直线与圆弧插补算法的可视化程序设计

论文总字数：16385字

摘 要

本次课程设计中将采用计算机辅助技术研究了数控加工中轮廓插补控制技术的难点，对插补的算法的特点进行了简单的分析，并利用计算机的编程语言进行一个可以使人清晰、便捷的方式看到其算法的过程的一个程序设计。本课题要求使用Visual Basic6.0编程软件对直线和弧线插值算法进行可视化编程。而数控技术的直线与圆弧插补在数控技术这门课程的学习中尤为重要，但却不是十分容易被同学掌控，而又难以满足实际操作的教学需求，通过可视化程序设计可以让人们更好理解数控插补原理并直观地显示数控机床刀具的走刀轨迹。

关键词：直线和圆弧插补；VB；逐点比较法；数学积分法

Visual programming of linear and circular interpolation Algorithm

ABSTRACT

This course design will use computer aided technology to study the difficulty of contour interpolation control technology in CNC machining, the characteristics of the interpolation algorithm were simply analyzed, and the use of computer programming language for a clear and convenient way to see the process of the algorithm of a program design. This topic requires the use of Visual Basic6.0 programming software for linear and arc interpolation algorithm Visual programming. Numerical control technology of straight line and arc interpolation in nc technology is particularly important in the course of learning, but it is not very easy to control, and it is difficult to meet the demand of practical teaching, through the visualization program design can make people better understand CNC interpolation principle and intuitively show the numerical control machine tool feeding trajectory.

Key words：Linear and Circular Interpolation，VB，Point By Point Comparison，Mathematical Integration

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 前言或绪论 1

1.1绪论 1

1.2设计思路 1

第二章 算法分析 2

2.1插补算法 2

2.1.1逐点比较法 2

2.1.2数学积分法 2

2.2程序的总流程图 3

2.2.1逐点比较法流程图 3

2.2.2数学积分法流程图 5

2.3各功能模块程序划分 7

第三章 算法程序实现 8

3.1程序的功能状态编写 8

3.2插补象限的判断程序 9

3.3插补算法中的循环程序 10

第四章 程序界面设计 16

4.1程序总框架设计 16

4.1.1输入模块 17

4.1.2输出模块 18

4.1.3图形显示模块 18

第五章 程序运行实例 20

5.1运行实例 20

5.1.1逐点比较法直线插补 20

5.1.2逐点比较法圆弧插补 20

5.1.3数学积分法直线插补 21

5.1.4数学积分法圆弧插补 22

结束语 24

致谢 25

参考文献 26

1. 前言或绪论

1.1绪论

在本次课题设计中，通过计算机辅助技术来简化数控加工中相对复杂的轮廓插补控制技术，本课题我们选择了两种算法的研究。在本次课题的设计过程中，我们主要是利用Visual Basic6.0编程软件完成直线和圆弧插补的可视化程序设计。

参考脉冲插补和数据采样插补是数控插补的两大分类。脉冲增量插值法中的逐点比较法和数值积分法应用广泛。逐点比较法是每一步处理点的当前所在的坐标与实际路线上的点进行对比，看他们两个之间的误差，来确定下一步如何进行，最大的误差不会超高一个脉冲当量。数学积分法十分适合进行次数高圆弧曲线的插补，也更加方便人们对许多坐标轴之间的相互操作和控制，不必在数据上进行过多的输入便可以将困难的外表曲线加工出来，并且所产生的脉冲相对均匀，受到了许多人的应用，尤其是在轮廓加工方面。

1.2设计思路

本次课程设计过程中，我们主要是利用Visual Basic6.0编程软件对数控机床中的插补的算法，进行一个可以使人清晰、便捷的方式看到其算法的过程的一个程序设计。在本次课题中，我们选择了展示逐点比较法以及数学积分法两种运算方法。如逐点比较法，首先每一步处理点的当前所在的坐标与实际路线上的点进行对比，看他们两个之间的误差，来确定下一步如何进行，如果当前所在点的坐标在实际路线的上面，则往实际路线的下方移动；如果当前所在点的坐标在实际路线的下面，则往实际路线的上方移动。通过这样的方式去缩小当前点与实际点之间的误差，最大的误差不会超高一个脉冲当量。最后会对当前刀具所处的位置以及所输入参数进行比对，当二者坐标相同时，则程序运行结束。当二者坐标不同时，则程序继续进行下一步的操作，直到二者所处位置参数一致。

算法程序的编写，将作为本次课题中最难的部分，在设计过程中有许多复杂的方法需要我们实现和改进。该程序的算法选择不同于线性插值和圆弧插补。所以我们使用不同的设计理念。而给人们所展示的程序界面，也要更加的清晰明朗。展示的图像将由我们在程序内以及程序运行中所输入的参数，计算并生成。在生成后自己也要检查程序所生成的图像，是否符合每种算法的计算过程。

1. 算法分析

2.1插补算法

2.1.1逐点比较法

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