计算机数控技术实验报告

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1、《计算机数控系统》课程实验指导书插补控制程序设计与调试福建工程学院电子信息与电气工程系电气工程教研室二○一一年九月16目录一、概述………………………………………………………………………………3二、实验设备…………………………………………………………………………..3三、硬件结构…………………………………………………………………………..3上机练习逐点比较法直线插补控制程序设计与调试实验……………………..…10实验一逐点比较法圆弧插补控制程序设计与调试实验………………………..…11实验二数字积分法直线插补控制程序设计与调试实验………………………..…12附录：逐点比较法直线插补控制程

2、序代码实例…………..………………….…..…1316一、概述机床数控的核心问题就是控制刀具和工件的运动以形成预定的运动轨迹。在数控加工中，对于复杂型面，一般采用小段直线或圆弧（即基本线型），在满足精度要求的条件下，逐段拟合高次曲线的轮廓，这种拟合的方法，就是插补。能完成插补工作的装置叫插补器，由数字电路完成插补工作的叫做硬件插补，由软件实现插补工作的叫做软件插补。插补的方法很多，主要分为脉冲增量插补法和数字增量插补法两类。对于脉冲增量插补，数控装置向有关运动坐标输出进给指令脉冲，每个脉冲代表最小位移，指令脉冲序列的频率代表坐标运动速度，脉冲的数量代表位移量；对于数字增量插补，数控装置

3、向有关坐标输出进给指令数据（位置增量值），插补分粗插补和精插补两步完成，粗插补时用微小直线段来逼近给定曲线，精插补时对微小线段进行脉冲增量插补。逐点比较法和数字积分法属于脉冲增量插补法，是掌握数控插补原理的基础，适用于精度和速度要求不高的数控系统中，本实验旨在测试和调试脉冲增量插补法。二、实验设备1．装有WindowsXP的操作系统的微机　1台2．TQ2440开发板实验系统1套3．面包板1只4．杜邦线12条5．发光二极管6只6．WX－4675型X-Y双坐标智能绘图机（选用）1台（机电系数控实验室实验设备）三、硬件结构1．PC微机系统在WindowsXP操作系统的微机上，安装VMware

4、Workstation系统和Redhad9Linux操作系统，用于编辑、编译和调试数控插补控制程序，通过RS－232接口和网络接口，将可执行程序挂载或传送到TQ2440开发板实验系统中，进行实验测试。2．TQ2440开发板系统TQ2440开发板实验系统通过GPIO接口，输出驱动步进电动机的脉冲信号，连接WX－4675型X－Y双坐标智能绘图机，控制X、Y四相VR（VariableReluctance）16型步进电动机转动，驱动绘图笔，绘出双坐标插补运动轨迹，实现插补控制功能。由于WX-4675型X-Y双坐标智能绘图机是机电系的实验设备，可通过借用实现。在缺少该实验设备的条件下，可用发光二

5、极管的显示来替代如下：将GPIO接口发出的脉冲信号，通过杜邦线连接到面包板上、接通面包板上的发光二极管，来模拟步进电动机的回转信号，从而达到测试插补控制程序的目的。（1）TQ2440开发板实验系统的GPIO接口如图1所示。图1TQ2440开发板输出接口图（2）GPIO接口发出的控制信号如图2所示图2GPIO接口输出脉冲信号电路16（3）TQ2440开发板实验系统的GPIO接口地址功能如表1所示。表1TQ2440开发板实验系统的GPJ接口功能表端口寄存器名称端口地址用途GPJ控制寄存器0x560000d0GPJCON[2n+1:2n]=00：GPJn=Input；GPJCON[2n+1:

6、2n]=01：GPJn=OutputGPJ数据寄存器0x560000d4输入输出端口数据GPJ端口上拉寄存器0x560000d8GPJCON[n]=0：GPJn端口接上拉电阻；GPJCON[n]=1：GPJn端口不接上拉电阻3．WX－4675型X－Y双坐标智能绘图机系统WX－4675型X－Y双坐标智能绘图机的主要性能参数如表2所示。表2WX－4675型双坐标智能绘图机的性能参数表有效绘图范围X轴345mm，Y轴260mm最大绘图速度50mm/秒（轴向）步　长0.1mm（内部处理为0.05mm）距离精度＜　1%重复精度＜　0.3mm笔的种类水基和油基纤维笔（8和4种颜色）换笔精度≤　0.

7、4mm电　源AC100V、220V±10%（50/60HZ），功耗＜70VA使用环境条件温度＋5~35℃，湿度35%~75%R.H.绘图纸Max　420mm　x　300mm（A3）外形尺寸605　x　520　x　95　mm4．步进电动机电磁线圈的电流控制通过开（关）步进电动机绕组线圈电流，改变其开关占空度来实现。电流开关度使用图3所示的PWM调制电路，产生PW1、PW2、PW3三种控制脉冲，用于控制电流开（关）的占空度。16图33种脉冲发生电路