直线圆弧插补程序

g代码编程实例本文将介绍几个g代码编程实例，包括基础的线性插补程序、圆弧插补程序、螺旋线插补程序以及基于变量的程序设计。

读者可以通过这些实例更深入地了解 g 代码编程的基本原理和应用技巧。

1. 线性插补程序线性插补是 g 代码编程中最基础的插补方式之一，它可以实现简单的直线运动。

下面是一个简单的线性插补程序示例：G01 X10 Y10 F100该程序的意思是，从当前位置开始，以每分钟 100 毫米的速度沿着 X 轴和 Y 轴移动 10 毫米的距离。

在实际应用中，我们可以根据需要调整速度和距离，实现不同的线性运动。

2. 圆弧插补程序圆弧插补是 g 代码编程中常用的一种插补方式，它可以实现圆弧运动。

下面是一个简单的圆弧插补程序示例：G02 X50 Y50 I20 J20 F200该程序的意思是，从当前位置开始，以每分钟 200 毫米的速度沿着圆弧运动，半径为 20 毫米，起点坐标为当前位置，在以 X 轴正方向为基准线向右移动 50 毫米，以 Y 轴正方向为基准线向上移动 50 毫米的位置。

在实际应用中，我们可以根据需要调整半径、起点坐标和运动方向，实现不同的圆弧运动。

3. 螺旋线插补程序螺旋线插补是 g 代码编程中比较复杂的一种插补方式，它可以实现螺旋线运动。

下面是一个简单的螺旋线插补程序示例：G17 G03 X50 Y50 Z0 I5 J5 R10 F100该程序的意思是，以 XY 平面为基准面，从当前位置开始，以每分钟 100 毫米的速度沿着螺旋线运动，半径从 10 毫米开始，每转一圈增加 5 毫米，Z 轴方向不变。

在实际应用中，我们可以根据需要调整起点坐标、半径增量和运动方向，实现不同的螺旋线运动。

4. 基于变量的程序设计除了上述基础的插补程序外， g 代码编程还支持基于变量的程序设计，可以实现更加灵活多样的运动方式。

下面是一个基于变量的程序设计示例：#1=10 #2=20G01 X#1 Y#2 F100该程序的意思是，在程序开始前定义两个变量 #1 和 #2，分别赋值为 10 和 20。

NJ网络实验4实验目的：a.实现空间一组4个工位的合成直线运动。

工位1（0,0），工位2（2000,2000），工位3（2000, 0），工位4（0,0）b.使用圆弧插补功能，实现下图运动轨迹。

（图中数值仅供参考，可自行修改）C.学习齿轮比（变速）MC_gearin,MC_gearout指令。

速度比要求3比1实验器材：NJ、G5伺服及伺服电机两套；E3ZM-V81两个、网线若干（AT部门NJ样机箱）。

参考资料：NJ教材、NJ操作手册、运动控制指令手册指导人员：实验内容：1．样机搭建、网络组建、轴设置在前报告中已经说明，此处省略。

其中轴设置中原点返回设置选择如下图两轴原点返回均为此设置2．建立轴组：轴设置完毕后，在“配置和设置”中右键点击轴组设置，在下拉菜单中左键点击添加轴组设置，如下图添加后，左键双击MC_Group000；在轴组基本设置中“轴组使用”选择“使用轴组”如下图：构成选择“2轴”分别将“轴A0”分配MC_Axis000（0）；“轴A1”分配MC_Axis001（1）如下图点击左侧“轴组操作设置”在下图中设置最大插补速度及加速度等，轴设置完毕3．编写程序A、准备程序程序本次程序依然需要MC_POWER及MC_HOME指令由于与上次程序相同这里不多介绍，程序如下图：原点返回指令“MC_GroupEnable”轴组使能指令，以下为手册截图由于直线插补指令属于轴组指令，如想进行直线插补首先要进行轴组使能指令，否则无法使用对应指令。

将上一步设置好的MC_Group000使能，程序如下指令“MC_GroupDisable”使能解除指令与MC_GroupEnable对应指令，被轴组使能后被使能轴只能使用轴组指令，而不能使用轴指令，例如MC_Move等指令，所以程序中需要编写MC_GroupEnable程序程序如下B、实验程序实验a、实现空间一组4个工位的合成直线运动。

工位1（0,0），工位2（2000,2000），工位3（2000, 0），工位4（0,0）需要用到“MC_MoveLinear”进行直线插补，程序编写如下其中P1、P2、P3、P4分别赋值1、（0，0）,2、（2000,2000），3、（2000, 0），4、（0,0），v:=500如下图实验a、完成。

第一象限逆圆弧为例，讨论圆弧的插补方法。

如图8-4 所示，设要加工圆弧为第一象限逆圆弧AB ，原点为圆心O ，起点为A （xo ，y 0），终点为B （x e ，y e ）半径R ，瞬时加工点为P （x i ,y i ），点P 到圆心距离为Rp<0+△y>0-△x <0+△x <0+△y>0-△x<0-△y <0-△y>0+△x yx图8-2 第一象限直线插补轨迹图 图 8-3第一象限直线插补程序框图图12345X123YF>0p(xi,yi)A(Xi,Yi)F<0开始初始化Xe ，Y e ，JF≥0?+x 走一步F←F -Y e F←F -X e-y 走一步YNJ ←J-1J =0？Y结束若点P 在圆弧内则，则有x i2+y j2=R2p<R2即x i2+y j2-R2 < 0显然，若令F i,j= x i2+y j2-R2（8-4）图8-4 逆圆弧插补则有：（1）F i,j= F i,j=0, 则点P在圆弧上（2）F i,j >0则点P在圆弧外则（3）F i,j<0则点P在圆弧不则常将8-4称为圆弧插补偏差判别式。

当F i,j≥时，为逼近圆弧，应向-x方向进给一步；当F i,j<0时，应向+y 方向走一步。

这样就可以获得逼近圆弧的折线图。

与直线插补偏差计算相似，圆弧插补的偏差的计算也采用递推的方法以简化计算。

若加工点P（x i，y i）在圆弧外或者圆弧上，则有：F i,j=x i2+y j2-R2≥0 为逼近该圆沿-x方向进给一步，移动到新加工点P（x i=1,y i），此时新加工点的坐标值为x i+1=x i-1，y i=y i新加工点的偏差为：F i+1,j=（x i-1）2+y i2-R2=x i2-2x i+1+ y i2-R2= x i2+ y i2-R2+1即F i+1,j= F i,j-2x i+1 （8-5）若加工P（x i，y i）在圆弧内，则有F i,j=x i2+y j2-R2<0若逼近该圆需沿+y方向进给一步，移到新加工点P（x i，y i），此时新加工点的坐标值图8-5 第一象限圆弧插补程序框图为新加工点的偏为：F i,j+1=x i2+（y i+1）2-R2=x i2+ y i2+1 -R2= x i2+ y i2-R2+1+2y iF i,j+1= F i,j-2y i+1 （8-6）从（8-5）和式（8-6）两式可知，递推偏差计算仅为加法（或者减法）运算，大大降低了计算的复杂程度。

数控系统中直线与圆弧插补算法的探讨导言数控系统是一种广泛应用于机械加工领域的自动化控制系统。

其中，直线与圆弧插补算法是数控系统中的核心算法之一。

本文将深入探讨直线与圆弧插补算法的原理、方法以及应用。

直线插补算法直线插补是数控系统中最基本的插补运动方式之一。

它的目标是实现两个给定点之间的直线路径。

在直线插补算法中，我们需要考虑以下几个方面：1.起始点和终点的坐标：为了实现直线插补，我们需要明确起始点和终点的空间坐标。

2.运动速度和加速度：直线插补需要考虑加速度和速度的变化，以实现平滑而又快速的运动。

3.插补精度：直线插补的精度决定了运动轨迹的平滑度和误差控制的能力。

直线插补算法的基本思路是将插补路径划分为多个小段，然后通过控制每个小段的加速度和速度，以达到平滑运动的效果。

常用的直线插补算法包括线性插补算法和B样条插补算法。

线性插补算法线性插补算法是最简单和最基础的直线插补算法之一。

它假设插补路径是一条直线，并根据起始点和终点的坐标以及插补周期，计算出每个插补周期点的位置。

线性插补算法的优点是计算简单，实现容易，但缺点是对于曲线路径的插补效果较差。

B样条插补算法B样条插补算法是一种基于样条曲线的插补算法。

在B样条插补算法中，我们将插补路径表示为一条样条曲线，并通过控制样条曲线的控制点来实现运动轨迹的控制。

B样条插补算法的优点是对曲线路径的插补效果较好，但是计算复杂度较高。

圆弧插补算法除了直线插补，圆弧插补算法也是数控系统中常用的插补方式之一。

圆弧插补用于实现两个给定点之间的圆弧路径。

与直线插补类似，圆弧插补算法也需要考虑起始点和终点的坐标、运动速度和加速度等因素。

圆弧插补算法的基本思路是通过指定起始点、终点和圆心，计算出圆弧路径上每个插补点的位置。

常用的圆弧插补算法包括圆心法和半径法。

圆心法圆心法是一种基于圆心坐标的圆弧插补算法。

在圆心法中，我们通过指定起始点、终点和圆心的坐标，计算出圆弧路径上每个插补点的位置。

直线插补与圆弧插补程序设计一．直线插补1.直线插补程序流程图直线插补程序设计：#include"stdio.h"#include"math.h"void CHABU1 (int F,int n,int Y,int X) /*第一象限调用函数*/{int nx=0,ny=0;for(;n>0; n--){printf("运算前：F=%d ",F);i f(F>=0){printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向+xe方向走一步 ");F=F-Y;printf("F=%d",F);printf("+X\n");nx++; /*X方向走的总步数*/}e lse{printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向+ye方向走一步 ");F=F+X;printf("F=%d",F);printf("+Y\n");ny++; /*y方向走的总步数*/}}printf("nx=%d,ny=%d\n",nx,ny);void CHABU2(int F,int n,int Y,int X) /*第二象限调用函数*/{int nx=0,ny=0;for(;n>0; n--){printf("运算前：F=%d ",F);if(F>=0){printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向-xe方向走一步 ");F=F-Y;printf("F=%d ",F);printf("-X\n");nx++; /*X方向走的总步数*/}else{printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向+ye方向走一步 ");F=F+X;printf("F=%d ",F);printf("+Y\n");ny++; /*y方向走的总步数*/}}printf("nx=%d,ny=%d\n",nx,ny);}void CHABU3(int F,int n,int Y,int X) /*第三象限调用函数*/{int nx=0,ny=0;for(;n>0; n--){printf("运算前：F=%d ",F);if(F>=0){printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向-xe方向走一步 ");F=F-Y;printf("F=%d ",F);printf("-X\n");nx++; /*X方向走的总步数*/}else{printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向-ye方向走一步 ");F=F+X;printf("F=%d ",F);printf("-Y\n");ny++; /*y方向走的总步数*/}}printf("nx=%d,ny=%d\n",nx,ny);}void CHABU4(int F,int n,int Y,int X) /*第四象限调用函数*/{int nx=0,ny=0;for(;n>0; n--){printf("运算前：F=%d ",F);if(F>=0){printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向+xe方向走一步 ");F=F-Y;printf("F=%d ",F);printf("+X\n");nx++; /*X方向走的总步数*/}else{printf("需走步数：n=%d\n",n);printf("------向-ye方向走一步 ");F=F+X;printf("F=%d ",F);printf("-Y\n");ny++; /*y方向走的总步数*/}}printf("nx=%d,ny=%d\n",nx,ny);}main(){int F=0,X=0,Y=0,n,xe,ye,x0,y0,ny,nx;void CHABU1 (int,int,int,int);/*函数声明*/void CHABU2(int,int,int,int);void CHABU3(int,int,int,int);void CHABU4(int,int,int,int);/*函数声明*/printf("输入相关数据\n");printf("x0=");scanf("%d",&x0);printf("xe=");scanf("%d",&xe);printf("y0=");scanf("%d",&y0);printf("ye=");scanf("%d",&ye);X=abs(xe-x0); /*取绝对值*/Y=abs(ye-y0); /*取绝对值*//*printf("X=%d\n",X);验证绝对值函数*/n=X+Y;printf("n=%d\n",n); /*总步数*/printf("运动结果如下:\n");if(x0>=0&&y0>=0&&xe>=0&&ye>=0) { printf("第一象限\n");CHABU1(F,n,Y,X);}else if(x0<=0&&y0>=0&&xe<=0&&ye>=0) { printf("第二象限\n");CHABU2(F,n,Y,X);}else if(x0<=0&&y0<=0&&xe<=0&&ye<=0) { printf("第三象限\n");CHABU3(F,n,Y,X);}else if(x0>=0&&y0<=0&&xe>=0&&ye<=0) { printf("第四象限\n");CHABU4(F,n,Y,X);}else printf("跨象限运动");}。

逐点比较法第一象限直线，圆弧插补编程逐点比较法是以折线来逼近给定的轨迹，就是每走一步控制系统都要将加工点与给定的图形轨迹相比较，以决定下一步进给的方向，使之逼近加工轨迹。

逐点比较法以折线来逼近直线或圆弧，其最大的偏差不超过一个最小设定单位。

只要将脉冲当量取得足够小，就可以达到精度要求。

逐点比较插补法在脉冲当量为0.01mm，系统进给速度小于3000mm/min时，能很好的满足要求。

一、逐点比较法直线插补如下图所示设直线 oA 为第一象限的直线，起点为坐标原点o (0 ， 0) ，终点坐标为， A( ) ， P() 为加工点。

若 P 点正好处在直线 oA 上，由相似三角形关系则有即点在直线 oA 上方 ( 严格为直线 oA 与 y 轴正向所包围的区域 ) ，则有即若 P 点在直线 oA 下方 ( 严格为直线 oA 与 x 轴正向所包围的区域 ) ，则有图 3 — 1 逐点比较法第一象限直线插补即令则有：①如，则点 P 在直线 oA 上，既可向 +x 方向进给一步，也可向 +y 方向进给一步；②如，则点 P 在直线 oA 上方，应向 +x 方向进给一步，以逼近oA 直线；③如，则点 P 在直线 oA 下方，应向 +y 方向进给一步，以逼近 oA 直线一般将及视为一类情况，即时，都向 +x 方向进给一步。

当两方向所走的步数与终点坐标相等时，停止插补。

这即逐点比较法直线插补的原理。

对第一象限直线 oA 从起点 ( 即坐标原点 ) 出发，当 F 时， +x 向走一步；当 F<0 时，y 向走一步。

特点：每一步都需计算偏差，这样的计算比较麻烦。

递推的方法计算偏差：每走一步后新的加工点的偏差用前一点的加工偏差递推出来。

采用递推方法，必须知道开始加工点的偏差，而开始加工点正是直线的起点，故。

下面推导其递推公式。

设在加工点 P( ) 处，，则应沿 +x 方向进给一步，此时新加工点的坐标值为新加工点的偏差为即若在加工点 P( ) 处，，则应沿 +y 方向进给一步，此时新加工点的坐标值为，新加工点的偏差为即综上所述，逐点比较法直线插补每走一步都要完成四个步骤 ( 节拍 ) ，即：(1) 位置判别根据偏差值大于零、等于零、小于零确定当前加工点的位置。