计算机控制机床操作实验指导书
计算机控制实验指导书
目录一．计算机控制实验指导1．概述 (1)2．实验一A/D与D/A 转换 (3)3．实验二数字滤波 (7)4．实验三 D(s)离散化方法的研究 (9)5．实验四数字PID控制算法的研究 (13)6．实验五串级控制算法的研究 (16)7．实验六解耦控制算法的研究 (19)8．实验七最少拍控制算法的研究 (23)9．实验八具有纯滞后系统的大林控制 (28)10．实验九线性离散系统的全状态反馈控制 (30)11．实验十二维模糊控制器 (33)12．实验十一单神经元控制器 (36)二．计算机控制对象实验指导1．实验一直流电机转速计算机控制实验 (39)2．实验二水箱液位计算机控制实验 (41)三．计算机控制软件说明1．概述 (43)2．安装指南及系统要求 (48)3．LabVIEW编程及功能介绍 (49)5．附录 (78)概述一．系统功能特点1．以PC微机为操作台，高效率支持“计算机控制”的教学实验。
2．系统含有高阶电模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。
3．系统含有界面友好、功能丰富的软件。
PC微机在实验中，除了用作实验测试所需的虚拟仪器外，还可用作测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。
4．系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。
可自己设计实验内容，构建系统对象，编写控制算法，进行计算机控制技术的研究。
二．系统构成实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACCT-I实验箱、USB2.0通讯线等组成。
ACCT-I实验箱内装有以C8051F060芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过USB口与PC微机连接。
1．ACCT-I实验箱简介ACCT-I实验箱是一个通用的实验箱。
它主要由电源部分U1单元，信号源部分U2单元，与PC机进行通讯的数据处理单元U3，元器件单元U4，非线性单元U5，U6，U7，模拟电路单元U8～U16组成，详见附图。
数控机床编程与操作实习指导书(1)
机电工程系机电一体化专业《数控机床与编程》实训指导书二零一五年九月数控机床与编程实训指导书班级学号姓名眉山职业技术学院工程技术系实训管理制度一、实训时间：于年月日开始至年月日结束。
每天上午1—4节，下午5——8节课。
二、实训地点：本校机电工程训练中心及相关实训室。
三、实训准备：实训前教师作好实习设备、场地、工具、资料的准备。
四、安全教育：实训中，要严格遵守安全操作规程，不许违章作业；爱护设备、工具和量具，注意防火和人身安全。
五、实训纪律要求：实训中，明确每日出勤、请假制度以及实训过程中的纪律要求，及时记录学生考勤和实习日志，总结当天的纪律情况。
六、实训指导：实训前，教师对学生要讲解实习大纲，使学生明确实习内容及要求；实训中，教师要按实习大纲要求指导到位，注意发挥学生的自主性，学生在教师的指导下，要积极动手操作，发挥主观能动性；实训后，应做好当天的实习笔记，写好实训总结，增加实践经验。
七、实训清扫要求：每天实训结束后，学生要清理各自的设备，正确关闭电源及水源；清扫实训场地。
实训一数控车床程序编辑及基本操作实验一. 实训目的：1.了解数控车削的安全操作规程2.掌握数控车床的基本操作及步骤3.对操作者的有关要求4.掌握数控车削加工中的基本操作技能5.培养良好的职业道德二. 实训内容：1.安全技术（课堂讲述）2.熟悉数控车床的操作面板与控制面板（现场演示）3. 熟悉数控车床的基本操作①数控车床的启动和停止：启动和停止的过程②数控车床的手动操作：手动操作回参考点、手动连续进给、增量进给、手轮进给③数控车床的MDI运行：MDI的运行步骤④数控车床的程序和管理⑤加工程序的输入练习三. 实训设备：CK6136数控车床四. 实训步骤：（一）熟悉机床操作面板图1－1 GSK980T面板1．方式选择EDIT: 用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。
AUTO：进入自动加工模式。
MDI：手动数据输入。
REF:回参考点。
数控机床操作与编程实验指导书
《数控机床操作与编程》实验指导书主编张运吉主审漆军广东机电职业技术学院前言本实验指导书适用于数控技术应用专业，同时也适用于数控设备故障诊断与维修、计算机辅助设计与制造、模具设计与制造、机电一体化等专业。
《数控机床操作与编程》属于应用技术科学，是一门技术性和实用性很强的专业课程，是数控技术与应用专业的一门专业主干课程，同时也是数控设备诊断与维修专业、计算机辅助制造专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业的专业技术课程。
要学习与掌握现代制造技术、机电一体化技术、数控机床使用及编程技术，都必须认真学习本课程。
本课程是为培养本专业学生必备的一项重要技能（数控机床操作、编程及其使用能力）而开设的必修课程。
做好本实验，有助于使学生进一步掌握数控机床的操作及其使用方法，进一步掌握数控机床的编程及其加工。
目录实验项目1：数控车床的操作 (1)实验项目2：数控车床的编程及加工 (2)实验项目3：数控铣床及加工中心的操作 (3)实验项目4：数控铣床及加工中心的编程及加工 (4)实验项目1：数控车床的操作一、项目编号：1二、实验课时：6学时三、主要内容及目的1、数控车床的安全操作规程2、数控车床系统操作界面3、以手动方式及MDI方式操作数控车床。
四、技术标准及要求1、掌握数控车床的安全操作规程。
2、掌握数控车床系统操作界面，学会使用数控车床。
3、能手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
五、实验场地与器材1、数控实训中心。
2、数控车床。
六、操作步骤及工作要点1、开机，在指导老师的指导下熟悉机床的安全操作规程。
2、在指导老师的指导下熟悉数控车床的操作界面，主要要熟悉几种工作方式，并启动主轴。
3、先手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
七、注意事项1、注意不要超程，注意安全。
2、机床刀架上不要安装刀具。
八、考核要求1、要求掌握数控车床的安全操作规程2、应在规定时间内熟悉机床的几种工作方式，并启动主轴，手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书
计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书实验一、单容水箱液位PID整定实验一、实验目的1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。
2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。
3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。
二、实验设备AE2000A型过程控制实验装置、JX-300X DCS控制系统、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、网线1根、24芯通讯电缆1根。
三、实验原理图2-15为单回路水箱液位控制系统单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。
本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。
根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用SUPCON JX-300X DCS控制。
当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。
合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。
反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。
一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。
一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。
比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。
比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。
但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。
CNC作业指导书
CNC作业指导书引言概述：CNC（Computer Numerical Control）是一种自动化加工技术，通过计算机控制机床进行加工。
CNC作业指导书是一份详细的操作手册，旨在指导操作人员正确使用CNC机床进行加工。
本文将从准备工作、机床操作、刀具选择、加工工艺和安全注意事项五个方面，详细阐述CNC作业指导书的内容。
一、准备工作：1.1 确定加工零件的图纸和工艺要求：在开始CNC加工之前，操作人员应仔细阅读加工零件的图纸和工艺要求。
图纸中包含了零件的尺寸、形状和加工要求，而工艺要求则包括了加工工序、刀具选择和切削参数等信息。
1.2 检查机床和刀具的状态：在进行CNC加工之前，操作人员应仔细检查机床和刀具的状态。
机床应处于正常工作状态，各个部件应无松动和损坏。
刀具应检查刃口是否锋利，并进行必要的更换和修复。
1.3 确定加工过程中的安全措施：在进行CNC加工时，操作人员应遵守相关的安全规定。
这包括佩戴个人防护装备，确保工作区域的清洁和整齐，以及遵循机床的操作规程和安全操作流程。
二、机床操作：2.1 启动机床并进行坐标系的设定：在启动机床之前，操作人员应按照机床的操作手册进行操作。
首先，需要进行坐标系的设定，确保机床能够准确地进行加工操作。
2.2 加载加工程序和刀具数据：在设定坐标系之后，操作人员需要加载加工程序和刀具数据。
加工程序包含了加工的具体步骤和切削参数，而刀具数据则包含了刀具的尺寸和切削速度等信息。
2.3 进行加工操作和监控：在加载加工程序和刀具数据之后，操作人员可以进行实际的加工操作。
在加工过程中，需要密切监控机床的运行状态，确保加工质量和安全。
三、刀具选择：3.1 根据加工要求选择合适的刀具类型：根据加工零件的形状和加工要求，操作人员应选择合适的刀具类型。
常见的刀具类型包括钻头、铣刀、车刀等，每种刀具都有其特定的用途和适用范围。
3.2 确定刀具的尺寸和材质：在选择刀具类型之后，操作人员需要确定刀具的尺寸和材质。
《计算机控制系统实验》指导书新编xu[1]1
![《计算机控制系统实验》指导书新编xu[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/ba0d0676dc36a32d7375a417866fb84ae55cc35b.png)
目录目录 (1)实验一数据输入输出通道 (2)实验二信号采样与保持 (5)实验三数字PID控制 (7)实验四直流电机闭环调速控制 (9)实验五温度闭环数字控制 (11)实验六最少拍控制器的设计与实现 (13)附录 (15)实验一数据输入输出通道实验目的：1.学习A/D转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809芯片的使用。
2.学习D/A转换器原理及接口方法，并掌握TLC7528芯片的使用。
实验设备：PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，i386EX系统板一块实验内容：1.编写实验程序，将－5V~+5V的电压作为ADC0809的模拟量输入，将转换所得的8位数字量保存于变量中。
2.编写实验程序，实现D/A转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。
实验原理：1.A/D转换实验ADC0809芯片主要包括多路模拟开关和A/D转换器两部分，其主要特点是：单电源供电、工作时钟CLOCK最高可达到1200KHz、8位分辨率，8个单端模拟输入端，TTL电平兼容等，可以很方便地和微处理器接口。
ADC0809 芯片，其输出八位数据线以及CLOCK 线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz)上。
其它控制线根据实验要求可另外连接(A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0～IN7)。
实验线路图1-1为：图1-1 A/D转换实验接线图上图中，AD0809 的启动信号"STR"是由控制计算机定时输出方波来实现的。
"OUT1" 表示386EX 内部1＃定时器的输出端，定时器输出的方波周期＝定时器时间常数。
ADC0809 芯片输入选通地址码A、B、C 为"1"状态，选通输入通道IN7；通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D 转换器输入－5V ~ +5V 的模拟电压；系统定时器定时1ms 输出方波信号启动A/D 转换器，并将A/D 转换完后的数据量读入到控制计算机中，最后保存到变量中。
计算机控制试验指导书
计算机控制技术实验指导书三、实验报告要求1）体会1、2的用法；2）对3、4写出程序及上机的结果实验三 控制系统仿真基础一、实验目的及要求：1. 掌握用简单函数命令实现连续函数的离散化的方法；2. 掌握求简单闭环脉冲传递函数的方法及系统分析方法。
二、实验设备： 1、微型机一台。
2、MA TLAB 软件 三、实验内容：1、设连续系统传递函数为 f(t)=1*1(t), f(t)=t, f(t)=)cos(t eatω- ，用简单命令函数求其Z 变换2、已知闭环离散系统如图3.1所示，其前向信道的零阶保持器与连续部分传递函数分别为se G TSh --=1,)1(1+=s s G p ，当采样周期为1s ，（1）试求闭环系统的脉冲传递函数，（2）计算系统的特征根（3）若输入信号为单位阶跃信号r （t ）=1（t ），计算系统的稳态误差。
（4）系统的频域指标和单位阶跃时域响应曲线图3.1 闭环离散系统四、实验报告的要求 写出相应的程序及上机结果实验四PID控制实验一、实验目的：１、熟悉PID控制方法的控制规律。
２、掌握不同P、I、D参数对控制系统的影响。
３、掌握采样时间变化对系统的影响。
4、熟悉SIMULINK 工作环境及特点；5、熟悉控制线性系统仿真常用基本模块的用法；6、掌握SIMULINK 的建模与仿真方法。
二、实验设备：1、微型机一台。
2、MA TLAB软件三、实验原理及实验内容（a）单输入阶跃信号典型PI环节控制（b）系统传递函数PID控制图4.1 PID控制原理用M文件编程或SIMULINK建立被控对象的传递函数如图4.1所示，系统输入为单位阶跃信号，a图为简单阶跃信号PI环节控制，分别取Kp1=5,Ki1=0.5；Kp2=4.2,Ki2=2.3；Kp3=6.7,Ki3=3.2，总结不同的参数设置对系统的影响。
b 图PID 控制器传递函数为)11(S T ST Kp Gs D I ++=系统传递函数Go=)4)(3)(2)(1(10++++s s s s 采用PID 控制器进行闭环调节。
数控车床实验指导书
实验一机床的基本功能与操作一、实验目的1、了解该机床的坐标系。
2、掌握操作面板各按钮的功能及用途。
3、熟练掌握开机、关机的操作步骤。
4、熟练掌握回零、手动、手轮方式的操作。
二、实验内容FANUC 0i Mate-TC系统数控车床的操作面板主要由NC操作面板及机床控制面板组成。
操作面板上各个功能符号和使用方法如下：１．NC操作面板（图1—1）及各键基本功能说明（表1—1）。
图1—1 NC操作面板表1—1 NC面板操作键基本功能说明2. 机床操作控制面板(图1—2)图1—2 CAK6136数控车床操作控制面板1.电源控制功能（1）NC系统电源绿色按钮：按此按钮数秒钟后，荧光屏出现显示，表示控制机已通入电源，准备工作。
（2）NC系统电源红色按钮：按此按钮后，控制机电源切断，荧光屏显示消失，控制机断电。
（3）急停按钮：在紧急情况下按此按钮，则机床各部分将全部停止运动，NC控制系统处于“清零”状态，并切断主电机系统．如再重复启动必须先进行“回零”操作．2.刀架移动控制部分（1）点动按钮“＋X 、－X 、＋Z、－Z ”:该按钮控制刀架进行移动。
在手动状态下，点动进给倍率开关和快移倍率开关配合使用可实现刀架在某一方向的运动，在同一时刻只能有一个坐标轴移动。
（2）快移按钮：当此按钮与点动按钮同时按下时，刀架按快移倍率开关F0、25%、50%、100%选择的速度快速移动。
（3）快移倍率开关“F0、25%、50%、100%”：可改变刀架的快移速度。
（4）进给倍率开关：是在刀架进行自动时调整进给倍率的。
在0～120%区间调节，在刀架进行点动时，可以选择点动进给量，当选择空运转状态时，自动进给操作的F码无效，执行mm/min的进给量。
（5）“回零”操作：在“回零”方式下，分别按X轴或Z轴的正方向按钮不松手，则X 轴或Z轴以指定的倍率向正方向移动，当压合回零开关时机床刀架减速，以设定的低进给速度移到回零点。
相应的X轴或Z轴回零指示灯亮，表示刀架己回到机床零点位置。
《数控机床与编程》实验指导书
《数控机床与编程》实验指导书目录实验一、数控车床面板操作实验二、数控车床实物加工实验三、数控铣床操作实验四、加工中心操作实验五、线切割、电火花加工★实验六、数控仿真模拟★附录一、SIEMENS802C 数控指令格式附录二、FANUC 数控指令格式附录三、实验报告格式及要求注：★号为选做实验实验一数控车床面板操作一、实验目的与要求（1）了解数控车床的面板功能及基本操作步骤。
（2）了解手动操作、手动增量操作、手轮操作、MDA操作的方法。
（3）掌握对刀原理及步骤编程原点设定的方法。
（4）掌握数控程序的输入、编辑、模拟运行的方法。
二、实验仪器与设备（1）配备西门子802C数控系统的CK0638卧式车床一台。
（2）尼龙棒一根（长150～200mm，直径26mm）。
（3）深度游标卡尺、游标卡尺、外径千分尺各一把。
（4）外圆车刀、螺纹车刀、切断刀各一把。
三、实验原理1．数控机床的组成数控机床由计算机数控系统和机床本体两部分组成。
计算机数控系统主要包括输入/输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置和可编程控制器（PLC）等。
2.CK0638数控车床的操作（1）Sinumerik 802C 数控系统操作面板如图1-1所示，各按键功能如下。
图 1-1（2）Sinumerik 802C数控系统软件主操作界面如图1-3所示。
图 1-3（3）Sinumerik 802C数控系统软件的菜单结构及基本功能如图1-4所示图 1-4其中最重要的软按键功能如图1-5图 1-53.西门子802C数控系统编程指令见附录一四、实验内容（一）开机回参考点；操作步骤1、接通 CNC 和机床电源系统启动以后按键进入回参考点功能。
2、按住+X按钮进行X方向回零，直至屏幕+X后显示表示X方向回零完成。
3、按住+Z按钮进行Z方向回零，直至屏幕+Z后显示表示Z方向回零完成。
4、回零完成后，+X、+Z后的机床坐标均被置零。
（二）装夹加工所需刀具及加工棒料，注意棒料的装夹长度应满足加工要求；（三）手动试切对刀，设定编程原点及各刀具补偿参数；操作步骤1、先切换到JOG模式，按键进入主功能显示，然后依次按软键“参数”、“刀具补偿”进入以下界面图 1-62、按软按键进入图1-7界面，通过“<<D”、“D>>”、“<<T”、“T>>”软键检查已有的刀具号和补偿号图 1-7如果没有要用的刀具号则按软键回到图1-6，通过软键“新刀具”功能新建所需的刀具号和刀具型号，普通车床刀具“T-型”设为500，如图1-8所示。
第ⅰ部分实验指导书数控机床安全操作规程
第Ⅰ部分实验指导书数控机床安全操作规程：在使用过程中要严格遵守操作规程，机床的操作规程一般如下：1.操作者必须熟悉机床的性能、结构、传动原理以及控制，严禁超性能使用。
2.进入实验室前,所有人员不准拖鞋(最好是穿带绝缘介质的工装鞋),是长头发的同学要戴上防护帽。
3.工作前，应按规定对机床进行检查，查明电气控制是否正常，各开关、手柄位置是否在规定位置上，润滑油路是否畅通，油质是否良好，并按规定加润滑剂。
4.开机时应先注意液压和气压系统的调整，检查总系统的工作压力必须在额定范围，溢流阀、顺序阀、减压阀等调整压力正确。
5.开机时应低速运行3—5min，查看各部分运转是否正常。
6.加工工件前，必须进行加工模拟或试运行，严格检查调整加工原点、刀具参数、加工参数、运动轨迹。
并且要将工件清理干净，特别注意工件是否固定牢，调节工具是否已经移开。
7.工作中发生不正常现象或故障时，应立即停机，及时报告指导老师进行检修。
8.工作完毕后，应及时清扫机床，并将机床恢复到原始状态，各开关、手柄放于非工作位置上，切断电源，认真执行好交接制度。
9.必须严格按照操作步骤操作机床，未经操作者同意，决不允许其他人员私自开动机床。
10.按动按键时用力适度，不得用力拍打键盘、按键和显示屏。
11.禁止敲打中心架、顶尖、刀架、导轨、主轴等部件。
一、加工中心操作实验指导书加工中心是集机、电、液一体化的高科技设备；是一种自动化程度高、结构复杂、功能全面的先进加工设备。
加工中心的综合加工能力较强，具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产率高、质量稳定等优点。
在生产中有着至关重要的地位。
加工中心的操作者要做到文明生产，严格遵守如下加工中心的安全操作规程：1.未经培训者严禁开机；开机前认真检查电网电压、气源气压、润滑油和冷却油的油位是否正常，不正常时严禁开机。
2.机床启动后，先检查电气柜冷却风扇和主轴系统是否正常工作，不正常时应立即关机，及时报告老师进行检修。
《机床数控技术》实验指导书4
实验一数控系统的认识实验目的1.掌握数控机床的特点与运用；2.认识了解数控加工机床的组成与结构；3.掌握数控加工的工作原理；4.掌握数控机床一般的操作步骤和基本编程；实验内容一、数控机床的组成、特点与分类1.数控机床的组成：现代数控机床都是CNC机床，一般由数控操作系统和机床本体组成，主要有如下几部分组成。
1).CNC装置：计算机数控装置（即CNC装置）是CNC系统的核心，由微处理器（CPU）、存储器、各I／O接口与外围逻辑电路等构成。
2).数控面板：数控面板是数控系统的控制面板，主要有显示器和键盘组成。
通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序与有关数据进行输入和编辑修改。
3).可编程逻辑控制器PLC：PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，用于完成数控机床的各种逻辑运算和顺序控制。
例如：主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关等辅助动作。
4).机床操作面板：一般数控机床均布置一个机床操作面板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以与在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。
上面布置有各种所需的按钮和开关。
5).伺服系统：伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统，进给伺服系统主要有进给伺服单元和伺服进给电机组成。
用于完成刀架和工作台的各项运动。
主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动，一般由恒转矩调速和恒功率调速。
为满足某些加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。
6).机床本体：机床本体的设计与制造，首先应满足数控加工的需要，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消，为满足高精度的传动要求，广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。
为提高生产率和满足自动加工的要求，还采用自动刀架以与能自动更换工件的自动夹具等。
二、数控机床加工程序的编制数控机床是按编制好的程序进行加工，因此程序编制的好坏，直接影响加工过程是否能正常进行，加工的零件是否能达到图纸要求。
计算机控制系统实验指导书MATLAB版
《计算机控制系统》实验指导书（Matlab 版）一、实验课程教学目的与任务通过实验设计或计算机仿真设计，使学生了解和掌握数字PID控制算法的特点、了解系统PID参数整定和数字控制系统的直接设计的基本方法，了解不同的控制算法对被控对象的控制特性，加深对计算机控制系统理论的认识，掌握计算机控制系统的整定技术，对系统整体设计有一个初步的了解。
根据各个实验项目，完成实验报告（用实验报告专用纸）。
二、实验要求学生在熟悉PC机的基础上，熟悉MATLAB软件的操作，熟悉Simulink工具箱的软件编程。
通过编程完成系统的设计与仿真实验，逐步学习控制系统的设计，学习控制系统方案的评估与系统指标评估的方法。
计算机控制系统主要技术指标和要求：根据被控对象的特性，从自动控制系统的静态和动态质量指标要求出发对调节器进行系统设计，整体上要求系统必须有良好的稳定性、准确性和快速性。
一般要求系统在振荡2～3次左右进入稳定；系统静差小于3%～5%的稳定值（或系统的静态误差足够小）；系统超调量小于30％～50％的稳定值；动态过渡过程时间在3～5倍的被控对象时间常数值。
系统整定的一般原则：将比例度置于交大值，使系统稳定运行。
根据要求，逐渐减小比例度，使系统的衰减比趋向于4：1或10：1。
若要改善系统的静态特性，要使系统的静差为零，加入积分环节，积分时间由大向小进行调节。
若要改善系统的动态特性，增加系统的灵敏度，克服被控对象的惯性，可以加入微分环节，微分时间由小到大进行调节。
PID控制的三个特性参数在调节时会产生相互的影响，整定时必需综合考虑。
系统的整定过程是一个反复进行的过程，需反复进行。
实验一、数字PID参数的整定一、实验目的1）、了解数字PID控制回路的结构。
2）、掌握数字PID控制算法的控制原理。
3）、掌握数字PID控制算法的整定原理。
二、实验设备1) WINDOWS操作系统和MATLAB软件。
2)PC电脑。
三、实验原理在过程控制中，广义被控对象采用一阶对象，设计相应的数字控制器，使系统达到稳定，并满足一定的动态和静态指标。
数控机床实验指导书
数控机床与编程实验指导书魏斯亮编华东交大理工学院机电分院机电教研室2013年8月21日目录实验一数控机床的工作原理与典型机械结构 (3)实验二数控系统的原理与组成 (12)实验三数控代码编程 (18)实验四复杂零件的数控编程与加工 (28)实验五网络数控 (38)2实验一数控机床的工作原理与典型机械结构一、相关知识1．数控机床的工作原理凡是以数字形式进行信息控制的机床称为数字控制机床，简称数控机床。
数控机床用代码化的数字信息将刀具移动轨迹的信息记录在程序介质上，然后送入数控系统，经过译码、运算，控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工出形状、尺寸、精度符合要求的所需零件。
2．数控机床的组成数控机床一般由输入／输出设备、 CNC装置、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器 ( PLC ) 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
图0—1是数控机床的组成框图，其中除机床本体之外的部分统称为CNC系统。
机床本体即数控机床的机械部件，包括主运动部件、进给运动执行部件(工作台、拖板及其传动部件)和支承部件(床身立柱等)，还包括具有冷却、润滑、转位和夹紧等功能的辅助装置。
加工中心类的数控机床还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件。
33. 数控机床机械结构的特殊要求数控机床的机床本体，在初期阶段大多使用的是普通机床的机械结构，仅仅是在自动变速装置、刀架或工作台自动转位装置和手柄等方面作了某些改变。
但实践证明，由于数控机床需要高速度、高精度、大切削用量和连续加工，所以对其机械部件在精度、刚度、抗震性等方面提出了更高的要求。
例如，有些数控机床的进给速度高达24 M／min，可以在大切削用Array量下连续加工，同时还要求极高的精度，可以实现微小进给量，例如0.001mm到0.0001mm条件下不允许发生低速爬行。
因此，近年来在设计数控机床时采用了许多特殊的机械结构和机械新技术，采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等等措施，下面对某些部分作一简要介绍。
计算机控制实验指导书
第一部分软件实验实验一存储器块清零一、实验目的1、掌握存储器读写方法2、了解存储器的块操作方法二、实验说明本实验指定某块存储器的起始地址和长度，要求能将其内容清零。
通过该实验学生可以了解单片机读写存储器的方法，同时也可以了解单片机编程、调试方法。
三、实验内容及步骤1、启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。
首先进行仿真器的设置，点击主菜单的仿真器选项，选择仿真器设置，或者直接点击仿真器设置快捷按钮，打开仿真器设置窗口，在仿真器标签里选择使用伟福软件模拟器。
2、打开TH1.ASM源程序，进行编译。
点击项目菜单，选择全部编译。
编译无误后，打开数据窗口，选择外部数据存储器窗口XDATA，拖动XDATA窗口的滚动条，使地址8000H 出现在窗口上，观察8000H起始的256个字节单元的内容，若全为0，则点击各单元，用键盘输入不为0的值。
执行程序，点击全速执行快捷按钮，点击暂停按钮，观察存储块数据变化情况，256个字节全部清零(红色)。
点击复位按钮，可再次运行程序。
3、打开CPU窗口，选择单步或跟踪执行方式运行程序，观察CPU窗口各寄存器的变化，可以看到程序执行的过程，加深对实验的了解。
四、流程图及源程序1.源程序ORG 0000HSTART EQU 8000HMOV DPTR， #START ；起始地址MOV R0，#0 ；设置256字节计数值CLR ALoop：MOVX @DPTR，AINC DPTR ；指向下一个地址DJNZ R0，Loop ；计数值减一LJMP $END2.流程图五、思考题如何将存储器块的内容置成某固定值(例全填充为0FFH)? 请用户修改程序，完成此操作。
实验二二进制BCD码转换一、实验目的1、掌握简单的数值转换算法2、基本了解数值的各种表达方法二、实验说明单片机中的数值有各种表达方式，这是单片机的基础。
掌握各种数制之间的转换是一种基本功。
我们将给定的一字节二进制数，转换成二十进制（BCD）码。
计算机控制实验指导书
实验一计算机控制系统实验装置概述实验第一章硬件设备的介绍PCT-I型过程控制实验装置是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置。
系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。
本装置还可根据用户的需要设计构成DDC、DCS、PLC、FCS、TCS等多种控制系统。
该实验装置既可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供物理模拟对象和实现手段。
第一节水箱实验装置由被控对象和控制回路两部分组成。
其中被控对象包括：上位水箱、下位水箱、储水箱。
上位水箱和下位水箱采用进口有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接观察液位的变化和记录实验结果。
水箱容积高达80升，使实验效果更为理想。
水箱结构独特，下水箱有三个槽，分别是工作槽、溢流槽、缓冲槽。
当水箱进水时，水管的水先流进缓冲槽，当缓冲槽中注满水时，水流便满过缓冲槽和工作槽当中的隔板并沿此隔板缓慢注入，这样水流对工作槽中的冲击力非常小，减少振荡，以便更精确的观察和记录实验结果。
同时下水箱的缓冲槽可以做温度变比值控制，热水和冷水在此混合，控制水的温度。
上水箱有五个水槽，两个工作槽，两个缓冲槽，一个溢流槽，两个工作槽通过连通器连接，其容积比是2：1，两个水箱都可以做液位单闭环实验，可以选择不同的工作槽做串级实验，比较不同的容积和流量组成不同的串级实验的效果。
实验过程中如水位失控水流可以直接经过缓冲槽流进储水箱。
储水箱是采用不锈钢板制成，水箱内部采用覆塑工艺，有效提高实验装置的使用寿命。
其容积180升，完全能满足上下水箱的实验的需要。
储水箱上面有一个金属滤网，有效防止异物进入水箱堵塞管道。
整个系统管道采用铝塑管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了系统生锈的可能性，有效提高了使用装置的使用年限。
数控机床操作与编程实验指导书
数控机床操作与编程实验指导书数控机床是现代机械加工领域应用广泛的一种设备，其采用数字控制系统控制主轴、刀具、工作台等动作，将加工图样转化为机床工件的加工方法。
为了提高数控机床运行效率，需要操作员具备一定的机械加工知识和操作技能，并熟练掌握编程方法。
因此，数控机床操作与编程实验指导书是必不可少的一种教材。
一、实验指导书的目的和意义数控机床操作与编程实验指导书是教师们为培养学生掌握数控机床操作技能、提高数控机床加工质量、提升学生实际应用能力而编写的一种教材。
其主要目的包括：1.培养学生了解数控机床的机构组成、工作原理，以及常见数控系统的结构和特点；2.教授学生操作数控机床的基本要求、技巧以及安全操作规程；3.使得学生能够掌握数控机床程序编写的基本方法、程序调试的技巧并在实践中掌握其应用；4.提高学生的操作和编程能力，培养学生思考、分析、解决实际问题的能力。
二、实验指导书的编写内容数控机床操作与编程实验指导书主要包括以下几大部分内容：1.数控机床结构和工作原理：主要介绍数控机床的机构构成，运动方式，系统架构等，使学生对数控机床有一个整体的认识。
2.数控系统的基本知识：介绍数控系统的概念、作用、结构、特点，为后续操作和编程奠定基础。
3.数控机床操作规程：介绍数控机床的操作流程、操作要点、安全注意事项等，使学生能够安全高效地操作机床。
4.数控编程基础知识：详细介绍数控编程的基本概念、编程指令、数控语言等。
5.编程实验教程：通过实际操作，从简单到复杂，逐步教授编程实验的步骤，如开料加工、孔加工、螺纹加工等，以帮助学生掌握基本编程技能。
6.编程实验案例：通过实例，培养学生独立思考解决实际问题的能力，同时加强其实践能力的提高。
7.总结与答疑：对编程实验过程中遇到的问题和解决方法进行归纳总结，同时回答学生在实验过程中遇到的问题。
三、实验指导书的使用方法教师要根据课程的教学要求和自己的经验和理解，编写出符合实际教学需求的操作与编程实验指导书。
数控机床操作部分指导书
数控机床操作部分指导书一、前言随着现代工业的发展，数控机床在传统机床的基础上加入了计算机控制系统，为传统机床的操作和加工提供了更高的精度和效率。
本指导书旨在为数控机床操作人员提供一份详细的操作指南，帮助他们正确、安全地操作数控机床。
二、数控机床的基本概念1. 数控机床的定义及分类数控机床是一种利用计算机控制系统来实现自动控制的机床。
根据加工方式的不同，数控机床可以分为车削、铣削、钻削等不同类型。
2. 数控机床的组成部分数控机床由数控系统、机床本体和周边设备组成。
数控系统负责对机床的各项操作进行控制和管理，机床本体则是实际进行加工操作的部分，周边设备包括刀具、夹具等。
三、数控机床的操作流程1. 开机准备操作人员应在开机前检查机床各项部件的完好程度，确认机床的电源和气源已接通，并按照正确的操作顺序打开各个控制面板。
2. 程序输入操作人员通过数控系统的界面输入加工程序，包括刀具选择、加工路径、工件尺寸等信息。
在输入程序时，应仔细检查程序的正确性，并根据需要进行修正。
3. 加工准备在进行实际加工前，操作人员应根据程序要求选择合适的刀具，并将其装入机床。
同时，应对工件进行夹紧，并调整机床的各项参数，以确保加工的准确性和稳定性。
4. 加工操作根据程序要求，操作人员应按照规定的操作顺序启动机床，并监测加工过程的运行情况。
在操作过程中，应注意机床的运行状态、刀具的磨损情况等，并及时进行调整和更换。
5. 停机和清洁加工完成后，操作人员应按照规定的程序停机，并对机床和工作区域进行清洁和整理。
特别是切削液的使用和清理要注意安全和环境保护。
四、数控机床的维护与保养1. 机床的定期检查为了确保机床的正常运行，操作人员应定期进行机床的检查和维护工作。
包括检查润滑情况、电气系统的连接情况、传动部分的磨损情况等。
2. 刀具的维护与更换刀具是数控机床的重要组成部分，操作人员应定期检查刀具的磨损情况，并及时进行刀具的维护和更换。
特别是对于刀具的磨损进行观察和测量，根据情况及时调整刀具的位置和使用。
机电系统计算机控制技术指导书(终稿)
《机电系统计算机控制技术》实验指导书孙胜兵段智敏编写沈阳理工大学机械工程学院2013年10月目录1 NIC-D数控实验系统简介1．1 NIC-D系统硬件配置1．2 教学型台式数控铣床的安装与连接2 实验内容2．1 实验一脉冲增量插补实验2．2 实验二插补编程实验2．3 实验三电机控制实验1 NIC-D数控实验系统简介1．1 NIC-D系统硬件配置1．1．1 NIC-D机床基本规格工作台尺寸（mm）120×180工作行程（X×Y×Z）（mm） 100×70×50使用铣刀直径（mm）Φ4工作进给（mm/min） 120～500快速进给（mm/min） 1500最小设定单位（三轴）（mm） 0.01机床外形尺寸：长×宽×高（mm） 360×260×450机床重量： 20Kg1．1．2 机床传动与结构特点1）、主传动：主轴直接由40SYP4002直流电机驱动，24V、1.7A\1500rpm。
2）、进给传动：X、Y、Z三轴传动直接由步进电机57BYG-060传动和JSD2P-1专用驱动电源驱动。
三轴均用两根导柱导向，保证了传动的平稳性。
3）、主要部件结构特点：本机床采用机电分体式结构，即机械部份、驱动部份、控制系统部份分别独立设置，使整体结构简单。
1．2 教学型台式数控铣床的安装与连接1．2．1 NIC-D系统组成NIC-D台式数控铣床由PC机、ADT-8940A1卡、ADT-9162端子板、JSD2P-1驱动电源、三轴数控小铣床等组成，见图1.1：图1.1 系统组成框图1．2．2 NIC-D接线与安装1.关闭电脑电源（注：ATX电源需总电源关闭）。
2.打开电脑机箱后盖。
3.选择一条未占用的PCI插槽,插入ADT-8940A1。
4.确保ADT-8940A1的金手指完整插入PCI插槽,拧紧螺丝。
5.将D62GG连接线的一端和控制卡的J1接口相连，另一端和ADT-9162接线端子相连。
数控机床电气控制实验指导书3
数控机床电气控制实验指导书实验四数控综合实验台PLC编程与调试实验一、实验目的1、了解标准PLC基本原理和结构；2、能够熟练修改标准PLC各个输入输出点及PLC所提供的各项功能；3、了解用C语言编写PLC程序的方法，掌握数控系统PLC调试方法。
二、实验内容1、主轴档位及PLC输出点定义实验；2、主轴转速的调整；3、刀架信号输入点定义。
4、用实验台所带的乒乓开关控制主轴的正反转。
5、将机床信号输入口XS10的输入电缆代替接口XS116、自动润滑功能的设定7、华中数控PLC程序的编写及其编译8、简单程序的编写与调试三、仪器设备HED-21S数控综合实验台一台工具包万用表 PC键盘一个四、相关知识（1）I／O信号与X／Y的对应关系在“PMC系统参数”选项中给各部件(部件20、部件21、部件22)中的输入、输出开关量分配占用的X、Y地址，即确定接口中各I／O信号与X／Y的对应关系。
如图1所示：将部件21中的开关量输入信号设置为“输入模块0”，共30组，则占用X [00]～X[29]；将部件20中的开关量输入信号设置为“输入模块1”，共16组，则占用X[30]～X [45]；输入开关量总组数即为30+16=46组。
将部件21中的开关量输出信号设置为“输出模块0”，共28组，则占用Y[00]～Y[27]；将部件22中的开关量输出信号设置为“输出模块1”，共2组，则占用Y[28]～Y[29]；将部件20中的开关量输出信号设置为“输出模块2”，共8组，则占用Y[30]～Y[37]；输出开关量总组数即为28+2+8=38组。
在“PMC系统参数”选项中所涉及的部件号与“硬件配置参数”选项中的部件号是一致的。
输入／输出开关量每8位一组，占用一个字节。
例如HNC-21TF数控装置XS1O接口的I0～I7开关量输入信号占用X [00]组，IO对应于X [00]的第0位、I1对应于X [OO]的第1位……。
按以上参数设置，I／O开关量与X／Y的对应关系见表2。
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计算机控制机床操作实验
指导书
范希营编
徐州师范大学机电工程学院
目录
实验一计算机控制车床基本操作实验 (1)
实验二计算机控制铣床基本操作实验 (7)
实验三计算机控制加工中心基本操作实验 (11)
实验一计算机控制车床基本操作实验
一、实验目的
了解计算机控制车床的结构组成及工作原理；熟悉SINUMERIK 802S数控系统CNC面板的功能；掌握计算机控制车床的开机、回参考点、等基本操作方法；理解计算机控制车床的试切法对刀的基本原理，明确工件坐标系参数设置的具体含义，掌握对刀操作过程；掌握程序的建立、编辑、删除等操作。
二、实验设备和工具
1. CJK6136计算机控制车床1台
2.卡盘扳手1把、刀架扳手1把、外圆车刀1把、试切圆料1根。
三、实验内容
熟悉SINUMERIK 802S数控车床操作面板的按键功能；掌握计算机控制车床的开机、回参考点、报警解除等基本操作步骤与方法；采用试切法对刀建立工件坐标系，并进行刀具X轴、Z轴补偿设置。
在系统面板中建立新程序，并对程序进行编辑、修改和删除操作。
四、实验方法与步骤：
1.掌握计算机控制机床开机操作过程。
2.解除“急停”按钮，调整“进给倍率修调开关”，完成机床回参考点的基本操作。
3.在“JOG”工作状态下，完成主轴正转、停止、反转操作及刀架转位操作。
4.在“MDA”工作状态下，完成主轴正转、停止、反转操作及刀架转位操作。
5.在“JOG”工作状态下，完成刀架的点动、连续运动操作及刀架精确定位操作。
6.采用试切法，完成一把刀具的X、Z轴对刀操作及刀具补偿设置。
7.在“编辑”工作状态下建立一个新程序，并对程序进行编辑、修改与删除操作。
五、实验安排：
每次实验最多可分10组，每组3～5人，CJK6136计算机控制车床1台、卡盘扳手1把、刀架扳手1把、外圆车刀1把、试切圆料1根。
实验学习为2学时，组员之间分工协作，共同做好实验、记录等工作。
六、注意事项：
1.实验前，应充分了解计算机控制机床工作原理与操作方法；
2.实验过程中，应严格按照操作顺序与要求进行，将各操作过程记录；
3.实验结束后，应整理好实验设备及实验场地、并经实验教师验收、双方签字后方可离开。
七、成绩考核：
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力及实验报告结果，进行综合评定。
计算机控制车床基本操作实验报告班级姓名学号
同组实验人姓名实验日期________ 一、说明SINUMERIK 802S系统计算机控制车床回参考点操作过程。
二、说明SINUMERIK 802S系统计算机控制车床上，采用试切法对刀及刀具补偿设置的操作过程。
三、说明SINUMERIK 802S系统计算机控制车床上，新程序建立与删除的操作过程。
四、画出SINUMERIK 802S计算机控制车床的NC面板。
成绩评定_____________ 指导教师___________
实验二计算机控制铣床基本操作实验
一、实验目的
了解计算机控制铣床的结构组成及工作原理；熟悉FANUC 0i-M数控系统CNC 面板的功能；掌握计算机控制铣床的开机、回参考点、等基本操作方法；理解计算机控制车床的试切法对刀的基本原理，明确工件坐标系参数设置的具体含义，掌握对刀操作过程；掌握程序的建立、编辑、删除等操作。
二、实验设备和工具
1. XKA714计算机控制铣床1台
2.虎钳扳手1把、立铣刀1把、切削试件一个。
三、实验内容
熟悉FANUC 0i-M系统计算机控制铣床操作面板的按键功能；掌握计算机控制铣床的开机、回参考点、报警解除等基本操作步骤与方法；采用试切法对刀建立工件坐标系，并进行刀具X轴、Y轴、Z轴补偿设置。
在系统面板中建立新程序，并对程序进行编辑、修改和删除操作。
四、实验方法与步骤：
1.掌握计算机控制机床开机操作过程。
2.解除“急停”按钮，调整“进给倍率修调开关”，完成机床回参考点的基本操作。
3.在“MDA”工作状态下，完成主轴正转、停止、反转操作操作。
4.在“手轮”工作状态下，完成机床的运动操作及刀具精确定位操作。
5.采用试切法，完成的X、Y、Z轴对刀操作及刀具补偿设置操作。
6. 在“编辑”工作状态下建立一个新程序，并对程序进行编辑、修改与删除操作。
五、实验安排：
每次实验最多可分10组，每组3～5人，XKA714计算机控制铣床1台、虎钳扳手1把、立铣刀1把、试切工件1个。
实验学习为2学时，组员之间分工协作，共同做好实验、记录等工作。
六、注意事项：
1.实验前，应充分了解计算机控制机床工作原理与操作方法；
2.实验过程中，应严格按照操作顺序与要求进行，将各操作过程记录；
3.实验结束后，应整理好实验设备及实验场地、并经实验教师验收、双方签字后方可离开。
七、成绩考核：
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力及实验报告结果，进行综合评定。
计算机控制铣床基本操作实验报告班级姓名学号
同组实验人姓名实验日期________ 一、说明FANUC 0i-M系统计算机控制铣床回参考点操作过程。
二、说明FANUC 0i-M系统计算机控制铣床上，采用试切法对刀及刀具补偿设置的操作过程。
三、说明FANUC 0i-M系统计算机控制铣床上，新程序建立与删除的操作过程。
四、画出FANUC 0i-M系统数控铣床NC面板。
成绩评定_____________ 指导教师___________
实验三计算机控制加工中心基本操作实验一、实验目的
了解计算机控制加工中心的结构组成及工作原理；熟悉FANUC 0i-M数控系统CNC面板的功能；掌握计算机控制加工中心的开机、回参考点、等基本操作方法；掌握自动换刀操作过程；掌握程序的建立、编辑、删除等操作。
二、实验设备和工具
1. XKA714计算机控制加工中心1台
2.虎钳扳手1把、立铣刀10把、切削试件一个。
三、实验内容
熟悉FANUC 0i-M系统计算机控制加工中心操作面板的按键功能；掌握计算机控制加工中心的开机、回参考点、报警解除等基本操作步骤与方法；采用试切法对刀建立工件坐标系，并进行刀具X轴、Y轴、Z轴补偿设置。
在系统面板中建立新程序，并对程序进行编辑、修改和删除操作。
四、实验方法与步骤：
1.掌握计算机控制机床开机操作过程。
2.解除“急停”按钮，调整“进给倍率修调开关”，完成机床回参考点的基本操作。
3.在“MDA”工作状态下，完成主轴正转、停止、反转操作操作。
4.在“手轮”工作状态下，完成机床的运动操作及刀具精确定位操作。
5.采用试切法，完成的X、Y、Z轴对刀操作及刀具补偿设置操作。
6. 在“编辑”工作状态下建立一个新程序，并对程序进行编辑、修改与删除操作。
五、实验安排：
每次实验最多可分10组，每组3～5人，XKA714计算机控制加工中心1台、虎钳扳手1把、立铣刀10把、试切工件1个。
实验学习为2学时，组员之间分工协作，共同做好实验、记录等工作。
六、注意事项：
1.实验前，应充分了解计算机控制机床工作原理与操作方法；
2.实验过程中，应严格按照操作顺序与要求进行，将各操作过程记录；
3.实验结束后，应整理好实验设备及实验场地、并经实验教师验收、双方签字后方可离开。
七、成绩考核：
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力及实验报告结果，进行综合评定。
计算机控制加工中心基本操作实验报告
班级姓名学号
同组实验人姓名实验日期________ 一、画出FANUC 0i-M系统数控铣床NC面板。
二、试述XKH714加工中心与XKA714数控铣床的主要区别。
成绩评定_____________ 指导教师___________。