「數控宏程序應用」:座標旋轉公式的推導與應用---旋轉橢圓

前面一節,本人已講述過橢圓方程有二,標準方程和參數方程。標準方程適用性廣無侷限性但運算不直觀,參數方程運算直觀但卻有一定侷限性,不符合條件的不能隨意使用。

今天,本人講講橢圓經過旋轉一定角度後該怎樣編寫宏程序,為了方便起見,舉例為全橢圓採用參數方程,其餘情況可以類推不多言,重點是講述橢圓旋轉前後的座標數值的關係。

首先編寫旋轉橢圓的思路是:先按照常規橢圓編寫計算。如採用標準方程則設某一軸為自變量,根據公式求出對應另一軸數值,比如銑床類為X、Y兩軸,車床類為X、Z兩軸;如採用參數方程則角度為自變量,根據公式求出兩軸數值;然後,再利用本節講述的座標旋轉公式轉換成旋轉後對應座標數值即可。

那麼,座標旋轉公式如何而來,靠記當然不行,除非你天生強記。下面我就說說推導過程:

闡述之前,我先提出三角函數的和差化積公式:(此公式找到規律記憶很簡單)

SIN[A+B]=SIN[A]*COS[B]+COS[A]*SIN[B]

(規律:正弦和,角度順、正余余正)

COS[A+B]=COS[A]*COS[B]-SIN[A]*SIN[B]

(規律:餘弦差,角度順、余余正正)

「數控宏程序應用」:座標旋轉公式的推導與應用---旋轉橢圓

由上圖可知:(旋轉後橢圓上P1'點)

X2=R*COS[A+B]=R*COS[A]*COS[B]-R*SIN[A]*SIN[B]

Y2=R*SIN[A+B]=R*SIN[A]*COS[B]+R*COS[A]*SIN[B]

又因:

X1=R*COS[A]

Y1=R*SIN[A]

兩組公式整理後得:

X2=X1*COS[B]-Y1*SIN[B]

Y2=Y1*COS[B]+X1*SIN[B]

好,現在驗證其正確性:

「數控宏程序應用」:座標旋轉公式的推導與應用---旋轉橢圓

好,此節結束。謝謝!


分享到:


相關文章: