三轴联动数控机床控制系统与插补法的研究

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1、Y1帮剐’i．：‘*《qL地’勰j亡工繁失秀硕士学位论文题目：三茸衄艋嘲啦栅床拄制系统与}辞I瞎的研究英文题目：ResearchofControlSystemforThree—AxisSimultaneous-molionedNCMachineandtheInterpolationAlgorithm学位申请人姓名申请学位学科专业指导教师姓名李莉电力电子与电力传动肖傻武蕴巍时解。搬湖北工业大学硕士学位论文摘要随着计算机技术的迅猛发展，数控系统从整体结构到详细设计，从硬件设计到软件设计，都与早期的数控系统有了很大不同。早期的数控系统专业性很强，可维护性、可扩

2、展性比较差。随着微型计算机软硬件技术的发展，借助微机进行数控系统的开发可以达到事半功倍的效果，因此成为目前数控领域的国际趋势。本文介绍了一种三轴联动数控机床的硬件设计与算法设计。对于硬件设计采用一个主单片机控制三个从单片机的方法，而三个从单片机分别管理每条轴。由于插补算法采用的是数据采样法，这种方法适用于以交、直流伺服电动机作为驱动元件的闭环伺服驱动系统，所以对伺服电机系统采用闭环控制系统。整个课题的系统是开环系统，主单片机只负责计算和发数据，不检测电机是否走到位，是否走到位这个工作由伺服系统来做。从单片机负责在规定的时间内给伺服驱动发脉冲，脉冲发得快电

3、机运行得快，脉冲发得慢电机运行得慢。数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化的信息实现机床控制的一种方法，也是现代制造技术中最关键的环节。数控插补技术是数控系统的核心技术，其功能强弱直接影响着数控加工质量。‘插补算法大体上分为脉冲增量插补算法和数据采样法，在这罩采用数据采样法。数据采样插补算法又称为时I．BJ分割法插补，是根据程编进给速度将零件轮廓曲线按插补周期分割为一系列微小线段，然后将这些微小线段对应的位置增量数据进行输出用以控制伺服系统实现坐标轴的进给。基于这种方法主要研究了直线和圆弧的插补算法，并用软件实现。在圆弧插补算法采用改进了数

4、据采样法，这种采样法没有近似计算，精度高而且插补速度快。另外还介绍了解析函数曲线及比较常见的两种曲线(圆柱螺旋线，渐开线)的插补算法。为了保证机床在启动或停止时不产生冲击、失步、超调或震荡，必须对进给电机进行加减速控制。为了实现上的灵活性，我们采用软件实现加减速控制(在数控装置的速度控制算法中采用了前加减速控制)。软件丌发平台为VC++6．0，与硬件通讯的模式采用VC++调用汇编语言的形式。关键词：三轴联动，数控，插补算法，数据采样法，加减速控制湖北工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofcomputerte

5、chnology,NCsystemshavebecomemuchdifferentfromtheearlyoneft；,whichcanbeseenfromthewholestructure&detaildesignandhardware&softwaredesign．neearlysystemshadtoospecialty,andthemaintenanceandexpansivenesswerenotsatisfying．Withthedevelopmentofmicrocomputer’shardware&softwaretechnology,d

6、evelopingNCsystemsbymicrocomputergreatlyimprovestheefficiency．Therefore，nowadaysithasbecomeaninternationaltrendinNCrealm．InthispapeLahardwaredesignandtherelativealgorithmsofthree—axissimultaneous．motionedNCmachineareintroduced．Forthehardwaredesign，amastermicro—processorcontrolsth

7、geeslavermicro—processors，andtheeachofthethreeslavermicro-processorsmanagesoneaxis．Inthepaper,theinterpolationalgorithmisadatasamplinglaw,whichthekindofmethodisapplytoclosedcyclecontrolsystem，soservomotorisalsoapplytoclosedcyclecontrolsystem．ThesystemofthissabjectiStoholdtheopen—

8、loopsystem．Inthesystem，themastermicro—pr