机床数控课设-插补原理及流程图设计-本科论文.doc

《机床数控技术》课程设计
说明书

班级:0511105
学号:0511105
姓名：
指导教师：
时间：2015年1月
地点：明故宫校区计算中心

目 录
一、简要说明 -------------------------------------------------------- 3
二、设计目的和任务-------------------------------------------------- 3
三、设计要求 -------------------------------------------------------- 3
四.插补原理及流程图设计------------------------------------------4
五.变量说明-------------------------------------------------------------6
六．程序界面及运行截图--------------------------------6
七. 源程序代码 ----------------------------------------------------7
八参考文献-------------------------------------18

一、简要说明
插补 （Interpolation） 　　
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。 　　
插补（interpolation）定义：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。
插补的原理和算法很多，根据数控系统输出到伺服驱动装置的信号的不同，插补方法可归纳为基准脉冲插补和数据采样插补两种类型。
二、设计目的
课设题目：
· PL4—— 逐点比较法插补第4象限直线
· DA14—— DDA法插补第14象限顺圆弧

（1） 了解连续轨迹控制数控系统的组成原理。
（2） 了解逐点比较法和DDA法插补直线和圆弧的基本原理。
（3） 掌握逐点比较法和DDA法插补的软件实现基础。
三、设计要求
（1） 具有数据输入界面，如起点、终点、圆心、半径及插补步长等；
（2） 具有插补过程的动态显示功能，如单步插补、连续插补；
（3） 适当的编程语言，详细的程序设计流程图，变量说明、源程序；
（4） 插补的步长可调。

四：插补原理及流程图设计：
1.插补原理
逐点比较法直线插补原理图：

DDA法圆弧插补原理：
（同理在14象限）
2. 流程图设
五： 变量说明
程序界面控件设置以及相关变量说明：
控件名
对应变量
相关说明
寄存器位数
Register
寄存器位数
半径
Radius
圆弧半径
步长
Steplength
步长
X
X0
起点横坐标
Y
Y0
起点纵坐标
X
X1
终点横坐标
Y
Y1
终点纵坐标
连续插补
succession
“连续插补”
单步插补
step
“单步插补”
直线
line
直线插补选择
圆弧
circle
圆弧插补选择

六．程序界面及运行截图

1.直线连续插补：
2.直线单步插补：

2. 圆弧连续插补：
4.圆弧单步插补：

七．程序代码节选
直线
Dim x0, y0, x1, y1, L, xe, ye As Single
Dim n As Integer

x0 = Val(Form2.Text1.Text) '*******起点

y0 = Val(Form2.Text2.Text)
'
x1 = Val(Form2.Text3.Text) '*******终点

y1 = Val(Form2.Text4.Text)

L = Val(Form2.Text5.Text) '*******步长

If L = 0 Then
L = 1
Form2.Text5.Text = L
End If

If L < 0 Then
L = Abs(L)
Form2.Text5.Text = L
End If

xe = x1 - x0
ye = y1 - y0

n = CInt(Abs(xe) / L) + CInt(Abs(ye) / L) '*******终点判别

flag1 = 0

form1.Picture1.Cls
form1.pic

If xe = 0 Then '*******Y轴

If ye > 0 Then '*************Ｙ正向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0

For a = 1 To n
j1 = j + L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

j = j1
Next a
ElseIf ye < 0 Then '*************Ｙ负向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0

For a = 1 To n
j1 = j - L

form1.Picture1.Line (x0, j + y0)-(x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

j = j1
Next a

End If

flag1 = 1

End If

If ye = 0 Then '********X轴

If xe > 0 Then '*************X正向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0

For a = 1 To n
i1 = i + L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

i = i1
Next a
ElseIf xe < 0 Then '*************X负向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0

For a = 1 To n
i1 = i - L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

i = i1
Next a

End If
flag1 = 1
End If
If xe > 0 And ye > 0 Then '*********************** 1象限
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0

For m = 1 To n Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m

ElseIf xe < 0 And ye > 0 Then '*********************** 2象限
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0

f = 0
For m = 1 To n Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m

ElseIf xe < 0 And ye < 0 Then '*********************** 3象限
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0
For m = 1 To n Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)

End If
Next m

ElseIf xe > 0 And ye < 0 Then '***********************４象限
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0
For m = 1 To n Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m

End If

If flag1 = 0 Then '****************画直线
form1.Picture1.Line (x0, y0)-(x1, y1), RGB(0, 0, 255)

End If

End Sub

Private Sub Command2_Click() '****************退出
Form2.Hide
form1.Show
End Sub

Private Sub Command3_Click() '************逐点法单步插补
Static count As Integer
Dim x0, y0, x1, y1, L, xe, ye As Single
Dim n As Integer

If SHURUchang = 1 Then
count = 0
SHURUchang = 0
End If

count = count + 1

x0 = Val(Form2.Text1.Text)

y0 = Val(Form2.Text2.Text)

x1 = Val(Form2.Text3.Text)

y1 = Val(Form2.Text4.Text)

L = Val(Form2.Text5.Text)

If L = 0 Then
L = 1
Form2.Text5.Text = L
End If

If L < 0 Then
L = Abs(L)
Form2.Text5.Text = L
End If

xe = x1 - x0
ye = y1 - y0
n = CInt(Abs(xe) / L) + CInt(Abs(ye) / L)
flag1 = 0
form1.Picture1.Cls
form1.pic
If xe = 0 Then '***********Ｙ轴插补
If ye > 0 Then '*************Ｙ正向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0
If count <= n Then
For a = 1 To count

j1 = j + L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

j = j1
Next a
Else: count = 0
End If

ElseIf ye < 0 Then '*************Ｙ负向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0
If count <= n Then

For a = 1 To count
j1 = j - L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

j = j1
Next a
Else: count = 0

End If

End If

flag1 = 1

End If

If ye = 0 Then '*************x轴插补

If xe > 0 Then '*************x正向
i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0
If count <= n Then

For a = 1 To count
i1 = i + L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

i = i1
Next a
Else: count = 0
End If
ElseIf xe < 0 Then '*************x负向

i = 0
j = 0
i1 = 0
j1 = 0
If count <= n Then
For a = 1 To count
i1 = i - L

form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)

i = i1
Next a
Else: count = 0
End If

End If

flag1 = 1

End If
If flag1 = 0 Then '***************如果不在ＸＹ轴插补，则画直线

form1.Picture1.Line (x0, y0)-(x1, y1), RGB(0, 0, 255)

End If
If xe > 0 And ye > 0 Then '******************第１象限插补
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0
If count <= n Then
For m = 1 To count Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m
Else: count = 0

End If

ElseIf xe < 0 And ye > 0 Then '************第２象限插补
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0
If count <= n Then

For m = 1 To count Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m
Else: count = 0

End If

ElseIf xe < 0 And ye < 0 Then '************第３象限插补
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0

If count <= n Then
For m = 1 To count Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)

End If
Next m

Else: count = 0
End If

ElseIf xe > 0 And ye < 0 Then '************第４象限插补
i = 0
j = 0

i1 = 0
j1 = 0
f = 0
If count <= n Then
For m = 1 To count Step 1
If f >= 0 Then
i1 = i + L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f - Abs(ye)
ElseIf f < 0 Then
j1 = j - L
form1.Picture1.Line (i + x0, j + y0)-(i1 + x0, j1 + y0), RGB(255, 0, 0)
i = i1
j = j1
f = f + Abs(xe)
End If
Next m

Else: count = 0
End If
圆弧
Private Sub LXddashun4(ByVal qx, ByVal qy, ByVal zx, ByVal zy, ByVal r, ByVal L, a, b, ByVal n, u)

i = qx '*****************************临时点坐标
j = qy
i1 = qx
j1 = qy

jrx = 0
jry = 0
jvx = Abs(j)
jvy = Abs(i)

m = 2 ^ n
yichu = 0

If zx > 0 And zy <= 0 Then
If u < 5 Then

If zx < qx And zy < qy Then
zxx = zx
zyy = zy
ElseIf zx = qx And zy = qy Then
zxx = 0
zyy = -Abs(r)
ElseIf zx > qx And zy > qy Then
zxx = 0
zyy = -Abs(r)
End If
ElseIf u = 5 Then
zxx = zx
zyy = zy
End If

Else
zxx = 0
zyy = -Abs(r)
End If

While Abs(i - zxx) >= L Or Abs(j - zyy) >= L
jrx = jrx + jvx
jry = jry + jvy

If jrx >= m And jry >= m And Abs(i - zxx) >= L And Abs(j - zyy) >= L Then
jrx = jrx - m
i1 = i - L
jry = jry - m
j1 = j - L
yichu = 1

ElseIf jrx >= m And Abs(i - zxx) >= L Then
jrx = jrx - m
i1 = i - L
yichu = 1

ElseIf jry >= m And Abs(j - zyy) >= L Then
jry = jry - m
j1 = j - L
yichu = 1
End If

If yichu = 1 Then
form1.Picture1.Line (i + a, j + b)-(i1 + a, j1 + b), RGB(255, 0, 0)
yichu = 0
End If

i = i1
j = j1
jvx = Abs(j)
jvy = Abs(i)
Wend

If Abs(i - zx) >= L Or Abs(j - zy) >= L Then
If i > 0 Then
i = i - L
form1.Picture1.Line (i + a, j + b)-(i1 + a, j1 + b), RGB(255, 0, 0)
End If
If Abs(i - zx) >= L Or Abs(j - zy) >= L Then
u = u + 1
Call LXddashun3(i, j, zx, zy, r, L, a, b, n, u)
End If
End If

End Sub
Private Sub danbuddashun(ByVal x0, ByVal y0, ByVal x1, ByVal y1, ByVal r, ByVal L, a, b, ByVal n, count1, count2)
qx = x0 - a '*****************************换算后的起点，终点坐标
qy = y0 - b

zx = x1 - a
zy = y1 - b

u = 1

If qx >= 0 And qy > 0 Then
Call danbuddashun1(qx, qy, zx, zy, r, L, a, b, n, u, count1, count2)

ElseIf qx < 0 And qy >= 0 Then
Call danbuddashun2(qx, qy, zx, zy, r, L, a, b, n, u, count1, count2)

ElseIf qx <= 0 And qy < 0 Then
Call danbuddashun3(qx, qy, zx, zy, r, L, a, b, n, u, count1, count2)

ElseIf qx > 0 And qy <= 0 Then
Call danbuddashun4(qx, qy, zx, zy, r, L, a, b, n, u, count1, count2)

End If
End Sub
Private Sub danbuddashun1(ByVal