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数控实验指导书范文 1、了解NC嵌入PC式数控系统的硬件组成、连线、驱动器参数初始化。 2、掌握使用PANATEAM软件观察电机的运行状态。 实验设备PC机一台GT-400-SV运动控制卡一块GXY-1010伺服平台一套VC软件开发平台OVW2-06-2MD型光电编码器一个PANATERM通信控制软件实验原理 1、系统基本结构及工作原理图1运动控制器半闭环控制示意图该数控系统的硬件组成如图1，由PC机、运动控制卡（核心是DSP数字信号处理器）、电控箱（内有接口板、伺服驱动器以及一些简单的驱动电路）、X/Y工作台、交流伺服电机、光电编码器组成。 GT-400-SV是高性能的运动控制器，其核心是ADSP2181数字信号处理器，有标准的PCI总线，以及RS232串行通讯，并且提供函数库实现复杂的控制功能。 GXY-1010伺服平台采用松下MSMA022A1C型电机，角度传感器为11线2500P/r增量式编码器，直接安装在电机转子上，与配套的伺服驱动器MSDA023A1A构成闭环控制。 PC机主要是完成插补运算并将得到的各轴的理论位置值乘以相应的系数转换为各轴所应转过的角度值传给运动控制卡，PC机通过PCI总线与运动控制卡数控实验指导书2进行通讯。 运动控制卡完成位置控制并将速度控制指令送给驱动器，驱动器将速度控制指令与速度反馈进行比较得到速度控制信号，进行放大后来驱动伺服电机。 光电编码器中的圆盘与工作轴一起旋转并输出脉冲，通过计量脉冲的数目和频率可测出工作轴的转角和速度反馈给驱动器和运动控制卡构成闭环控制。 驱动器通过RS232与PC机相连，利用PANATERM通信控制软件可在计算机上设定伺服驱动器的参数并显示电机运行状态波形、采集脉冲编码器的反馈参数等。 实验数控系统采用半闭环控制(如图2)，对于伺服驱动采用速度闭环控制，运动控制器实现位置闭环控制。 在这种控制方式下，运动控制器接受位置反馈信号，进行位置闭环控制，向伺服驱动器输出模拟电压控制信号。 伺服驱动装置接受速度控制信号，完成速度闭环控制。 实验步骤1通过预习相关的说明书和部分组成构件的原理及工作特性等感性认识该数控系统的组成。 2系统通讯及驱动器进行初始化。 打开PANATERM通信控制软件，首先选择RS-232通讯，点ok按钮后，在Window menu对话框中选择Parameter,之后就可以在弹出的窗口修改参数了。 常用参数功能及建议设置参数如下参数2选择控制方式，0位置控制，1速度控制，2转矩控制。 本系统采用速度控制，即设为1。 参数10设置第一位置环增益，设置范围为12000，单位是1/S，设置为50。 参数11设置第一速度环增益，设置范围为13500，单位为Hz，设置为100。 参数12设置第一速度环积分常数，设置范围为11000，单位为ms，设置为50。 参数13设置第一速度检出滤波器的时间常数，可设定的第一速度检出滤波器的时间常数为6级（05），设置为4。 参数20设置负载惯量对电机转子惯量的比率，设置范围010000，单位为%，数控实验指导书3设置为100。 参数45决定是否对B相脉冲逻辑取反，以改变A相和B相的相位关系。 设置为0不取反。 参数51是否对速度指令输入逻辑取反，设置为0，当控制器的指令信号为（+）指令时电机反时针方向旋转（从轴端看）。 利用驱动器前面板修改参数步骤具体步骤是1.接通驱动器电源2.按SET按钮3.按MODE按钮，切换驱动器模式，直到出现图中所示PA_00参数设定模式4.按“上”、“下”按钮选择想要改变的参数的号码5.按SET按钮6.用“左”、“上”、“下”按钮改变数值7.按SET按钮确定3利用驱动器的试运转功能测试电机与驱动器的连接和状态是否正确。 执行试运转的具体步骤是 1、接通驱动器电源。 显示器显示电机速率 2、按MODE按钮，选择辅助模式。 按“上”或下按钮选择JOG模式。 3、按SET按钮。 4、按住“上”按钮（约3秒钟）横杠会增加，直至出现。 见图48.按MODE按钮，选择EEPROM写入模式9.按SET按钮10按住上按钮（约3秒钟），显示屏上的短横线会增加，如图3所示。 开始写入（瞬时信息会显示出来如图3所示）。 数控实验指导书4图 45、按住“左”按钮，约3秒钟，小数点从右移至左直到出现如图5所示,图5此时可进行试运转，按“上”按钮，电机反时针方向旋转。 按“下”按钮，电机顺时针方向旋转。 4利用control_tool文件夹中已经可以运行的控制界面控制电机，同时打开PANATERM软件观察给定指令的图形信息，以及实际电机的动作（转速，转矩和位置偏差）的图形信息。 在window menu对话框中选择wave fromgraphic,观察波形。 预习要点1.VC开发平台2.数控系统的结构3.交流伺服电机的控制原理实验报告要求1.归纳数控系统初始化的方法。 2.记录实验过程中遇到的问题及解决方法。 思考题第一位置环增益和第一速度环增益对系统动态性能的影响。 本实验系统采用位置控制方式和采用速度控制方式有什麽不同？数控实验指导书5实验二逐点比较法插补实验实验目的: 1、掌握运动控制卡的编程方法。 2、利用VC+软件和基本控制指令实现逐点比较算法。 实验设备PC机一台GT-400-SV运动控制卡一块GXY-1010伺服平台一套VC软件开发平台OVW2-06-2MD型光电编码器一个PANATERM通信控制软件实验原理 （1）第一象限直线逐点比较法原理及程序流程图:图1逐点比较法原理示意图当前点K(Xi,Yj)终点Z(Xe,Ye)OK与OZ的斜率差K=Kok-Koz=(XeYj-XiYe)/XiXe0k在OZ上方+X方向进给F=XeYj-XiYe=0k在OZ上+X方向进给=0，+X方向进给一步，新坐标（Xi+1，Yj）F=XeYj-(Xi+1)*Ye=XeYj-XiYe-Ye=F-Ye(递推)设起始点偏差为零F=0FF-Ye F0FF+Xe总步数J=Xe+Ye,走一步J-1数控实验指导书6插补计算程序流程图见图2。 图2插补计算程序流程图 （2）预习圆弧插补（含自动过象限）算法的原理，并绘出流程图。 实验步骤据插补算法流程，利用C+语言和运动控制器基本控制指令在VC环境下编写直线和圆弧插补程序，并在X/Y平台上进行验证。 编写程序步骤在VC环境菜单中，选择工程设置link,在对象/库模块中输入GT400.lib。 将userlib.h、GT400.lib、GT400.h、GT400.dll复制到experiment_template文件夹中，在用户程序中添加#include“userlib.h”,然后用户即可在程序中调用动态连接库中的函数。 编写控制轴的初始化程序、XY正负方向的进给程序、抬笔、压笔程序、打开和关闭伺服程序、直线和圆弧插补程序，并添加到已经设计好的模板中，也可以自己设计一个控制界面。 实验报告要求 （1）给程序加上详细的注释并附上程序流程图。 （2）记录在实验中遇到的问题，分析产生问题的原因并写出解决的办法。 数控实验指导书7思考题1.控制轴的初始化需要设定几个量？2.延时时间应如何计算？附录运动控制器提供Windows下的运动函数动态连接库，用户只要调用运动函数库中的函数，就可以实现运动控制器的各种功能。 下面列出了编写程序所需的函数GT_AbptStp(void)该函数用于立即停止当前轴的运动，将目标速度参数和实际速度设置为零值。 GT_Close(void)关闭运动控制器设备，用户程序结束时必须调用此函数。 GT_Open(void)打开运动控制器设备，用户程序开始时必须调用此函数。 GT_LmtSns(unsigned shortSense)置限位开关的有效电平,0为高电平触发，1为低电平触发，控制器默认限位开关状态为高电平触发。 GT_Axis(unsigned shortnum)设置某控制轴为当前轴,此后调用的面向控制轴的命令都针对当前轴，num表示指定的轴号1或2。 GT_SetIntrMsk(unsigned shortMask)设置当前轴中断屏蔽字,设置为0表示允许中断事件向主机申请中断。 GT_ClrSts(void)清除当前轴状态。 GT_SetKp(unsigned shortKp)设置当前轴的伺服滤波比例增益。 GT_SetKd(unsigned shortKd)设置当前轴的伺服滤波微分增益。 GT_Update(void)当前轴参数更新,调用该函数后针对当前轴的参数设置函数和命令函数才能生效。 GT_SetA(double A)设置当前轴的加速度。 GT_SetVel(double Vel)设置当前轴的目标速度。 GT_SetPos(long Pos)设置当前轴的目标位置，pos的取值范围是-10737418241073741824，单位为脉冲数。 GT_ZeroPos(void)当前轴实际位置寄存器和目标位置清零。 GT_AxisOn(void)打开当前轴伺服。 GT_ExOpt(unsigned shortData)设置运动控制器通用输出量输出的状态,0x0时为压笔状态，0xff时为抬笔状态。 GT_AxisOff(void)关闭当前轴伺服。 Sleep()延时函数，单位是毫秒，可以直接调用。 用户通过在主机编制程序调用相应的库函数，也就是向运动控制器发出运动控制命令，运动控制器在检查、校验后，会给出一个返回值。 返回值定义如下-1通讯错误，0命令执行成功，1命令错误。 数控实验指导书8实验三数字积分（DDA）插补实验实验目的:在实验 一、二的基础上实现DDA算法，比较MIT和DDA算法的效果，也可自行设计新算法并予以比较。 实验设备PC机一台GT-400-SV运动控制卡一块GXY-1010伺服平台一套VC软件开发平台OVW2-06-2MD型光电编码器一个PANATERM通信控制软件实验原理数字积分插补法（DDA）原理 （1）DDA直线插补图1DDA直线插补原理示意图图2插补器设经过m次累加，X、Y同时或分别到达终点X=Vx*tY=Vy*t设Vx/Xe=Vy/Ye=K Vx=K*Xe Vy=K*Ye X=K*Xe*t Y=K*Ye*t数控实验指导书9X=mKXe=Xe(m*K=1)Kxe1Kye1(寄存器)Kxe1Kye1(累加器)取K=1/则m=终点判别J= （2）圆弧插补图3圆弧插补原理示意图图4插补器终点判别Jx=Xe-XoJy=Ye-Yo设V/R=K，有Vx/Y=Vy/X=K Vx=Vcos=KRcosVx/Y=K Vx=K*Y同理Vy=K*XX=K*Y*tY=K*X*t选K=1/数控实验指导书10实验步骤 （1）设计DDA直线插