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DDA圆弧插补

2018-12-08 00:00840

以第Ⅰ象限逆圆为例,设刀具沿圆弧移动,半径为R,刀具的切向速度为v, P(x,y)为动点(如图2—13),

则有下述关系:

式中K为比例常数。因为半径R为常数,切向速度v为匀速,所以K可认为是常数。

在单位时间增量Δt内,X和Y位移增量的参量方程可表示为

根据此两式,仿照直线插补方案用两个积分器来实现圆弧插补,如图2—14(a)所示。图中系数K的省略原因和直线时类同。但必须指出:第一,坐标值x和y存入寄存器Jvx和Jvy的对应关系与直线不同,恰好位置互调,即y存入Jvx,而x存入Jvy中。第二,Jvx和Jvy寄存器中寄存的数值与直线插补时还有一个本质的区别:直线插补时Jvx(或Jvy)寄存的是终点坐标xe(或ye),是个常数;而在圆弧插补时寄存的是动点坐标,是个变量。因此在刀具移动过程中必须根据刀具位置的变化来更改速度寄存器Jvx和Jvy中的内容。在起点时,Jvx和Jvy分别寄存起点坐标值y0和x0;在插补过程中,JRy每溢出一个Δy脉冲,Jvx寄存器应该加“1”;反之,当JRx溢出一个Δx脉冲时,Jvy应该减“1”。减“1”的原因是刀具在作逆圆运动时x坐标须作负方向进给,动坐标不断减少。图2—14中用⊕及表示修改动点坐标时这种加“1”或减“1”的关系。图2—14(b)为第Ⅰ象限逆时针走向的圆弧插补的数字积分器符号表示图。

图2-14  DDA圆弧插补运算框图及符号图

对于顺圆、逆圆及其他象限的插补运算过程和积分器结构基本上与第Ⅰ象限逆圆是一致的。其不同在于,控制各坐标轴的Δx和Δy的进给方向不同,以及修改Jvx和Jvy内容时是⊕还是,要由x和y坐标的增减而定,见表2—5。

表2-5 DDA圆弧插补时的坐标修改情况

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DDA圆弧插补的终点判别可以利用两个终点减法计数器,把x和y坐标所需输出的脉冲数|xe-x0 |和|ye- y0|分别存入这两个计数器中,x或y积分器每输出一个脉冲,相应的减法计数器减1,当某一坐标计数器为零时,说明该坐标已到达终点,这时,该坐标停止迭代。当两个计数器均为零时,圆弧插补结束。下面举一个DDA圆弧插补的具体例子。设有一个圆弧,起点为A(5,0),终点为B(0,5),即

见图2—15。

图2-15  DDA圆弧插补轨迹

图2-16  DDA圆弧插补过程

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