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《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统

第7章数控机床电气控制系统

有些輔助功能只在本程式段內起作用，當後續程式段到來時便失效，稱為當前輔助功能，記為C類，例如M06等。還有一些輔助功能一旦被執行便一直有效，直至被注消或被取代為止，稱為保持類輔助功能，記為H類，例如M10、M11等。對於不同動作類型的輔助功能，在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時，其處理方法也將不同。
第7章数控机床电气控制系统
第7章數控機床電氣控制系統

7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及其在CK6150數控車床上的應用

7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現

7.5 數控機床電氣圖的繪製方法小結
第7章数控机床电气控制系统

3．T功能 T功能即刀具功能，T代碼後跟隨2～ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。數控機床根據T代碼，通過PLC可以管理刀庫，自動更換刀具，也就是說根據刀具和刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選刀和換刀控制。
第7章数控机床电气控制系统

7.1.3數控系統中的可編程控制器（PLC）數控系統輔助控制功能以開關量順序控制為主，可採用繼電器控制邏輯或可編程序邏輯控制器（PLC）實現。在一些經濟型的數控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上，為了簡單起見，其輔助動作的控制常用繼電器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床上，其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜，如果仍使用繼電器實現，則電路的設計和調試將比較困難，可靠性也差。因此，多數數控機床都採用可編程控制器（PLC）來完成輔助運動的控制。

数控技术介绍及应用(ppt 54页)

电机驱动单元接收到一个脉冲相应旋转一个角度，称为步距角，通过机床传动部件，使工作台相应产生一个位移量。
开环控制系统没有反馈装置，不能消除步进电机失步产生的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度不高的机床。
22.03.2022
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高，传动装置间隙要小，
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类（1）数控系统：
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统后能够自动解释指令，进行运算，并由系统的输出装置向机床的执行机构发出指令，完成规定的运动或动作。
改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造，我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。 1980年北京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
22.03.2022
第一章绪论
数控技术是现代制造技术的基础，数控技术水平的高低、数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展（1952年第一台数控机床问世），已广泛应用于现代工业的各领域，成为制造业现代化的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床，还应用于其他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际位移的传感器，将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器，如有误差，由CNC发指令，使工作台运动直至误差消失。采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。

数控ppt课件完整版

contents •数控技术概述•数控机床结构与分类•数控编程基础•数控加工工艺与刀具选择•数控机床操作与维护•数控技术发展趋势与展望目录01数控技术概述数控技术的定义与发展数控技术的定义采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的技术。

数控技术的发展历程从手动控制到数字控制，经历了多个阶段的发展，包括电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术的应用。

数控技术的现状与趋势当前数控技术已经广泛应用于制造业各个领域，未来将继续向智能化、高精度、高效率等方向发展。

数控系统的组成与工作原理数控系统的组成01数控系统的工作原理02数控系统的特点03机械制造领域航空航天领域汽车制造领域其他领域数控技术的应用领域02数控机床结构与分类为确保加工精度和稳定性，数控机床采用高刚度材料和结构。

通过先进的制造工艺和装配技术，实现高精度加工。

采用高性能伺服驱动系统和高速主轴，提高加工效率。

配备自动换刀装置、自动排屑装置等，实现自动化加工。

高刚度高精度高速度高自动化按工艺用途分类按运动方式分类按伺服系统类型分类常见数控机床类型介绍数控车床数控铣床加工中心数控磨床03数控编程基础数控编程的概念是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行自动加工的过程。

0203分析零件图样和工艺要求确定加工方案数控编程的步骤01选择合适的数控机床选择合适的刀具、夹具和量具编制加工程序01 02 03机床坐标系工件坐标系用于控制机床的直线插补、圆弧插补等加工动作。

M指令用于控制机床的辅助功能，如换刀、冷却液开/关等。

G指令VSS指令01F指令02T指令03数控编程的常用指令与格式地址符+数字程序段格式一个完整的程序段由若干个字组成，每个字由地址符和数字组成，程序段结束以分号或回车符表示。

04数控加工工艺与刀具选择先进行粗加工，再进行精加工，逐步提高加工精度。

先粗后精原则一次装夹原则工序集中原则基准统一原则尽可能在一次装夹中完成多道工序，减少装夹次数，提高加工效率。

《数控原理与系统》第3章_数控位置检测装置

第3章数控位置检测装置
3.2 旋轉變壓器
旋轉變壓器是一種角位移測量元件，外形如圖所示。結構與兩相繞線式非同步電動機相似，由定子和轉子組成，根據轉子繞組引出方式不同，分為有刷和無刷兩種結構形式。

(a) 旋轉變壓器外形圖 (b)有刷旋轉變壓器結構圖 (c) 無刷旋轉變壓器結構圖圖3.1 旋轉變壓器外形結構圖
第3章数控位置检测装置
U1 U m sin t
定子
U1 U m sin t
Φ1
U1 U m sin t
Φ1
Φ1
1
பைடு நூலகம்
转子
Φ2
Φ2
Φ2
0
E1 0
1
E1 nU m sin t sin 1
90
E1 nU m sin t
第3章数控位置检测装置

u 21 k 21U1m sin t sin u 22 k 22U 1m sin t cos
第3章数控位置检测装置
將勵磁信號和轉子繞組輸出信號送至解碼電路輸入端，即可得到轉子轉角代碼。日本多摩川公司推出的解碼電路集成晶片原理如圖3.3所示，如果圖中usr=0，那麼θ= θrd，即可解碼出轉子轉角。
旋轉編碼器、圓光柵，絕對式旋轉編碼器，多極旋轉旋轉變壓器、圓感應同步變壓器器、圓形磁尺三速圓型感應同步器
直線型
光柵尺、直線型感應編碼尺、多通道投射光柵，同步器、磁尺，鐳射干涉三速直線型感應同步器、絕對儀式磁尺
第3章数控位置检测装置

3.1.3 位置檢測裝置的性能指標
1. 精度：檢測輸出值與實際位置的符合程度。 2. 解析度：可分辨的最小刻度值，一般按加工精度的1／ 3～1／10選取檢測裝置的解析度。 3. 靈敏度：檢測輸出值隨實際位置變化的及時程度。 4. 遲滯：同一實際位置，正行程與反行程的檢測輸出結果不一致的現象，稱為遲滯，遲滯越小越好。 5. 測量範圍和量程：測量範圍要滿足系統的要求，並留有餘地。 6. 零漂與溫漂：測量精度隨時間和溫度的變化而變化的現象。

《数控机床原理》课件

02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装配工艺，降低数控机床运行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统，对油污、金属屑等废弃物进行妥善处理，以减少对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况，建立合适的坐标系，以便描述刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行试运行，检查程序的正确性和加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监测数控机床的能耗情况，实现能源的有效控制和管理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高精度轴承和齿轮，降低机械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的空调系统，保持适宜的工作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。

机床数控原理及应用--绪论 ppt课件

PPT课件
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五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
PPT课件
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1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
14
三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机直流伺服电机交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘光栅
磁珊
PPT课件
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三、数控机床的组成
4、机床早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC）主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
PPT课件
30
六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小；

《数控原理与系统》第9章__典型数控系统

第8章典型数控系统及应用

பைடு நூலகம்
主印刷電路板（MASTER PCB）
第 7 、 8軸控制板

第8章典型数控系统及应用

該系統除了通用的宏程式功能以外，還增加了定制型用戶宏程式，這樣為用戶提供了更大的個性化設計的空間。用戶可以通過編程對顯示幕幕、處理過程控制等進行編輯，以實現個性化機床的設計。
第8章典型数控系统及应用

（4）高速高精度的控制 FANUC 0–C數控系統採用了多CPU方式進行分散處理，實現了高速連續的切削。為了實現在切削路徑中的高速、高精度，在系統功能中增加了自動拐角倍率，伺服前饋控制等，大大地減少了伺服系統的誤差。對PLC的介面增加了高速M、S、T介面功能，進一步縮短了執行時間，提高了系統的運行速度。為了提高系統處理外部數據的速度， FANUC 0–C系統在硬體上增加了遠程緩衝控制，系統可以實現高速的DNC操作。
第8章典型数控系统及应用

9.1.2 FANUC 0系列數控系統 1.主要功能特點 FANUC 0系列數控系統分為A型、B型、 C型和D型產品，目前在國內使用較多的是普及型FANUC 0–D和全功能型FANUC 0–C兩個子系列，其功能特點如下。
第8章典型数控系统及应用

第8章典型数控系统及应用

2.基本構成 FANUC 0系統由數控單元本體，主軸和進給伺服單元以及相應的主軸電機和進給電機，CRT 顯示器、系統操作面板、機床操作面板，附加的輸入／輸出介面板（B2），電池盒，手搖脈衝發生器等部件組成，下麵對它的主要部件的基本配置做簡要的說明。
第8章典型数控系统及应用

《数控原理与系统》第1章_绪论

伺服驱动装置
机床本体位置检测装置
图1.3 数控系统的组成结构
第1章绪论
1.1.2

數控系統的組成結構
Байду номын сангаас
各組成部分的功能
1. 數控裝置其功能是從輸入裝置接收零件程式，並對其進行解碼、插補等處理，最後輸出進給信號和主軸啟/停、刀具選擇等輔助控制信號。 2. 輸入/輸出裝置是操縱者和數控裝置間的“人—機”介面，用來輸入編輯零件程式、操作命令，輸出顯示機床工作狀態、工作座標等資訊。常見的輸入輸出裝置有：CRT顯示/MDI鍵盤、紙帶閱讀機、上位電腦等。 3. 伺服驅動裝置用來把數控裝置輸出的信號進行功率放大，以驅動伺服電動機拖動機床運動。 4. 機床電氣控制邏輯用來實現主軸起/停、換刀等輔助控制功能，並零件程式的執行與這些輔助動作同步。 5. 位置檢測裝置用來檢測工作臺的實際位置，輸出位置回饋資訊，實現閉環或半閉環位置控制，提高控制精度。
第1章绪论
1.2 數控技術的產生和發展
1.2.1 數控技術的產生

數控技術是 20 世紀 40 年代後期為適應複雜外形零件的加工而發展起來的一種自動化技術，其研究起源於飛機製造業。1949年美國帕森（Parsons）公司接受美國空軍委託，研製一種計算控制裝置，用來實現飛機、火箭等複雜零部件的自動化加工，於是Parsons公司提出了用數字資訊來控制機床自動加工外形複雜零件的設想，並與美國麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所合作，於1952 年研製成功了世界上第一台數控機床 ---- 三座標立式數控銑床，可控制銑刀進行連續空間曲面的加工，由此拉開了數控技術研究的序幕。
0112
微型计算机
数控系统

《数控原理与系统》第8章_数控系统的电磁兼容设计

第8章数控系统的电磁兼容设计
8.2 數控系統電磁相容性要求與抗電磁干擾措施

8.2.1 數控系統電磁相容性要求數控系統一般在電磁環境較惡劣的工業現場使用，為了保證系統在此環境中能夠正常工作，系統必須達到JB/T 8832-2001“機床數控系統通用技術條件”中的電磁相容性要求。
第8章数控系统的电磁兼容设计

第8章数控系统的电磁兼容设计

3．電快速瞬變脈衝群抗擾度（1）數控系統運行時，分別在交流供電電源端和保護地端（PE）之間，加入峰值2kV、重複頻率5kHz脈衝群，時間1min。試驗時，數控系統能正常工作。（2）數控系統運行時，在I/O信號、數據和控制端口電纜上用耦合夾加入峰值1kV，重複頻率5kHz脈衝群，時間 1min。試驗時，數控系統能正常工作。 4．靜電放電抗擾度數控系統運行時，對操作人員經常觸及的所有部位和保護地端（PE）之間進行靜電放電試驗，接觸放電電壓 6kV，空氣放電電壓8kV。試驗時，數控系統能正常運行。
第8章数控系统的电磁兼容设计
2．電磁騷擾傳播途徑
（1）輻射途徑。騷擾源如果不是被封閉在一個金屬殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波，其輻射強度取決於裝置的騷擾電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及騷擾源的發射頻率。如果騷擾源的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射的強度還與騷擾的波長有關。當孔洞的大小與波長可以比擬時，還可形成騷擾子輻射源向四周輻射。另外，輻射場中的金屬體也會形成二次輻射。
第8章数控系统的电磁兼容设计

8.1.4 電磁相容性EMFra bibliotek試驗為了驗證電氣設備的抗電磁干擾能力，通常在設備投入使用之前，應進行EMC試驗與驗證，以保證電氣設備在實際使用中的可靠性。被試設備在某個登記條件下進行試驗時，可能出現以下幾種。（1）在技術範圍內，性能正常。（2）功能或性能暫時降低或喪失，但可自行恢復。（3）功能或性能暫時降低或喪失，要操作人員干預或系統複位才能恢復正常。（4）由於設備損壞，造成不可恢復的功能降低或喪失。

数控机床的工作原理ppt-78页

•
例4-1 插补直线OA，A（5，3）
序偏差判别进给方向号
0
1
F0,0＝0
+X
2
F1,0＝-3<0
+Y
3
F1,1＝2>0
+X
4
F2,1＝-1<0
+Y
5
F2,2＝4>0
+X
6
F3,2＝1>0
+X
7
F4,2＝-2<0
+Y
8
F4,3＝3>0
+X
偏差计算
F0,0＝0,Xe=5,Ye=3 F1,0＝F0,0－Ye＝-3 F1,1＝F1,0＋Xe＝2 F2,1＝F1,1－Ye＝-1 F2,2＝F2,1＋Xe＝4 F3,2＝F2,2－Ye＝1 F4,2＝F3,2－Ye＝-2 F4,3＝F4,0＋Xe＝3 F5,3＝F4,3－Ye＝0
F0,0＝0
－X
F1,0＝F0,0－|Ye|＝ -3
n=1
2
F1,0＝-3<0
+Y
F1,1＝F1,0＋|Xe|＝1
n=1+1=2<N
3
F1,1＝1>0
－X
F2,1＝F1,1－|Ye|＝-2
n=2+1=3<N
4
F2,1＝-2<0
+Y
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2
n=3+1=4<N
5
F2,2＝2>0
－X
1
F0,0＝0
+X
F1,0＝F0,0－Ye＝-5
n=1
2
F1,0＝-5<0

数控原理与系统第6章主轴驱动及控制

第6章主轴驱动及控制
为此，可选用额定功率 7.4KW 、额定转速
1500r/min的主轴电动机，在1/2额定电压下无
级变速驱动主轴，工作特性曲线如图6.6所示。
在 750r/min ～ 6000r/min 整个范围内，
Pmax=3.7KW ，在 750r/min 以下，
频器调速时，其调速特性无法与直流电动机相
比，因此必须采用矢量变频控制技术。
第6章主轴驱动及控制
由于采用矢量变频控制技术后，交流
电动机与直流电动机的数学模型极为相似，
因而以直流主轴电动机为例来分析其调速特
性，其模型结构如图6.1所示。
根据直流电动机的工作原理可得
Ua Ia Ra E
E Cen M C M Ia KIt
第6章主轴驱动及控制
P, M
转矩特性曲线功率特性曲线
O1
2
h
图6.2 主轴电机的工作特性曲线
第6章主轴驱动及控制
6.1.3 CNC与主轴驱动装置的连接下面以日本安川（YASKAWA）VA-626MT
型主轴驱动装置为例讲解CNC与主轴驱动装置的连接，图6.3所示为其内部原理框图， CNC装置与该主轴驱动装置的连接如图6.4所示。
第6章主轴驱动及控制
本章导读
本章主要介绍主轴驱动装置的特性与连接
方法、主轴分段无级调速控制、主轴准停控制
等内容。通过本章的学习，了解数控机床对主
轴的要求，熟悉主轴驱动装置的一般连接方法，
掌握主轴调速、准停控制方法。
第6章主轴驱动及控制
6.1 概述
数控机床的主轴驱动和进给驱动有很大的
差别。主轴的运动通常是旋转运动，以调速和

数控原理与系统第7章典型数控系统及应用

输入输出设备用于将加工程序和加工数据输入数控系统，同时将加工结果输出到显示器或外部设备。
数控装置是数控系统的核心，负责根据输入的加工程序和数据进行运动轨迹的计算和控制信号的输出。
可编程控制器用于逻辑控制，如主轴的启停、冷却液的开关等。
主轴驱动装置和进给驱动装置分别用于控制主轴和进给电机的运动。
详细描述
这些数控系统品牌在市场上也有一定的份额，并拥有各自的特点和优势。它们在机械加工、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
03 数控系统硬件结构
数控系统的基本构成
01
02
03
04
05
数控系统是用于控制机床实现自动化加工的计算机系统，主要由输入输出设备、数控装置、可编程控制器、主轴驱动装置、进给驱动装置等部分组成。
04 数控系统软件结构
数控系统的软件组成
操作系统层
提供数控系统运行的基础环境，包括内核、驱动程序等。
支撑软件层
提供数控系统所需的各种支撑软件，如数据库、网络通信等。
应用软件层
根据具体需求开发的数控系统应用软件，实现各种功能。
数控系统的软件功能
数据输入输出
接收和输出各种数据，如零件图纸、工艺参数等。
数控车床
用于加工汽车轴类零件，如曲轴、凸轮轴等，能够实现高精度外圆和端面加工。
数控铣床
用于加工汽车模具、检具和夹具等，能够实现复杂型面的加
工和制造。
数控系统在航空制造中的应用
数控机床
数控加工中心
用于加工航空零部件，如飞机起落架、发动机叶片等，要求高精度、高强度和高可靠性。
用于加工飞机机身、机翼等大型结构件，能够实现多轴联动，提高加工精度和效率。

数控机床数控原理与系统课件

根据M代码的编程，可控制住周的正反转和主轴变速等。 ➢ 2. S 功能实现 ➢ S功能主要完成主轴转速的控制。S4位代码编程是指S代
码后4位十进制来指定主轴转速。 ➢ 3. T功能的实现 ➢ T功能即刀具功能，T代码后跟随2-5位数字表示刀具号和
刀具补偿号。图5-23所示为采用固定存取换刀控制方式的T功能处理框图。
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➢ 数控机床中独立型PLC本身是一个控制器，是一个完整的系统。其特点是使用灵活；要进行PLC与CNC装置 I/O联结，控制功能更强大。
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图5-22 内装型PLC的CNC框图
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5.5 辅助机能控制与PLC
➢ 四、M、S、T功能的实现 ➢ 1. M功能的实现 ➢ M 功能又称辅助功能，其代码用“M”后跟2位数表示。
命令。
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5.4数控系统的接口
▪ 一、接口解决的问题
➢ 从功能角度去分，接口电路解决的问题有两类。 ➢ 1. 单台机床内部各部件之间的信息交换问题 ➢ 2. 机床与机床之间或机床与计算机之间的信息交换问题。
▪ 二、接口分类规范
“机床/数控接口”国际标准指出了数控装置，电气控制设备与机床之间的接口范围，他们共分为四类，如图5-17. ➢ A、B类接口交换的信息是数控装置与驱动电动机，位置、速度检测之间的控制信号。
（1）减法计算 ▪ 在位置计数器中预置给定的位移量，坐标移动时进行减法计算。
（2）比较计算 ▪ 将给定的位移量存入指令寄存器，坐标移动时位置计数器以零开始进行加法计算，两者相比较，在计数值与给定值相符时停止进给。 ▪ 位置计算与比较的软件控制流程如图5-8所示

数控原理与控制系统-步进电机进给驱动系统【精品课件】

5.细分控制驱动电路
在实际应用中,为了进一步提高进给运动的分辨率,在不改变步进电机结构的前提下,要求对步距角进一步细分。为了达到这一目的,可将绕组电流以阶梯波的方式输入,这时,电流分成多少个阶梯,则转子就以同样的步数转过一个步距角。这样将一个步距角细分成若干步的驱动方法称为细分驱动电路。
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数控原理与控制系统
2.软件脉冲分配
为了提高脉冲分配器的灵活性,也可用软件来实现环形脉冲分配;图示为89C5l单片机与步进电机驱动电路的接口图。Pl口的3个引脚经过光电隔离后,将节拍脉冲信号加到驱动电路的输入端,控制3相绕组的通电顺序。一般采用 “查表法”编写脉冲分配程序,即按步进电机通电顺序,求出脉冲输出状态宇时的状态表,并将其存入EPROM中,然后根据步进电机的运转方向,按表地址正向或反向地取出该地址中的状态字进行输出,即可控制电机正向或反向旋转。
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数控原理与控制系统
2.硬件脉冲分配器
硬件脉冲分配器由逻辑门电路和触发器构成。左图为3 相六拍环形脉冲分配器原理图, X=l时,每来一个脉冲则电动机正转一步,分配顺序:A→AB→B→BC→C→CA→A;当X＝ 0时,每来一个脉冲则电动机反转一步,分配顺序:A→AC→C→CB→B→BA→A。右图为集成芯片实现的硬件环形脉冲分配器
多媒体教学文件
数控原理与控制系统
二、脉冲分配器 1.基本工作原理
脉冲分配器用来控制步进电动机的运行通电方式。将数控装置送来的一串指令脉冲,按照运行通电方式所要求的顺序和分配规律,分配到各相驱动电路输入端,用以控制各相绕组中电流的开通和关断。由于步进电机有正反转要求,所以脉冲分配器的输出既是周期性的,又是可逆的,因此又叫环形脉冲分配器。脉冲分配器有硬件和软件两种实现形式。

《数控原理与系统》第4章__伺服驱动系统

第4章伺服驱动系统

4.2.1 步進電動機 1. 步進電動機的特點步進電動機是一種將電脈衝信號轉換成相應角位移的機電執行元件。給一個電脈衝信號，步進電動機就回轉一個固定的角度，稱為一步，所以稱為步進電動機。由於其轉動角度由脈衝個數控制，不需要回饋環節，所以在經濟型數控機床上得到了廣泛的應用。概括起來步進電機具有如下優點：
第4章伺服驱动系统
第4章伺服驅動系統

4.1 伺服系統概述 4.2 開環步進電動機驅動系統 4.3 直流伺服系統 4.4 交流伺服系統 4.5典型數控伺服驅動系統簡介小結習題
第4章伺服驱动系统
4.1 伺服系統概述
1. 基本概念伺服（Servo）系統又叫隨動系統，是一種能夠跟隨指令信號的變化而動作的自動控制裝置，根據實現方法不同，可以分為機械隨動（仿形）系統、液壓伺服系統、電氣伺服系統等，目前的數控機床均採用電氣伺服系統。
第4章伺服驱动系统

在數控機床中，CNC裝置是發佈命令的“大腦”，而伺服系統則是數控機床的“四肢”，是一種執行機構，它能夠準確地執行來自 CNC 裝置的運動指令。伺服系統由伺服驅動裝置、伺服電動機、位置檢測裝置等組成。伺服驅動裝置的主要功能是功率放大和速度調節，將弱信號轉換為強信號，並保證系統的動態性能；伺服電動機用來將電能轉換為機械能，拖動機械部件移動或轉動。

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半閉環伺服系統一般將位置檢測元件安裝在電動機軸上(一般電機生產商已裝好)，用以精確控制電動機的角度，然後通過滾珠絲杠等傳動機構，將角度轉換成工作臺的直線位移。半閉環的閉環環路短，不包括傳動機構等大慣性環節，因而系統容易達到較高的位置增益，不發生振盪現象。且其快速性好，動態精度高，傳動機構的非線性因素對系統的影響小。因此被廣泛採用。但如果傳動機構的誤差過大或其誤差不穩定，則數控系統難以補償。如由傳動機構的扭曲變形所引起的彈性間隙，因其與負載力矩有關，故無法補償。由製造與安裝所引起的重複定位誤差以及由於環境溫度與絲杠溫度變化所引起的絲杠螺距誤差也是不能補償的。因此要進一步提高精度，只有採用全閉環控制方式。

《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制

第5章进给运动的控制
5.1 開環進給系統性能分析

由於開環進給系統中沒有位臵回饋檢測裝臵，其前向通道中的各種誤差就無法通過回饋資訊來加以補償，從而會引起輸出位臵誤差。因此，需要找出造成輸出位臵誤差的主要因素，並採取一些必要的措施來加以改善，從而提高系統的控制性能。
第5章进给运动的控制
第5章进给运动的控制

3. 數學模型的構成（1）跟隨誤差E。跟隨誤差E實際上就是指令位臵Xi與實際位臵Xf的差值。（2）開環增益K。 K為整個系統的開環增益， K=Kv Kda KmKa（1/s），其中：
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· Kv為位臵放大係數（軟體增益），它是由 CNC內部的參數設臵的，單位為數字/數字。可通過設臵Kv值來調整整個回路的開環增益。 · Kda為數模轉換係數。 CNC裝臵通過DAC 數模轉換器輸出-10～+10 V的電壓來控制伺服電動機的運動。 Kda的單位為V／數字，它描述了 CNC內每一個數值“1”對應的電壓值。開環增益K是決定整個系統性能的重要參數，在機床調試時需進行調整。由上可以看出，當設備選定後，調整開環增益的唯一方法就是調整軟體增益KV和伺服放大倍數Km。

第5章进给运动的控制
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（2）選用高性能的驅動裝臵。選用性能好，與步進電機匹配的驅動裝臵，可有效地改善步進電機的動態性能，防止失步和震盪。此外，也可選用帶細分的驅動裝臵，以提高進給解析度。（3）合理的進行補償。根據齒隙誤差的特點，當工作臺運動方向改變時可利用CNC裝臵的間隙補償功能進行補償；對於滾珠絲杠的螺距誤差，可利用CNC裝臵的螺距誤差補償功能進行校正。