机电系统计算机控制技术指导书(终稿).doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除机电系统计算机控制技术实验指导书 精品文档目 录1 NIC-D数控实验系统简介11 NIC-D系统硬件配置12 教学型台式数控铣床的安装与连接2 实验内容21 实验一 脉冲增量插补实验22 实验二 插补编程实验23 实验三 电机控制实验1 NIC-D数控实验系统简介11 NIC-D系统硬件配置111 NIC-D机床基本规格工作台尺寸（mm） 120180工作行程（XYZ）（mm） 1007050使用铣刀直径（mm） 4工作进给（mm/min） 120500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） 360260450机床重量： 20Kg112 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、1.7A1500rpm。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。12 教学型台式数控铣床的安装与连接121 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：PC机 ADT-8940A1卡ADT-9162端子板JSD2P-1驱动电源三轴数控铣床 图1.1 系统组成框图122 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。6. 将DB25芯电缆一头接入控制转接器，另一头接入JSD2P-1驱动电源的DB25芯插座。特别注意，请勿在带电时插拔控制转接器；7. 三轴小铣床上引出的14芯航空插头接入到JSD2P-1驱动电源的14芯航空插座；8. 电源接入交流220V电源；9. 用时打开JSD2P-1驱动电源开关。电源指示灯亮，NIC-D数控小铣床上电。2 实验内容21 实验一 脉冲增量插补实验1）、实验原理逐点比较法是每走一步都要和要求的轨迹比较一下，即进行一次偏差计算和偏差判别，然后根据偏差确定下一步的走向，以逼近给定轨迹，同时进行终点判别。直线插补原理：以第一象限直线为例。图2.1为逐点比较法第一象限直线插补计算流程图。图中Ye和Xe为终点坐标，n为终点计数，F为偏差函数。图2.1 逐点比较法第一象限直线插补软件流程图2）、实验目的（1）了解数控实验系统的基本组成及其工作过程；（2）掌握数控逐点比较法插补的基本原理；（3）熟悉VB语言编程方法。3）、实验任务（1）了解和熟悉数控实验系统；（2）用现有的系统程序（程序名为：DEMO.EXE）调整实验系统的工作台到实验台的中心位置；（3）用现有的逐点比较法插补程序（程序名为：逐点比较法直线插补.EXE）熟悉用VB语言编程实现逐点比较法第一象限直线插补程序。4）、实验步骤（1）检查系统连接是否正确；（2）打开PC机，进入windows系统；（3）打开VB编辑器，然后输入程序；（4）打开驱动器电源开关，并检查电源指示灯是否亮；（5）调试程序，并观察结果。逐点比较法直线插补程序（第一象限）：Dim k As Integer 总步数Dim x1 As Integer 终点横坐标Dim y1 As Integer 终点纵坐标Dim f As Integer 偏差Dim x2 As Integer 动点横坐标Dim y2 As Integer 动点纵坐标Dim lidu As Integer 加工精度Dim result As IntegerPrivate Sub Command1_Click() 绘制需要插补的直线，并且开始插补x1 = Val(Text1.Text)y1 = Val(Text2.Text)lidu = Val(Text3.Text)k = x1 + y1f = 0x2 = 0y2 = 0Picture1.Line (10, 100)-(10 + x1, 100 - y1)Timer1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Command3_Click() 重绘坐标轴draw_xyEnd SubPrivate Sub Command4_Click() 各轴回到原点result = get_status(0, 1, value)If value = 0 Then result = symmetry_absolute_move(0, 1, 0, 1000, 2000, 0.1)result = get_status(0, 2, value)If value = 0 Then result = symmetry_absolute_move(0, 2, 0, 1000, 2000, 0.1)End SubPrivate Sub Form_Load()result = adt8940a1_initialdraw_xyTimer1.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub chabu(f As Integer, x As Integer, y As Integer) 插补函数If f = 0 Then 偏差大于等于0时,x向进给x = x + liduf = f - y1Do 循环判断运动卡状态result = get_status(0, 1, value) 获取状态If value = 0 Then 当运动卡状态为驱动结束时,value值为0,这时可以再次驱动result = symmetry_relative_move(0, 1, lidu * 10, 1000, 2000, 0.1) x轴运动Picture1.Line (x - lidu + 10, 100 - y)-(x + 10, 100 - y) x轴绘制End IfLoop Until value = 0Else 偏差小于0时,y向进给y = y + liduf = f + x1Doresult = get_status(0, 2, value)If value = 0 Thenresult = symmetry_relative_move(0, 2, lidu * 10, 1000, 2000, 0.1)Picture1.Line (x + 10, 100 - (y - lidu)-(x + 10, 100 - y)End IfLoop Until value = 0End IfEnd SubPrivate Sub Timer1_Timer() 当k0时计时器开始调用插补函数If k 0 Thenk = k - liduchabu f, x2, y2ElseTimer1.Enabled = FalseEnd IfEnd SubPublic Sub draw_xy() 绘制坐标轴函数Picture1.ClsPicture1.Line (10, 10)-(10, 100)Picture1.Line (10, 10)-(11, 11)Picture1.Line (10, 10)-(9, 11)Picture1.Line (10, 100)-(100, 100)Picture1.Line (100, 100)-(99, 101)Picture1.Line (100, 100)-(99, 99)End Sub界面中粒度为加工精度5）、实验结果 （1）要求记录工作台调整的过程； （2）要求记录插补实验数据和显示的插补轨迹。6）、实验问题讨论（1）实验中发现的问题及解决方法；（2）其他象限逐点比较法直线插补如何实现；（3）逐点比较法圆弧插补如何实现。22 实验二 插补编程实验1）、实验原理数字积分法（DDA）直线插补。以第一象限直线为例，每个坐标方向需要一个积分累加器和被积函数寄存器，脉冲源每来一个脉冲，进行一次累加，累加后溢出作为每个坐标方向的进给脉冲，插补算法见图2.2。当溢出脉冲数为终点坐标时，插补结束。其中X和Y被积函数寄存器中分别存入Xe 和Ye 。X积分累加器X被积函数寄存器X溢出tY积分累加器Y被积函数寄存器Y溢出图2.2 DDA第一象限直线插补算法框图2）、实验目的（1）掌握数控DDA法直线插补的基本原理；（2）熟悉用VB语言编程实现DDA法直线插补。3）、实验任务编制及调试VB语言程序，实现DDA法直线插补，并在屏幕绘出轨迹。（要求不能用提供的插补函数）。4）、实验步骤同实验一。5）、实验结果 （1）要求记录实验程序；（2）要求记录实验数据和插补轨迹。6）、实验问题讨论（1）实验中发现的问题及解决方法或讨论；（2）其他象限DDA直线插补如何实现。（3）DDA圆弧插补如何实现。23 实验三 电机控制实验1）、实验原理电动机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件，每当输入一个电脉冲时，它便转过一个固定的角度，这个角度称为步距角。只要控制脉冲一个一个地输入，电动机便一步一步地转动起来。步进电机的驱动电源的控制信号通常有两个，一个是脉冲信号，一个是方向信号。脉冲信号的频率决定步进电机的速度，方向信号决定步进电机的正反转。步进电机的速度控制一般采用先加速、再恒速、最后减速的控制方式。2）、实验目的（1）掌握步进电机控制的基本原理；（2）掌握步进电机控制系统的VB语言程序编制方法；（3）掌握ADT-8940A1控制卡的使用方法。（ADT-8940A1控制卡的使用方法参考其说明书）3）、实验任务编制及调试VB语言或PLC程序实现多台步进电机加速、恒速、减速控制。4）、实验步骤同实验一。另外，PLC的实验按PLC的实验步骤。一台步进电机正速度控制程序：Dim result As IntegerDim axis As IntegerDim pulse As LongDim lsp As LongDim hsp As LongDim acc As DoublePrivate Sub Command1_Click() 单击命令按钮时做相对运动axis = CInt(Val(Text1.Text) 从文本框获取数值并将其转化为需要的数据类型pulse = CLng(Val(Text2.Text)lsp = CLng(Val(Text3.Text)hsp = CLng(Val(Text4.Text)acc = CDbl(Val(Text5.Text)result = symmetry_relative_move(0, axis, pulse, lsp, hsp, acc) 单轴相对运动End SubPrivate Sub Command2_Click() 单击命令按钮时做绝对运动axis = CInt(Val(Text1.Text)pulse = CLng(Val(Text2.Text)lsp = CLng(Val(Text3.Text)hsp = CLng(Va