数控代码及插补算法综合实验.docx
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数控代码及插补算法综合实验
《机电控制工程技术》
数控代码及插补算法综合实验
班级:
学号:
姓名:
2016-6-12
一、设计题目
插补算法及数控编程综合实验
二、设计目的
1.学习使用matlab或VC编程环境进行逐点比较插补算法(直线、圆弧)仿真。
2.了解基本的G代码指令并完成编写简单的图形的G代码。
三、设计任务
1.使用matlabGUI界面进行逐点比较插补算法(直线、圆弧)仿真。
2.设计一个图案进行G代码编程并仿真。
四、实验思路及过程
4.1插补算法介绍
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的加工曲线,这种逼近过程即为插补。
插补分为直线插补和圆弧插补,分别实现刀具的直线和圆弧运动。
本实验中,将采用逐点比较法以实现插补算法的仿真,编程完成一个GUI界面以及其相应的M-file。
逐点比较法的基本原理为计算机在控制加工过程中,逐点地计算和判别加工偏差,以控制坐标进给,该法运算直观,插补误差不大于一个脉冲当量,脉冲输出均匀,调节起来比较方便。
4.2直线插补流程
直线插补中所用到的控制变量为起点、终点以及步长。
步长控制了插补精度,步长越小,插补精度越高。
本实验中,采用坐标变换的方法,即将X-Y坐标轴原点平移到起点(Xs,Ys),然后判断终点坐标(Xe,Ye)所处的象限,即判断走刀方向,然后通过实际坐标点与理论直线的斜率偏差来生成走刀轨迹。
最后在平移后的坐标轴中计算出走刀轨迹并进行终点判别,到达终点以后,利用画图命令,将走刀轨迹呈现在编写的GUI界面中。
其程序流程图如下(见附图1):
4.3圆弧插补流程
圆弧插补中所用到的控制参数为:
起始点(Xs,Ys)圆心(Xe,Ye),以及圆心角。
圆弧插补亦采用了坐标变化,即将原点平移至圆心求得半径值,并根据增量角的正负确定走刀方向(规定逆时针为正),然后根据步长生成插值点,判断方式为实际点到左边原点的距离与理论圆弧半径大小比较。
到达终点后还原绝对坐标然后作图
其程序流程图如下(见附图2):
附图2圆弧插补流程图
4.4GUI界面以及操作说明
GUI界面如附图3所示
图3
在直线插补中,起点框中输入起点坐标,在终点框中输入终点坐标,在步长框中输入步长,点击插补按钮即可。
仿真结果如下图:
附图4GUI圆弧插补
在圆弧插补中,圆心框中输入圆心,角度框中在起始角位置输入起始角度,在增量角位置输入增量角度,R为插补圆弧的半径,step为步长。
仿真结果如附图4:
具体GUI(图形界面)以及M-file(插补代码)请见插补算法附件文件夹。
4.5G代码编写
G代码的基本指令
表格1G代码基本指令
代码
代码含义
指令格式
G00
快速定位
G00X(U)_Y(V)_
G01
直线插补
G01X(U)_Y(V)_F_
G02/03
圆弧插补G02:
顺时针圆弧G03:
逆时针圆弧
G02/03X(U)_Y(V)_R_F
G02/03X(U)_Y(V)_I_J_F
M03
对应于笔架下降
M05
对应于笔架抬起
M30
程序停止
4.6手工编写G代码
手工编写G代码完成附图5所示图形绘制,其内容为剪刀。
详细代码以及注释见数控编程附件文件夹。
附图5自己编写的G代码在固高界面仿真界面
4.7CAXA工程师生成G代码
因为个人喜欢红楼梦,所以选择红楼梦的梦字,同时选用比较难的字体,然后通过平面轮廓加工、轨迹仿真以及生成G代码等操作得到了初步的G代码,然后经过自己的修改完成了能输进固高平台的G代码,并成功完成了仿真,此过程中仿真图片见附图7,详细的G代码见数控编程附件文件夹。
附图7仿真截图
五、实验感想
本以为掌握了理论知识后会简单很多,但真正操作起来全花了半天的时间,同时出现各种各样的错误,但通过实际的操作进一步明白了matlab和G代码的用法。
同时也对工程实际更加了解
六、课程建议
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