數(shù)控編程課程設計--數(shù)字積分法一、二象限逆圓插補計算

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文檔簡介

1、　　課程設計說明書　　設計題目：　　數(shù)字積分法一、二象限逆圓插補計算　　系 (部)：機電工程系 　　專業(yè)：

2、自動化（數(shù)控技術） 　　班級： 09數(shù)控本（2） 　　姓名： 　　學號：

3、 　　指導老師（簽名）： 　　起止時間：20 12年 12月 3 日至20 12年 12月7日共 1 周　　20 12 年 12 月 6日　　目錄</

4、p>　　一、課程設計題目1　　二、課程設計的目的1　　三、課程設計使用的主要儀器設備1　　四、課程設計的任務題目描述和要求1　　五、數(shù)字積分法插補原理2　　5.1從幾何角度來看積分運算2&l

5、t;/p>　　5.2數(shù)字積分圓弧插補3　　5.3數(shù)字積分法圓弧插補程序流程圖5　　5.4插補實例6　　六、程序清單7　　七、軟件運行效果仿真16</p&

6、gt;　　八、課程小節(jié)20　　一、課程設計題目　　數(shù)字積分法第一二象限逆圓插補計算　　二、課程設計的目的　　《數(shù)控原理與系統(tǒng)》是自動化

7、（數(shù)控）專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，安排課程設計的目的是通過課程設計方式使學生進一步掌握和消化數(shù)控原理基本內(nèi)容，了解數(shù)控系統(tǒng)的組成，掌握系統(tǒng)控制原理和方法，通過設計與調(diào)試，掌握各種功能實的現(xiàn)方法，為今后從事數(shù)控領域的工作打下扎實的基礎。　　1)了解連續(xù)軌跡控制數(shù)控系統(tǒng)的組成原理。　　2) 掌握數(shù)字積分法（DDA）插補的基本原理。<

8、;p>　　3）掌握數(shù)字積分法（DDA）插補的軟件實現(xiàn)方法。　　三、課程設計使用的主要儀器設備　　1、PC計算機一臺 　　2、支持軟件若干（選用VB環(huán)境）　　四、課程設計的任務題目描述和要求　　數(shù)字積分法又稱數(shù)字微分分析法DD

9、A(Digital Differential Analyzer)。數(shù)字積分法具有運算速度快、脈沖分配均勻、易于實現(xiàn)多坐標聯(lián)動及描繪平面各種函數(shù)曲線的特點，應用比較廣泛。其缺點是速度調(diào)節(jié)不便，插補精度需要采取一定措施才能滿足要求。由于計算機有較強的計算功能和靈活性，采用軟件插補時，上述缺點易于克服。　　本次課程設計具體要求如下：　　（1）掌握數(shù)字積分插補法

10、基本原理　　（2）設計出數(shù)字積分（DDA）插補法插補軟件流程圖　?。?）編寫出算法程序清單算法描述（數(shù)字積分法算法在VB中的具體實現(xiàn)）　　（4）要求軟件能夠?qū)崿F(xiàn)第一第二象限逆圓插補計算　?。?）軟件運行仿真效果插補結果要求能夠以圖形模式進行輸出&

11、lt;p>　　五、數(shù)字積分法插補原理　　數(shù)字積分法又稱數(shù)字積分分析法DDA(Digital differential Analyzer)，簡稱積分器，是在數(shù)字積分器的基礎上建立起來的一種插補算法。具有邏輯能力強的特點，可實現(xiàn)一次、兩次甚至高次曲線插補，易于實現(xiàn)多坐標聯(lián)動。只需輸入不多的幾個數(shù)據(jù)，就能加工圓弧等形狀較為復雜的輪廓曲線。直線插補時脈沖較均勻。并具有運算速度快，應用廣泛等特點。

12、　　5.1數(shù)字積分圓弧插補　　圓心為坐標原點的圓弧方程式為： 　　可得圓的參數(shù)方程為：　　　　　　　 　　對t 微分得、方向上的速度分量為： 　　用累加器來近似積分為：　　如圖所示

13、，設加工半徑為R的第一象限逆時針圓弧AB，坐標原點定在圓心上，A(Xo,Yo)為圓弧起點，B(Xe,Ye)為圓弧終點，Pi(Xi,Yi)為加工動點。　　如下圖所示，可以得到：　　V／R = Vx／Yi = Vy／Xi = K即Vx=K Yi，Vy=K Xi 　　因而可以得到坐標微小位移增量為：

14、;　　ΔX=VxΔt = KYiΔt ΔY=VyΔt = KXiΔt　　設Δt=1，K=1/2 則有：　　可看出，用DDA法進行圓弧插補時，是對加工動點的坐標Xi和Yi的值分別進行累加，若積分累加器有溢出，則相應坐標軸進給一步，則圓弧積分插補器如圖所示：　　5.2數(shù)字積分法圓

15、弧插補程序流程圖　　DDA法插補不同象限圓弧時，算法也有所不同。當采用軟件插補時，如果參與積分運算的寄存器均采用絕對值數(shù)據(jù)，則DDA法插補的積分累加過程完全相同，即JR＋JV→JR，只是進給脈沖分配方向和圓弧插補動點坐標的修正有所不同。　　5.3插補實例　　設有第Ⅰ象限逆圓弧

16、SE，起點為S（4，0），終點為E（0，4），且寄存器位數(shù)N=3。試用DDA法對該圓弧進行插補，并畫出插補軌跡。　　解：插補開始時，被積函數(shù)寄存器初值分別為　JVX＝YS＝0，JVY＝XS＝4，終點判別寄存器JSX＝|Xe－XS|＝4，JSY＝|Ye－YS|＝4。該圓弧插補運算過程見下表，插補軌跡如下圖所示的折線。　　六、程序清單<

17、;/b>　　Private Sub Command1_Click()　　Dim xs, ys, xe, ye As Integer, pi As Double　　pi = 3.14159　　xs = Val(Text1.Text)<p&

18、gt;　　ys = Val(Text2.Text)　　xe = Val(Text3.Text)　　ye = Val(Text4.Text)　　Picture1.ForeColor = vbBlack　　Picture1.DrawWidth = 2&

19、lt;p>　　If Option1.Value = True Then　　Picture1.Cls　　Picture1.Line (100, 4225)-(5500, 4225)　　Picture1.Line (100, 4225)-(100, 100)　　Pict

20、ure1.Line (70, 200)-(100, 100)　　Picture1.Line (130, 200)-(100, 100)　　Picture1.Line (5400, 4195)-(5500, 4225)　　Picture1.Line (5400, 4255)-(5500, 4225)</p&g

21、t;　　If ys = 0 Then　　If xe = 0 Then　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys) * 300</

22、p>　　Picture1.Circle (100, 4225), r, , 0, pi / 2　　Else　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2<p&g

23、t;　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys) * 300　　Picture1.Circle (100, 4225), r, , 0, Atn(ye / xe)　　End If　　Else<p&

24、gt;　　If xe = 0 Then　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys) * 300　　Picture1.Circle (100, 4225),

25、r, , Atn(ys / xs), pi / 2　　Else　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs ^ 2 + ys ^ 2) * 300&l

26、t;/p>　　Picture1.Circle (100, 4225), r, , Atn(ys / xs), Atn(ye / xe)　　End If　　End If　　ElseIf Option2.Value

27、 = True Then　　Picture1.Cls　　Picture1.Line (100, 4225)-(5500, 4225)　　Picture1.Line (5300, 4225)-(5300, 100)　　Picture1.Line (5270, 200)-(5

28、300, 100)　　Picture1.Line (5330, 200)-(5300, 100)　　Picture1.Line (5400, 4195)-(5500, 4225)　　Picture1.Line (5400, 4255)-(5500, 4225)　　If x

29、s = 0 Then　　If ye = 0 Then　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys) * 300　　P

30、icture1.Circle (5300, 4225), r, , pi / 2, pi　　Else　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs *

31、xs + ys * ys) * 300　　Picture1.Circle (5300, 4225), r, , pi / 2, pi - Atn(ye / Abs(xe))　　End If　　Else<p&g

32、t;　　If ye = 0 Then　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys) * 300　　Picture1.Circle (5300, 4225),

33、r, , pi - Atn(ys / Abs(xs)), pi　　Else　　Picture1.ForeColor = vbRed　　Picture1.DrawWidth = 2　　r = Sqr(xs * xs + ys * ys)

34、 * 300　　Picture1.Circle (5300, 4225), r, , pi - Atn(ys / Abs(xs)), pi - Atn(ye / Abs(xe))　　End If　　End If&l

35、t;p>　　End If　　End Sub　　Private Sub Command2_Click()　　Form1.Cls　　Dim m, l, Jr

36、x, Jry, Jvx, Jvy, xs, ys, xe, ye, N, x, y As Integer　　N = Val(Text5.Text)　　xs = Val(Text1.Text)　　ys = Val(Text2.Text)　　xe = Val(Text3.Te

37、xt)　　ye = Val(Text4.Text)　　J∑x = Abs(xe - xs)　　J∑y = Abs(ye - ys)　　Jvx = ys: Jvy = xs: Jrx = 0: Jry = 0　　m = 0: x =

38、 0: y = 0: l = 0　　Picture1.ForeColor = vbGreen　　Picture1.DrawWidth = 3　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500

39、　　Print " 變量 " & " Jvx " & " Jrx=Jrx+Jvx " & " △X " & " J∑x " & " Jvy " & " Jry=Jry+Jvy " & " △Y " & "

40、; J∑y "　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print " 開始 " & "

41、ys =" & Int(Text2.Text) & " 0 " & " 0 " & Abs(xe - xs) & " xs =" & Int(Text1.Text) & " 0 " & " 0 " &am

42、p; Abs(ye - ys)　　If Option1.Value = True Then　　Do While Jvy <> xe　　If J∑y = 0 Then　　If J∑x = 0 Then

43、　Print " "　　Else　　Jrx = Abs(Jrx) + Abs(Jvx)　　If Jrx >= 2 ^ N Then　　Jrx = Jrx - 2 ^ N

44、　　x = -1　　J∑x = J∑x - 1　　Else　　x = 0　　J∑x = J∑x&l

45、t;/p>　　End If　　If x = -1 Then　　Picture1.Line (Jvy * 300 + 100, 4225 - Jvx * 300)-((Jvy - 1) * 300 + 100, 4225 - Jvx * 300)

46、Jvy = Jvy - 1　　l = l + 1　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300</p&g

47、t;　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & " " & Jvx & " " & Jrx & " " & x & " " & J

48、∑x; " xs =" & Jvy + 1　　Else　　Jvy = Jvy　　J∑x = J∑x<

49、;p>　　l = l + 1　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print "

50、第" & l & "步 " & " ys =" & " " & Jvx & " " & Jrx & " " & x & " " & ∑x & "

51、 xs =" & Jvy　　End If　　End If　　Else　　Jrx = Abs(Jrx) + Abs(Jvx)</p&

52、gt;　　If Jrx >= 2 ^ N Then　　Jrx = Jrx - 2 ^ N　　x = -1　　J∑x = J∑x - 1　　Else

53、　　x = 0　　J∑x = J∑x　　End If　　Jry = Abs(Jry) + Abs(Jvy)　　If Jry >= 2

54、 ^ N Then　　Jry = Jry - 2 ^ N　　y = 1　　J∑y = J∑y - 1　　Else　　y = 0</

55、b>　　J∑y = J∑y　　End If　　If x = -1 Then　　If y = 1 Then　　Picture1.Line (100 +

56、 Jvy * 300, 4225 - Jvx * 300)-((Jvy - 1) * 300 + 100, 4225 - (Jvx + 1) * 300)　　Jvx = Jvx + 1　　Jvy = Jvy - 1　　l = l + 1

57、;　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =&

58、quot; & Jvx - 1 & " " & Jrx & " " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy + 1 & " " & Jry & " &quo

59、t; & y & " " & J∑y　　Else　　Picture1.Line (100 + Jvy * 300, 4225 - Jvx * 300)-((Jvy + 1) * 300 + 100, 4225 - Jvx * 300)<

60、p>　　Jvx = Jvx　　Jvy = Jvy + 1　　l = l + 1　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500<

61、/p>　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx & " " & Jrx & " " &

62、amp; x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy - 1 & " " & Jry & " " & y & " " & J∑y　　End I

63、f　　Else　　If y = 1 Then　　Picture1.Line (Jvy * 300 + 100, 4225 - Jvx * 300)-(Jvy * 300 + 100, 4225 - (Jvx + 1) * 300)&

64、lt;p>　　Jvx = Jvx + 1　　Jvy = Jvy　　m = m + 1　　l = l + 1　　Form1.CurrentX = 500&

65、lt;/p>　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx - 1 & " " & Jrx & " &

66、quot; & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy & " " & Jry & " " & y & " " & J∑y　　El

67、se　　Jvx = Jvx　　Jvy = Jvy　　l = l + 1　　m = m + 1<

68、/p>　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx & " &q

69、uot; & Jrx & " " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy & " " & Jry & " " & y & " " & J

70、∑y　　End If　　End If　　End If　　Loop　　If J∑

71、x = 0 Then　　l = l + 1　　m = m + 1　　Form1.CurrentX = 500　　Form1.CurrentY = 4500 + m * 300

72、　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx & "tz" & " xs =" & Jvy　　End If

73、;　　ElseIf Option2.Value = True Then　　Do While Jvx <> ye　　If J∑x = 0 Then　　If J∑y = 0 Then　　Print &qu

74、ot;"　　Else　　Jry = Abs(Jry) + Abs(Jvy)　　If Jry >= 2 ^ N Then　　Jry = Jry - 2 ^ N

75、　　y = -1　　J∑y = J∑y - 1　　Else　　y = 0　　J∑x = J∑x&

76、lt;p>　　End If　　If y = -1 Then　　Picture1.Line (5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - Jvx * 300)-(5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - (Jvx - 1) * 300)

77、　Jvx = Jvx - 1　　l = l + 1　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx & " " & Jrx & &q

78、uot; " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy - 1　　Else　　Jvy = Jvy&l

79、t;b>　　l = l + 1　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx & " " & Jrx & " " & x & &quo

80、t; " & J∑x & " xs =" & Jvy & " 停止"　　End If　　End If　　Else<

81、/b>　　Jrx = Abs(Jrx) + Abs(Jvx)　　If Jrx >= 2 ^ N Then　　Jrx = Jrx - 2 ^ N　　x = -1　　J∑x = J∑x

82、 - 1　　Else　　x = 0　　J∑x = J∑x　　End If　　J

83、ry = Abs(Jry) + Abs(Jvy)　　If Jry >= 2 ^ N Then　　Jry = Jry - 2 ^ N　　y = -1　　J∑y = J∑y - 1<b

84、>　　Else　　y = 0　　J∑y = J∑y　　End If　　If x = -1 Then<p

85、>　　If y = -1 Then　　Picture1.Line (5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - Jvx * 300)-(5300 - (Abs(Jvy - 1)) * 300, 4225 - (Jvx - 1) * 300)　　Jvx = Jvx - 1　　Jvy = Jvy

86、 - 1　　l = l + 1　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx - 1 & " " & Jrx & "

87、 " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy - 1 & " " & Jry & " " & y & " " & J∑y&

88、lt;b>　　Else　　Picture1.Line (5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - Jvx * 300)-(5300 - (Abs(Jvy - 1)) * 300, 4225 - Jvx * 300)　　Jvx = Jvx<p&g

89、t;　　Jvy = Jvy - 1　　Print " 第" & l & "步 "　　End If　　Else　　If y =

90、-1 Then　　Picture1.Line (5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - Jvx * 300)-(5300 - Abs(Jvy) * 300, 4225 - (Jvx + 1) * 300)　　Jvx = Jvx + 1　　Jvy = Jvy

91、　　l = l + 1　　Print " 第" & l & "步 " & " ys =" & Jvx - 1 & " " & Jrx & "

92、 " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy & " " & Jry & " " & y & " " & J∑y

93、　　Else　　Jvx = Jvx　　Jvy = Jvy　　l = l + 1　　Print " 第" &

94、amp; l & "步 " & " ys =" & Jvx & " " & Jrx & " " & x & " " & J∑x & " xs =" & Jvy & " &q

95、uot; & Jry & " " & y & " " & J∑y　　End If　　End If　　End If&l

96、t;/b>　　Loop　　If J∑y = 0 Then　　l = l + 1　　Print " 第" & l & "步 "

97、; & " ys =" & Jvx & " 停止" & " xs =" & Jvy　　End If　　End If<

98、;p>　　End Sub　　Private Sub Command3_Click()　　Unload Me　　End Sub　　七、軟件運行效果仿真&l

99、t;/p>　　基于vb 界面　　2、　　3、第一象限的逆圓數(shù)字積分法插補截圖如下：　　4、第二象限逆圓　　5

100、第一象限逆圓　　6、第二象限逆圓　　八、課程小節(jié)　　首先感謝劉老師的悉心指導，才讓我們?nèi)〉煤玫某煽儭Ｍㄟ^此次課程設計，使我更好的掌握了有關數(shù)字積分法一二象限逆圓插補計算方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題

101、，但經(jīng)過一次又一次的思考和詢問，終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。　　在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在同組的伙伴們的指導下，終于游逆而解。在今后社

102、會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！　　課程設計，我掌握了數(shù)字積分法插補的基本原理，運算過程，特點及其應用，并了解改進數(shù)字積分插補質(zhì)量的措施。&

103、lt;p>　　我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。　　感謝院系給我們這莫好的機會去真正感受專業(yè)的魅力，在最后的階段讓我們學到了很有用的東西，這將讓我們受益終身。&

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