DDA直线插补

2019-06-11 09:17

一、 DDA直线插补 设我们要对

平面上的直线进行脉冲分配,直线起点为坐标原点

,终点为 ,如图2-8所示。

图2-8 合成速度与分速度的关系

假定

分别表示动点在

方向的移

动速度,则在

方向上的移动距离微小增量

应为

(2—5)

对直线函数来说,

是常数,则下式成立:

(2—6)

式中K为比例系数。

在Δt时间内,x和y位移增量的参数方程为

(2—7)

动点从原点走向终点的过程,可以看作是各坐标每经过一个单位时间间隔Δt分别以增量

同时累加的结果。经过m次累加

后,x和y分别都到达终点

,即下式成立:

(2—8)

或 (2—9)

上式表明,比例系数K和累加次数须是整数,所以 或

的关系是互为倒数。因为m必

一定是小数。在选取K时主要考虑每次增量

不大于1,以保证坐标轴上每次分配进给脉冲不超过一个单位步

距,即

= =

< 1 <1

式中

的最大容许值受控制机的位数及用几个字节存

储坐标值所限制。如用TP801(Z80)单板机作控制机,用两个字节存储坐标值,因该单板机为8位机,故535。为满足

的最大容许寄存容量为216-1=65

<1及

<1的条件,即

= =

(216-1)<1 (216-1)<1

如果取

,则

,即满足

<1的条件。这时累加次数

一般情况下,若假定寄存器是n位,则

和 的最大允许

寄存容量应为2n-1(各位全1时),若取

显然,由上式决定的Kxe和Kye是小于1的,这样,不仅决定了系数

,而且保证了Δx和Δy小于1的条件。因此,

刀具从原点到达终点的累加次数m就有

时,对二进制数来说,

的差别只在于小数点的位置不同,将 的小数点左移n位即为

。因此在n位的内存中存放

为整数)和存放

的数字是相同的,只是认为后者的小数点出现在最高位数n的前面。

当用软件来实现数字积分法直线插补时,只要在内存中设定几个单元,分别用于存放

及其累加值

及其累加值

。将 和

赋一初始值,在每

次插补循环过程中,进行以下求和运算:

+ +

→ →

将运算结果的溢出脉冲Δx和Δy用来控制机床进给,就可走出所需的直线轨迹。

综上所述,可以得到下述结论:

数字积分法插补器的关键部件是累加器和被积函数寄存器,每一个坐标方向就需要一个累加器和一个被积函数寄存器。一般情况下,插补开始前,累加器清零,被积函数寄存器分别寄存累加脉冲

;插补开始后,每来一个

,被积函数寄存器里的内容在相应的累加器中相加一次,相

加后的溢出作为驱动相应坐标轴的进给脉冲 (或

),而

余数仍寄存在累加器中;当脉冲源发出的累加脉冲数m恰好等于被积函数寄存器的容量2n时,溢出的脉冲数等于以脉冲当量为最小单位的终点坐标,刀具运行到终点。

数字积分法插补第Ⅰ象限直线的程序流程图如图2-11所示。


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