.圆弧插补流程图 (9) 7.圆弧插补程序 (10)
8.程序结果 (21) 一．直线插补 1.直线插补程序流程图 2.直线插补程序设计
#include "stdio.h" int i,X,Y,X0,Y0,Xe,Ye,F,N; int a[30][2]; void main() { int m; int menu(); void yi(); void er(); void san(); void si(); void te(); void shuchu(); m=menu(); a[0][0]=X0; a[0][1]=Y0; switch(m) { case 1:yi();shuchu();break; case 2:er();shuchu();break; case 3:san();shuchu();break; case 4:si();shuchu();break; case 5:te();shuchu();break; default:printf("无法插补\n"); } } int menu() { int t; printf("输入起点坐标\n"); scanf("%d,%d",&X0,&Y0); printf("输入终点坐标\n"); scanf("%d,%d",&Xe,&Ye); if (Xe>=X0&&Ye>=Y0) t=1; else if (Xe<=X0&&Ye>=Y0) t=2; else if (Xe<=X0&&Ye<=Y0) t=3; else if (Xe>=X0&&Ye<=Y0) t=4;
步进驱动系统与数控圆弧插补程序的设计说明
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 课程设计题目: 步进驱动系统与数控圆弧插补程序设计 综合训练题目: 连接电路和机床进给电机驱动器实现第二象限逆圆弧插补加工 学院名称： 机械学院 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 课程设计与综合训练 说明书
2016年1月 课程设计与综合训练任务书
课程设计题目:步进驱动系统与数控圆弧 插补程序设计 综合训练题目:连接电路和机床进给电机驱动器 实现第二象限逆圆弧插补加工 摘要：通过对微控制器-PLC的学习进行了为期三周的课程设计，本次课程设计是以第二象限逆圆弧插补为例。PLC在工业控制应用非常广泛，主要是因为
其稳定可靠。本设计即根据自制的车数控平台（双轴平台），通过插补运算，利用FX3uPLC发出脉冲，从而控制步进电机的运行，按照插补程序画出轨迹。从而初步掌握步进电机控制系统的设计方法，仿真数控车加工平台加工零件的加工轨迹。 关键词：FX3U-64M ; 步进电机; NR2插补; 目录 第一章概述 (5) 1.1 本次课程设计综合训练对象及容 (5) 1.2 课程设计综合训练任务书及要求 (5) 第二章机电伺服传动系统设计及图形绘制 (7)
2.1 步进电机的选择和齿轮传动比的计算 (7) 2.1.1 系统方案设计 (7) 2.1.2 传动比计算和步进电机的选择 (9) 2.2 圆柱齿轮减速器的设计计算 (15) 2.2.1 X向齿轮减速器的设计计算 (15) 2.2.2 Z向齿轮减速器的设计计算 (17) 2.2.3 丝杠的选择 (19) 2.3 联轴器选择 (24) 2.4 轴承选择 (24) 2.5 键 (25) 2.6 齿轮结构设计的选择 (25) 2.7 传动系统结构设计和图形绘制 (25) 第三章机电伺服系统微控制器电器线路及程序设计 (27) 3.1开环控制系统 (27) 3.2 三菱PLC驱动电路设计 (28) 3.3 PLC插补程序设计概述 (30) 3.4 程序设计调试 (35) 参考文献 (43) 第一章概述
直线与圆弧插补实验
实验一工作台直线插补运动 1 实验目的 1.了解工作台直线插补原理和算法； 2.在掌握直线插补原理的基础上实现平面绘图。 2 实验设备 1.直线／旋转工作台； 2.工作台控制箱一台； 3.笔架夹持器、画笔及画板。 3 实验原理 本实验利用逐点比较法插补直线，逐点比较法在第一象限的直线插补原理如下图： 现加工OE直线。如果刀具动点在OE直线上方或在该直线上，则令刀具沿X正方向进给一步；若刀具动点在OE直线下方，则令刀具沿Y轴正方向进给一步，如此循环直到加工到E点。判别刀具动点的位置根据偏差判别公式，第一象限直线插补的偏差判别公式如下： Fi = Xe Y i －Y e X i
Fi≥0时，偏差判别公式为 F i+1=F i -Ye 向X正方向进给 Fi<0时，偏差判别公式为 F i+1= F i＋Xe，向Y正方向进给 逐点比较法插补节拍：逐点比较法插补需要四个节拍，即偏差判别、进给、偏差计算和终点判别。 4.4 实验步骤 1.按使用说明书上将工作台组合成二自由度直线工作台，安装好笔架夹持器，放置好画板，并正确连接电缆。 2.安装上笔架夹持器及画笔，在桌面相应位置放好画板，使笔尖接触到画板； 3.接通控制箱电源； 4.启动计算机，运行工作台控制软件； 5.在“工作台组合方式”界面中选择X直线工作台和Y直线工作台； 6.单击主界面“工作台复位”按钮，工作台进行回零运动，运动完成后工作台处于零点位置； 7.把画笔安装到笔架夹持器上，使笔尖接触到画板； 8.单击“直线插补”按钮； 9.加速方式选择“梯形”，插补目标X轴填写0，Y轴填写-30，点击“运动”按钮，画出一条直线， 10.插补目标X轴填写30，Y轴填写30，点击“运动”， 11.插补目标X轴填写30，Y轴填写0，点击“运动”，
(完整版)数控G02-G03圆弧插补指令教案
G02/G03圆弧插补指令 一、场地安全： 1. 强调实习课堂安全要求； 2. 上机安全操作规程。 二、教学目的： 知识目标：1. 了解并掌握G02/G03指令的功能和格式。 2 ．掌握简单形面的程序设计思路和方法。 技能目标：1.通过对简单零件的加工，能熟练使用数控车床面板上的各功能键 2 .通过车削带圆柱、倒角、倒圆及圆弧的工件，培养学生基本操作 技能，养成安全文明生产的习惯。 3 .培养学生综合分析能力。 三、教学重、难点： 重点：1. G02/G03指令格式，参数含义。 2.顺逆圆弧的判断。 难点：顺逆圆弧的判断。 四、教学方法： 任务驱动法、仿真教学法 五、课堂设计： 1 .课时安排： 2 课时 2.理论与仿真练习相结合 3. 时间分配：复习与新课导入：5 分钟理论讲授：30 分钟课堂练 习：40分钟总结：3分钟作业布置：2分钟 六、教学过程： （一）组织教学：1 .检查学生出勤情况、工作服及胸卡佩戴情况 2 .强调课堂纪律，做到安全文明生产 3 .简要总结上次课题的教学情况
二）新课导入：
回顾前面所学的快速定位G00直线插补G01指令，我们学会了简单台阶零件的编程，但实际很多零件的外形轮廓往往是圆弧连接的，例如这个（教具）：同学们都知道，加工直线轮廓用直线插补，那加工圆弧轮廓呢？ 生：用圆弧插补 师：对，这就是今天我们要学习的，圆弧插补指令G02/G03. 提问学生： （三）新课讲解： 1 ?认识新指令： ①指令概述：G02/G03圆弧插补指令使刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。 ②圆弧顺、逆的判断：圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插 补指令.（那么什么时候用顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令），这里首先要看机床是前置刀架，还是后置刀架 我们用的机床是前置刀架，因此，顺时针方向用G03圆弧指令，逆时针方向用G02圆弧指令。 ③指令格式： G02 X(U) Z(W)R F(逆时针圆弧插补） G03 X(U) Z(W)R F( 顺时针圆弧插补） ④字母含义： X、Z:圆弧终点的绝对坐标 U、W圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量 R:圆弧半径 F:切削进给速度 2 ?指令注意事项: （a）前置刀
第三章 数控系统插补原理
第三章 数控系统插补原理 3.1 概述 3.2 基准脉冲插补 3.2.1 逐点比较插补法 3.2.2 数字积分插补法 3.3 数据采样插补 3.3.1 直线函数法 3.3.2 扩展DDA 法 3.4 刀具补偿原理 3.5 CNC 装置的加减速控制 零件的轮廓形状是由各种线型组成的，这些线形包括：直线、圆弧以及螺旋线、抛物线、自由曲线等。因此如何控制刀具与工件的相对运动，使加工出来的零件满足几何尺寸精度和粗糙度的要求，是机床数控系统的核心问题。数控加工中是利用小段直线或圆弧来逼近或拟合零件的轮廓曲线。 3.1 概述 插补运算是根据数控语言G 代码提供的轨迹类型（直线、顺圆或逆圆）及所在的象限等选择合适的插补运算公式，通过相应的插补计算程序，在所提供的已知起点和终点的轨迹上进行“数据点的密化”。过去，插补是由硬件实现的；现在的CNC 系统，插补工作一般是由软件实现的。 3.1.1 插补的基本概念 3.1.2 插补原理 所谓插补就是指数据点的密化过程：对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。目前应用的插补算法分为：逐点比较插补法、数字积分插补法和数据采样插补法。前两种方法也称作脉冲增量插补法。 y x 图3.3.2 插补轨迹 A(8,6) O
用折线来加工直线的例子。图3.3.8 逆圆插补轨迹
A(6,0) B(0,6) 插补轨迹 理想轨迹 y x O 用折线来加工圆弧的例子。 3.1.3 脉冲增量插补 脉冲增量插补，适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。其特点是：每次插补计算结束后产生一个行程增量，并以脉冲的方式输出到坐标轴上的步进电机。单个脉冲使坐标轴产生的移动量叫脉冲当量，一般用δ来表示。其中逐点比较插补法和数字积分插补法得到了广泛的应用。下面分别讲述。
逐点比较法直线插补圆弧插补实例
逐点比较法直线插补（1）偏差函数构造 对于第一象限直线OA上任一点(X,Y):X/Y=Xe/Ye 若刀具加工点为Pi（Xi，Yi），则该点的偏差函数F i 可表示 为 ： 若Fi=0，表示加工点位于直线上； 若Fi>0，表示加工点位于直线上方； 若Fi<0，表示加工点位于直线下方。 （2）偏差函数字的递推计算 采用偏差函数的递推式（迭代式）：既由前一点计算后一点 Fi=YiXe-XiYe 若Fi>=0，规定向+X 方向走一步 Xi+1=Xi+1 Fi+1=XeYi–Ye(Xi+1)=Fi–Ye 若Fi<0，规定+Y方向走一步，则有 Yi+1=Yi+1 Fi+1=Xe(Yi+1)-YeXi=Fi+Xe （3）终点判别 直线插补的终点判别可采用三种方法。 1）判断插补或进给的总步数：2）分别判断各坐标轴的进给步数；3）仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。（4）例 对于第一象限直线OA，终点坐标Xe=6,Ye=4，插补从直线起点O开始，故F0=0。终点判别是判断进给总步数 N=6+4=10，将其存入终点判别计数器中，每进给一步减1，若N=0，则停止插补。
逐点比较法圆弧插补 （1）偏差函数构造 任意加工点Pi（Xi，Yi），偏差函数Fi可表示为若Fi=0，表示加工点位于圆上； 若Fi>0，表示加工点位于圆外； 若Fi<0，表示加工点位于圆内 （2）偏差函数的递推计算 1）逆圆插补 若F≥0，规定向-X方向走一步 X i1X i1 F i1(X i1)2Y i 2R2F i2X i1 若Fi<0，规定向+Y方向走一步 Y i1Y i1 F i1X i2(Y i1)2R2F i2Y i1
数控机床的插补原理
教案用纸 页 学科 数 控 加 工 工 艺 学 第一章第 6 节 课题数控机床的插补原理 授课时数2H 累计时间8H 授课日期2010-09-10 授课班级数加维7090102 数控技术50901 教学目的与要求1．了解数控机床的插补原理2．掌握直线插补的计算 教学重点与难点重点：数控机床的插补原理难点：计算直线插补 授课方法讲授法教具 执行后摘记
复习 数控机床的坐标系及方向的确定 新课讲解： 1-6数控机床的插补原理 一、 插补基本概念 1、插补 数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上已知点之间进行数据密化处理的过程。常用脉冲当量的数值有0.01mm/脉冲、0.001mm/脉冲。目前有些数控机床的加工精度已达0.1um 、0.01um 。 2、分类 插补功能的好坏直接影响系统控制精度和速度，是数控系统的主要技术性能指标，所以插补软件是数控系统的核心软件。 二、逐点比较法 逐点比较法是被控制的对象在按要求的轨迹原点时，每走一步都要与现实的轨迹比较，由比较结果决定下一步移动的方向插补过程中每处理一步都要完成以下四个工作节拍：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。 （1）插补步骤流程图 （2）第一象限直线插补 1、直线插补（第一象限） 1）、偏差判别 e m e m m Y X X Y F -=，若0=m F ，则动点恰好在直线上；若0>m F ，则动点 在直线上方；若0