物联网控制技术 课件 A计控3数字控制技术.ppt

第三章

数字程序控制技术第一节数字程序控制基础一、数字程序控制原理二、数字程序控制方式1、点位控制2、直线切削控制3、轮廓的切削控制三、开环数字程序控制1、闭环数字程序控制2、开环数字程序控制第二节逐点比较法插补原理一、逐点比较法直线插补1、第一象限内的直线插补2、四个象限的直线插补3、直线插补计算的程序实现1）数据的输入及存放2）直线插补计算的程序流程(图3.7)二、逐点比较法圆弧插补1、第一象限内的圆弧插补2、四个象限的圆弧插补1）第一象限顺圆弧1）四个象限的圆弧插补第三节步进电机控制技术一、步进电机的工作原理二、步进电机的工作方式1、步进电机单三拍工作方式2、步进电机双三拍工作方式3、步进电机的三相六拍工作方式三、步进电机控制接口及输出字表1、步进电机控制接口2、步进电机控制的输出字表四、步进电机控制程序1、步进电机走步控制程序2、步进电机速度控制程序*数字程序控制主要用于机床的自动控制。采用数字程序控制的机床叫做数控机床。数字程序控制：是计算机根据输入的指令和数据，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。数控系统一般由输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成，这些功能都由计算机来完成。将曲线分割成若干段，将分段点的坐标存入计算机。图形分割原则：保证线段所连的曲线(或折线)与原图形的误差在允许范围之内。当给定各点坐标x和y值之后，如何确定各坐标值之间的中间值?求得这些中间值的数值计算方法称为插值或插补。插补计算的宗旨是通过给定的基点坐标，以一定的速度连续定出一系列中间点，而这些中间点的坐标值是以一定的精度逼近给定的线段。常用：直线插补和二次曲线插补两种形式。曲线分段xy0abdc直线插补：在给定的两个基点之间用一条近似直线来逼近，即以折线逼近直线。二次曲线插补：在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近，也就是实际的中间点连线是一条近似于曲线的折线弧。常用的二次曲线有圆弧、抛物线和双曲线等。步长：对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量。常用Dx和Dy表示，并取Dx=Dy。用折线逼近直线段xy0(x0,y0)(xe,ye)实现直线插补和二次曲线插补方法：逐点比较法(又称富士通法或醉步法)数字积分法(又称数字微分分析器一DDA法)数字脉冲乘法器(又称MIT法）数控系统按控制方式分三类：点位控制直线切削控制轮廓切削控制点位控制系统中，只要求控制刀具行程终点的坐标值。这种控制也主要是控制行程的终点坐标值，不过还要求刀具相对于工件平行某一直角坐标轴作直线运动，且在运动过程中进行切削加工。特点：能够控制刀具沿工件轮廓曲线不断地运动，并在运动过程中将工件加工成某一形状。这种方式是借助于插补器进行的，插补器根据加工的工件轮廓向每一坐标轴分配速度指令，以获得图纸坐标点之间的中间点。闭环数字程序控制计算机工作台伺服电机驱动电路测量元件D/A伺服电机开环数字程序控制计算机工作台步进电机驱动电路步进电机逐点比较法插补：刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，决定下一步的进给方向，以阶梯折线来便逼近给定轨迹。最大误差为一个脉冲当量(步长)。偏差：每一插值点(动点)的实际位置与给定轨迹的理想位置间的误差。偏差的正、负决定下一步的走向，来逼近给定轨迹。l）偏差计算公式第一象限直线xyo(x0,y0)A(xe,ye)m(xm,ym)m’m’’xmym定义直线插补的偏差判别式为：Fm=ymxe-xmye若Fm=0，表明点m在OA上；若Fm＞0，表明点m在OA的上方，即点m’处；若Fm＜0，表明点m在OA的下方，即点m”处。加工点(动点)第一象限直线逐点比较法插补原理：从直线的起点(坐标原点)出发，当Fm≥0时，沿+x轴方向走一步；当Fm＜0时，沿+y方向走一步；当两方向所走的步数与终点坐标(xe,ye)相等时，停止插补。简化的插补计算递推公式：①设加工点正处于m点，当Fm≥0时，表明m点在OA上或OA上方，应沿+x方向进一步至(m+1)点，该点的坐标值为：xm+1=xm+1ym+1=ym