数控系统实验指导书.doc

北京理工大学珠海学院
数控系统
实验指导书
机械与车辆学院
机电教研室

实验一逐点比较法插补原理及实现实验
一、实验目的
利用逐点比较法的插补原理,编写直角坐标系下的直线、圆弧插补程序,观察其运动轨迹,设计直线和圆弧插补图样,在机电一体化综合测试平台上通过插补过程通过笔架打印出来。
二、实验设备
机电一体化综合测试平台(共6台,交流伺服、直流伺服、步进电机各2台)
三、实验原理
逐点比较法: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。
插补过程:每走一步要进行以下四个步骤:
(1) 位置判别根据偏差值确定当前加工点的位置。
(2) 坐标进给根据判别的结果,确定沿哪个坐标进给一步以接近曲线。
(3) 偏差计算根据递推公式算出新加工点的偏差值,作为下一步偏差判别的依据。
(4) 终点判别判别加工点是否到达终点,未到过终点则返回第一步继续插补,到终点则停止。
四、实验要求
(1) 实验前复****逐点比较法插补算法原理;
(2) 实验时首先设计插补图样,运行已编辑好的插补程序,理解程序中各参数的含义,再按照预编程序的编程格式,根据插补各点坐标,编辑并修改插补程序运行程序,观察笔架的运动是否与设计一致。
(3) 实验后提交实验报告。
五、实验特点
在数控机床的实际加工中,利用逐点比较法加工一条直线或圆弧,由于脉冲当量比较小(),***的运动轨迹用肉眼观察还是直线或圆弧,不能观察到***的实际,本实验中,机电一体化综合测试平台上的笔架相当于***,笔架每步的移动距离(相当于脉冲当量)可以变化,修改程序中的步长参数就可以实现。通过加大步长参数,笔架的实际运动轨迹就会直观地显示出来,实验者能很容易理解逐点比较法的插补原理和***的实际运动轨迹。
六、实验步骤
(1) 接线,关掉电源,根据电气连接图搭建交流伺服运动控制系统;
(2) 调整笔架位置,按“回零”键将X、Y轴回至原点;
(3) 根据设计图样,设计插补程序和坐标;
(4) 编辑和修改程序;
(5) 观察笔架的运动轨迹,打印图样。
七、实验报告要求:
实验报告每人一份,内容包括:
(1) 实验所用设备名称;
(2) 简要叙述逐点比较法直线、圆弧插补原理;
(3) 笔架绘制出的设计图样,包括直线和圆弧1张图;
(4) 分析实验结果,说明逐点比较法的优缺点。
八、实验参考文献
[1] 廖效果,刘又午. 数控技术. 湖北***,武汉:2000.
[2] 机电一体化综合测试平台使用说明书,固高科技(深圳)有限公司.
实验一《逐点比较法插补原理及实现实验》实验报告
班级姓名学号成绩
课程名称
暃二地二辳地一
实验项目性质
技能
演示
综合
设计
其他
实验名称
实验目的:
实验所用设备名称:
简要叙述逐点比较法直线、圆弧插补原理:
实验主要步骤:
分析实验结果,说明逐点比较法的优缺点。
注意:打印图样附在实验报告后。
实验二步进控制系统实验
一、实验目的
(1)了解步进控制系统的组成和控制原理;
(2)理解步进电机的转速控制方式和调速方法;
(3)熟悉步进控制系统的操作和使用方法;
(4)熟悉步进驱动器参数的设置,控制系统的参数设置等;
(5)通过本实验提高学生对自动化控制的熟悉和了解,锻炼学生的动手和实践能力。
二、实验设备
机电一体化综合测试平台(含步进电机控制模块)共2台
三、实验原理
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机控制系统结构如下,通过单片机或是计算机等发送控制命令给电机驱动器,电机驱动器将控制命令转化为驱动信号给执行电机。
步进电机结构如下,单极性(unipolar) 和双极性(bipolar) 是步进电机最常采用的两种驱动架构。单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位,电机包含两组带有中间抽头的线圈,整个电机共有六条线与外界连接。这类电机有时又称为四相电机或应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机,实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。
图2-1 步进电机工作原理
单极半步运行的原理如图2-2,通过驱动器控制电机线路,在相应的位置产生如下的磁场,驱动电机一步一步的运动。
步进电机一般用于开环伺服