基于单片机数控系统插补控制设计

课程设计说明书

院（系） 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 08机械（3）班 学生姓名指导老师

2012 年1月6日

课 程 设 计 任 务 书

兹发给 08级机械工程及自动化 班学生 数控方向综合 课程设计任务书，内容如下：

1． 设计题目： 2． 应完成的项目：

（1）调研、搜集整理课题的相关资料，确定设计整体方案。 （2）理解并熟悉数控系统插补原理。

（3）根据插补原理，用Visual C++实现其模拟仿真。 （4）单片机开发环境（μVision ）下，编程实现插补。

（5）完成设计说明书，准备答辩。

3． 参考资料以及说明：

（1） 数控技术。 （2） 单片机原理及应用。 （3） Visual C++编程相关资料。

（4） Google上查找“VC插补仿真程序”作参考。

4． 本设计任务书于2011年12月26日发出，应于2012年1月12日前完成，然后进行答辩。

指导教师 签发 2012 年 1月 日

课程设计评语：

课程设计总评成绩：

指导教师签字：年

月

目 录

摘 要 ...................................................................................................................... 4 第一章 绪论 .......................................................................................................... 5

1.1数控的基本原理 ........................................................................................ 5 1.2插补的原理 ................................................................................................ 5 1.3插补方法的分类 ........................................................................................ 5

1.3.1基准脉冲插补 ................................................................................. 6 1.3.2数据采样插补 ................................................................................. 6

第二章 基准脉冲插补的原理与应用 .................................................................. 7

2.1逐点比较法 ................................................................................................ 7

2.1.1逐点比较法的直线插补原理 ......................................................... 7 2.1.2逐点比较法的直线不同象限插补 ................................................. 9 2.1.3逐点比较法的圆弧插补原理 ......................................................... 9 2.1.4逐点比较法的圆弧不同象限插补 ............................................... 10 2.2数字积分法(DDA) ...................................................................................11

2.2.1直线插补的原理 ............................................................................11 2.2.2直线插补的终点判别 ................................................................... 12 2.2.3圆弧插补的原理 ........................................................................... 12 2.2.4圆弧插补的终点判别 ................................................................... 13 2.2.5圆弧插补与直线插补比较 ........................................................... 14

第三章 Visual C++实现其模拟仿真 ................................................................. 15

3.1逐点比较法的直线插补 .......................................................................... 15

3.1.1第一象限的直线插补 ................................................................... 15 3.1.2不同象限的直线插补 ................................................................... 17 3.2逐点比较法圆弧插补 .............................................................................. 20 3.3DDA直线插补 ......................................................................................... 21

3.3.1DDA直线插补程序 ...................................................................... 21 3.3.2DDA圆弧插补 .............................................................................. 22

第四章μVision单片机插补编程 ......................................................................... 25 参考文献 ................................................................................................................ 28

摘 要

本文是对“基于单片机数控系统插补控制设计”的课程设计流程进行说明，其中包括介绍数控系统的插补原理介绍，插补的方法有：基准脉冲插补和数据采况样插补。本次课程设计主要介绍基准脉冲插补法中的逐点比较法和数字积分法（DDA），然后利用这两大方法对直线、逆圆、顺圆及过象限等情况进行分析，画出流程图，最后根据插补原理，用Visual C++实现其模拟仿真并在单片机开发环境（μVision ）下，编程实现插补。

本文主要介绍到本次课程设计需要用到的逐点比较法和数字积分法（DDA）的原理和设计方法，并且简单地介绍Visual C++和单片机开发环境（μVision ）的原理和编程，在了解上面的所有的情况下，对直线、逆圆、顺圆及过象限等情况进行分析并写出实现上面要求的程序。

关键词： 单片机 数控系统 插补

第一章 绪论

1.1数控的基本原理

数控机床加工零件是按照实现编制好的的加工程序单来进行的。

首先分析零件图样，根据图样中对材料的尺寸、形状、加工精度及热处理等的要求来确定工艺方案，进行工艺处理和数值计算。在此基础上，根据数控系统规定的功能指令代码和程序段格式编写数控加工程序单。根据加工程序单的内容，用自动穿孔机制作控制介质。通过光电阅读机将穿孔带的代码输入到数控装置，数控装置将输入指令进行译码、寄存和运算后，向系统各个坐标的伺服系统发出指令信号，经驱动电路的放大处理，驱动伺服电动机输出单位角位移和角速度，并通过执行部件的传动系统转换为工作合的直线位移，实现进给运动[1]。

1.2插补的原理

机床数控系统的核心技术是插补技术。在数控加工中，数控系统要解决控制刀具与工件运动轨迹的问题。在所需的路径或轮廓上的两个已知点间，根据某一数学函数确定其中多个中间点位置坐标值的运动过程称为插补。数控系统根据这些坐标值控制刀具或工件的运动，实现数控加工。插补的实质是根据有限的信息完成“数据密化”的工作。

数控加工程序提供了刀具运动的起点、终点和运动轨迹，而刀具怎么从起点沿运动轨迹走向终点则由数控系统的插补装置或插 …… 此处隐藏：6707字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……