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DDA圆弧插补原理

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 , 为动点(如图213),

 

2-13  DDA圆弧插补

则有下述关系:

式中 为比例常数。因为半径 为常数,切向速度 为匀速,所以 可认为是常数。

在单位时间增量 内, 位移增量的参量方程可表示为

                                                                        210

                                                                           211

 

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214a)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 存入寄存器JvxJvy的对应关系与直线不同,恰好位置互调,即 存入Jvx,而x存入Jvy中。第二,JvxJvy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JvxJvy中的内容。在起点时,JvxJvy分别寄存起点坐标值y0x0;在插补过程中,JRy每溢出一个 脉冲,Jvx寄存器应该加“1”;反之,当JRx溢出一个 脉冲时,Jvy应该减“1”。减“1”的原因是刀具在作逆圆运动时 坐标须作负方向进给,动坐标不断减少。图214中用 Ө表示修改动点坐标时这种加“1”或减“1”的关系。图214b)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。

 

214  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 的进给方向不同,以及修改JvxJvy内容时是 还是Ө,要由 坐标的增减而定,见表25

 

2-5 DDA圆弧插补时的坐标修改情况

 

SR1

SR2

SR3

SR4

NR1

NR2

NR3

NR4

Jvxy

+

+

+

+

Jvyx

+

+

+

+

x

+

+

-

-

-

-

+

+

y

-

+

+

-

+

-

-

+

DDA圆弧插补的终点判别可以利用两个终点减法计数器,把 坐标所需输出的脉冲数| || |分别存入这两个计数器中, 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 5,0),终点为 05),即

  

见图215

2-15  DDA圆弧插补轨迹

 

 

2-16  DDA圆弧插补过程