数控编程刀补课程设计

目录一、课程设计内容3二、课程设计要求和数据3第三，课程设计必须完成工作。模拟数控设备刀具补偿功能的程序实现内容说明3一、摘要3二、软件功能简介4三、刀具半径补偿知识93.1刀具半径补偿的基本概念93.1.1概念：93.1.2主要用途103.1.3一般方法10四、刀具半径补偿计算10五、刀具补偿算法125.1线和线125.1.1缩短和伸长125.1.2插入类型135.2直线和圆弧135.3号和线155.4号和17号5.4.1站弧合并站弧175.4.2好顺号185.4.3站弧连接弧185.4.4圆弧合并反向圆弧196流程图20七、设计摘要22八、参考文献22摘要内容标题：要使用计算机高级编程语言(例如VB、VC等)实现数控设备的基本功能刀具补偿功能(例如数控设备的刀具补偿功能)，需要由直线和圆弧组成的任意平面几何轮廓。(1)可以进行四种转换(直线-直线、直线-圆弧、圆弧-直线、圆弧-圆弧)。(2)可以实施三种转移方法(肾、短、插入)。(3)可以进行左右刀校正(G41，G42)。(4)在屏幕上绘制刀具的中心轨迹。首先，根据主题的要求，设置模拟系统的界面，您可以在其中设置各种上下文相关的刀具补偿功能，包括四种转换功能、三种转换方法、两种刀具补偿方法、刀具中心路径、输入过程等。此外，还可以根据实际情况添加与数控相关的其它模拟功能，如使用的刀具半径、文件打开和编辑功能等。其次，根据所选择的刀补偿方法，进行主题要求、各种刀补偿情况考虑因素分析，并使用相关公式计算平移点的坐标等各种情况下的刀具路径(例如，肾脏中直线与直线的交点)。插入的圆弧和圆弧的交点、特定直线和圆弧的路径等。当然，您也可以使用不同的角度来控制刀具轨迹。然后，使用Visual Basic 6.0为开发工具设计仿真软件。也就是说，根据选择的方法和算法，实现需要通过VB语言的编程实现的功能。本节包括精简程序的算法和流程图。最后，进行检查。通过一些数控程序的输入，验证了设计的仿真软件的可行性及存在的问题和缺陷。课程设计任务一、课程设计内容要使用计算机高级编程语言(例如VB、VC等)实现数控设备的基本功能刀具补偿功能(例如数控设备的刀具补偿功能)，需要由直线和圆弧组成的任意平面几何轮廓。二、课程设计要求和数据具体要求如下：(1)可以进行四种转换(直线-直线、直线-圆弧、圆弧-直线、圆弧-圆弧)。(2)可以实施三种转移方法(肾、短、插入)。(3)可以进行左右刀校正(G41，G42)。(4)在屏幕上绘制刀具的中心轨迹。第三，课程设计必须完成工作。每个学生必须在规定的时间内独立完成选定的主题。使用VB编程语言创建在WINDOWS中实现数控设备的计算机软件的计算机模拟。要求明确分析问题，提出算法，确定人机界面，列出流程图，最后使用程序验证，完成软件测试，提交程序说明文件。对于选择一般零件编程问题的学生，要求用编写计算机软件的方法解决NC工程的一个问题。您可以用自己熟悉的编程语言有选择地明确分析问题，提出算法，列出流程图，最后使用程序验证，并提交程序说明文件。描述模拟数控设备刀具补偿功能的程序实现内容一、内容摘要本文使用Visual Basic 6.0作为开发工具，实现数控设备的基本功能刀具补偿功能(模拟数控设备的刀具补偿功能)需要由直线和圆弧组成的任意平面几何轮廓。(1)可以进行四种转换：直线-直线、直线-圆弧、圆弧-直线。圆弧-圆弧)；(2)可以实现三重转移方法(肾脏型、缩短型、插入型)。(3)左、右刀修正(G41、G42)是可能的。(4)在屏幕上绘制刀具的中心轨迹。程序将讨论刀具半径补偿的原理，并说明如何确定缩短、伸长和插入，以及线和线、线和弧、弧和线、弧和弧的转换等二、软件功能简介1.本仿真软件由两个窗口实现，界面易于使用，在以前的软件界面中进行了重大改进，操作方便，图形界面如下：图3-1简介窗口图3-2线-线型接口图3-3线-弧类型界面图3-4号-线型界面图3-5弧-弧类型界面2、软件功能简介：(1)软件启用所有直线、圆弧交点多段连接刀具插补处理。(2)直线-直线刀具补偿、直线-圆弧刀具补偿、圆弧-直线刀具补偿和圆弧刀具补偿。(3)可以使用实时鼠标坐标显示功能在窗口中单击以输入数据(4)刀具半径可更改大小(5)座标系统分割为两个座标系统，预设座标系统原点位于左下方，使用者座标系统原点位于中心，因此您可以调整座标的比例，以显示对应的最大座标系统(6)状态栏包含输入数据的提示3软件使用过程和软件使用指南选择刀补偿类型右边的控制栏有3个主要功能1、可以选择坐标系类型。2，可以显示最大坐标值3，可以缩放选定的坐标系下图显示了本软件中包含的两个坐标系此窗口选择左右工具补充的窗口，必须填写刀具半径这是状态提示栏，更改软件的实时鼠标坐标显示窗口，然后重新显示窗口此窗口输入参数的窗口，必须填写数据以绘制所需的刀具路径此窗口主要显示窗口I，此处绘制的所有图表都显示出来，此窗口具有鼠标抓取功能，只要抓到窗口，就可以在参数栏中输入点三、刀具半径补偿知识3.1刀具半径补偿的基本概念3.1.1概念：根据零件轮廓加工程序和预设位移参数，在NC装置上即时自动建立刀具中心轨迹的能力称为刀具半径补偿功能。根据ISO标准，刀具中心轨迹在编程轨迹(零件轮廓)前进方向右侧时称为右刀具补偿，通过G42命令实现。相反，称为左刀补偿，通过G41命令实现。3.1.2主要用途数控设备大多具有刀具半径补偿功能，编程方便。准备零件加工过程时，可以使用刀具半径补偿功能直接编程到零件轮廓，而无需大量计算刀具中心移动路径。刀具半径补偿允许NC系统自动计算刀具中心的偏移向量，获得偏移刀具中心轨迹，并按中心轨迹运行系统。具体地说，反映在以下两个方面：1)由于刀具磨损或刀具交换而引起的刀具半径更改时，无需重新编程，只需修改相应的偏移参数。2)轮廓加工通常不能通过一个工序完成，因此在粗加工期间，为精加工工序保留加工馀量。可以通过修改偏移参数来保留机械加工馀量，而不必分别为粗加工和精加工创建单独的步骤。3.1.3一般方法刀具半径补偿分为b类补偿和c类补偿。B-刀侧的特征是刀具中心轨迹的段之间的连接是圆弧。c刀侧的特征是在两个相邻轮廓的刀具中心轨迹之间用直线连接。b类补偿只能在此程序段内实现刀具半径补偿，而不能处理程序段之间的切换。如果仅使用具有b类刀具半径补偿功能的数控系统，则在存在外部轮廓(外部拐角)部分的情况下，必须增加尖角过渡辅助程序段；内部轮廓(内部拐角)发生过切现象，因此不能使用b类刀具半径补偿。刀具半径c类补偿功能可实现自动拐角过渡，只要给定零件轮廓的程序数据，它就会自动计算刀具中心轨迹在拐角处的交点，使用一次处理两条直线的算法，c类补偿功能可用于加工内部和外部拐角轮廓。四、刀具半径补偿计算刀具补偿转换类型的判别方法刀具补偿算法的转换类型与转换角度有直接关系。如果Sin和cos符号的正负符号可以由两个相邻程序段的方向向量确定，则可确定角度范围并确定两个相邻进程段的转换类型。上述问题可以通过旋转坐标变换方法解决。以直线和直线转换为例，基于第一条直线段编程轨迹坐标旋转变换。其中，(x0，z0)、(x1，z1)、(x2，z2)是两条直线的端点。刀具半径大小为r。、的正值和负值由刀补偿类型、直线斜率以及起点和终点的关系确定。Dqdx1=qdx1-R * * T * k1 * m3Dqdy1=qdy1 R * * T * k1 * m1Dzdx2=zdx2-R * * T * k2 * M4刀补偿情况Dzdy2=zdy2-R * * T * k2 * m2(dqdx1，dqdy1)，(dqdx2，dqdy2)是起始和结束坐标偏移后的坐标t是刀补偿类型，k1，k2是线段的斜率，m1，m2，m3，m4是线段的起始坐标和结束坐标的位置关系。这样就得到了过渡类型的判别条件。(1)缩短条件180360(2)肾脏条件90180(3)插入条件090根据所有这些种类，可以轻松地识别转换类型。与其他刀具互补变换类型的判别方法相比，该方法大大减少了刀补偿算法的实时计算量。五、刀具补偿算法5.1直线和直线5.1.1缩短和肾脏类型与直线连接直线的缩短和伸长刀具补充点公式一样，现在使用伸长直线连接直线查找刀具补充转换点。图2.1在补充刀具之前，直线的三点坐标分别是起点(qdx1，qdy1)、平移点(zdx1，zdy1)、终点(zdx2，zdy2)，这三点是已知数据这条线的方程通过第一点和第二点坐标得到：基于两点的方程(y-qd y1)/(x-q dx1)=k(ZD y1-qd y1)/(z dx1-q dx1)通过偏移刀具半径r，可以得出第一条直线的方程y=x(ZD y1-qd y1)/(ZD x1-q dx1)qd x1(ZD y1-qd y1)/(ZD x1-q dx1)r寻找y座标中方程式的节距。此时x=0节距为qdx1(zdy1-qdy1)/(zdx1-qdx1) R第二条线的节距为zdx1 (zdy2- zdy1)/(zdx2- zdx1) R输入3点以确定直线1和直线2的坡率K1=(zdy1-qdy1)/(zdx1-qdx1)K2=(zdy2-zdy1)/(zdx2-zdx1)通过线段的长度，可以列出方程式来求解第一条直线和第二条直线的交点坐标也就是说，xk1-yk2=ZD x1(ZD y2-ZD y1)/(zdx 2-ZD x1)r-qd x1(ZD y1-qd y1)/(ZD x1-qd x1)r第一条线和第二条线的起点和终点通过偏移很容易得到5.1.2插入类型对于插入转换，与上述算法一样，通过求解方程，可获得插入刀具曲面片的两个转换点坐标(X1，Y1)，(X2，Y2)X1=X2 R * (Cos(1)-Sin(1) * k)Y1=Y2 R * (Sin(1) Cos(1) * k)X2=X2 R * (-Sin(2) * k-Cos(2)Y2=Y2 R * (Cos(2) *k-Sin(2)5.2直线和圆弧图2.2线方程式： y=k * x b (1)弧方程式： (r) 2=(x-x0) 2 (y-y0) 2 (2)可以通过以上两种方法查找交点的坐标值假定直线l的起点为(X1，Y1)，终点为(X2，Y2)，圆弧c的起点为(X2，Y2)，中心角度为Co2，中心坐标为(Xo2，Yo2)。圆弧半径为Ro2。分析和比较后，直线连接圆弧的伸长和插入与直线连接直线的计算相同，但缩短计算不同，因此只讨论短刀具中心轨迹的平移点计算。(1)顺时针绘制圆弧时，可以得到公式CM=Ro2 * Cos(A) k*ROm=sqr (ro2k * r) 2-cm 2)XC=Xo2-k * OM * Cos(A1)-CM * Sin(A1)YC=Yo2-k * OM * Sin(A1) CM * Cos(A1)左刀修正k=1，右刀修正k=-1(2)逆时针绘制圆弧，就可以得到公式cm=ro2 * cos(a)k * rom=sqr(ro2k * r)2-cm 2)XC=Xo2 k * OM * Cos(A1) CM * Sin(A1)YC=Yo2 k * OM * Sin(A1)-CM * Cos(A1)左刀修正k=1，右刀修正k=-15.3弧和线图2.3直线连接圆弧的伸长和插入与直线连接直线的计算方法相同，但缩短计算不同，因此只讨论短刀具中心轨迹的平移点计算。图22显示了圆弧和直线的缩短变换的左侧刀具补偿。编程轨迹为12-23，A1是OA点处圆弧的切线和x轴的正角度，a2是矢量AF和x轴的正角度，每个a=a2 a