[工学]4 顺序控制与数字程序控制技术.ppt

第4章顺序控制与数字程序控制技术 主要内容 4.1 顺序控制技术 4.1.1 顺序控制概述 ⒈顺序控制概念 顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动化。 顺序控制原理：根据应用的场合和工艺要求，划分各种不同的工步，然后按预先规定好的“时间”或“条件”，按次序完成各工步的动作并保证各工步动作所需要的持续时间。 钻孔过程分为以下5步 1)动力头在起始位置(行程开关SQ1受压)，按启动开关按钮SB1后，电磁阀YAl通电，动力头快进； 2)快进到位时压下行程开关SQ2，使电磁阀YA2通电(YAl保持通电)，动力头由快进转工进(钻孔)，即一边加工一边进给； 3)工进到位时压下行程开关SQ3，使YAl、YA2断电，开始定时延迟，动力头原地镟削(精镗)； 4)延迟时间到，YA3通电，动力头快退； 5)动力头退回到原位，行程开关SQ1又受压，YA3断电，动力头停止。 ⒉顺序控制系统的类型 按顺序执行的继电—接触器控制系统 半导体逻辑顺序控制系统 可编程顺序控制器系统 微机顺序控制系统 ⒊顺序控制系统的特点 顺序控制系统的输入、输出信号以开关量信号为主 逻辑关系复杂 控制程序客观 可靠性要求高 4.1.2 顺序控制系统的组成 典型的微机顺序控制系统是由系统控制器、信号检测、执行机构及被控对象等组成 4.1.3微机顺序控制系统应用案例 2.控制程序流程图 3. 控制程序 4.2 数字程序控制技术 4.2 数字程序控制技术 数字程序控制就是能够根据数据和预先编制好的程序，控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制 数字程序控制系统一般由输入装置、输出装置、控制器、伺服驱动装置等组成 数字程序控制系统中的轨迹控制策略是插补和位置控制 4.2.1 数字程序控制基础 ⒈数字程序控制的基本原理 ⑴曲线分割 ⑵插补计算 根据给定的各曲线段的起点、终点坐标，确定各坐标值之间的中间值的数值计算方法称为插值或插补。常用的插补形式有直线插补和二次曲线插补两种形式。 ⑶脉冲分配 ⒉ 数字程序控制方式 4.2.2 逐点比较法插补原理 逐点比较法插补原理：每当画笔或刀具向某一方向移动一步，就进行一次偏差计算和偏差判别，也就是到达新的点位置和理想线型上对应点的理想位置坐标之间的偏离程度，然后根据偏差的大小确定下一步的移动方向，使画笔或刀具始终紧靠理想线型运动，起到步步逼近的效果。 由于采用的是“一点一比较，一步步逼近”方法，因此称为逐点比较法。 逐点比较法特点 是以直线或折线(阶梯状的)来逼近直线或圆弧等曲线的，它与给定轨迹之间的最大误差为一个脉冲当量 只要把运动步距取得足够小，便可精确地跟随给定轨迹，以达到精度的要求 1. 逐点比较法直线插补 ⑴第一像限内的直线插补 ①偏差计算公式 ⑵终点判别方法 每走一步比较一次直至两者相等为止 取终点坐标中的较大者作为终点判别的依据 用一个终点判别计数器 ，存放两个坐标的总步数 ⑶第一象限直线插补计算流程 ①偏差判别，判断上一步进给后的偏差值F≥0还是F0； ②坐标进给，根据偏差判别的结果和所在象限决定在哪个方向上进给一步； ③偏差计算，计算出进给一步后的新偏差值，作为下一步进给的判别依据。 ④终点判别，终点判别计数器减1，判断是否到达终点， ⑷四个象限的直线插补 2. 逐点比较法圆弧插补 （1）第一象限圆弧插补计算原理 ①偏差判别。 偏差值 F = x2 + y2 －R2 当P点位于圆弧上时，F = 0 ②进给 P点在圆弧外时，F 0，向圆外 ( -x方向 ) 进给一步。 P点在圆弧内时，F 0，向圆外 ( +y方向 ) 进给一步。 P点在圆弧上时，F = 0，规定按F 0处理。 （2）四象限的圆弧插补原理 4.2.3 步进电机控制技术 步进电机是一种能将电脉冲信号直接转变成与脉冲数成正比的角位移或直线位移量的执行元件。其速度与脉冲频率成正比。 步进电机按转矩产生的原理可分为 反应式（variable reluctance，VR）步进电机 永磁式（permanent magnet，PM）步进电机 混合式（hybrid，HB）步进电机 ⒈步进电机的工作原理 ⒉步进电机的工作方式 对于三相步进电机则有单拍（简称单三拍）方式、双相三拍（简称双三拍）方式、三相六拍方式。 ⑴单三拍工作方式，通电顺序为 A→ B → C → A ⑵双三拍工作方式，通电顺序为 AB → BC → CA → AB ⑶三相六拍工作方式，通电顺序为 A → AB → B → BC → C → CA → A 如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机正向转动。反之，如果通电方向与上述顺