资源描述：
《两轴联动的数字积分插补算法的实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《装备制造技术》2008年第1期两轴联动的数字积分插补算法的实现游达章,苏旭武,高贵兵,黄劲(湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068)摘要:运用数字积分法设计了以单片机作为微处理器的开环数控系统,实现了两轴联动。在分析数字积分插补原理的基础上,进行了整体实现方案设计,并介绍了数字积分器的实现和步进电机的控制方法,给出了相应积分器的实现代码。关键词:两轴联动;数字积分法;插补;步进电机中图分类号:TH123文献标识码:A文章编号:1672-545X(2008)01-0041-03数控技术特别是数控机床应用日益广泛,而两轴联动是数的过程。构建一个平面直线插补器,包括两个
2、数字积分器,每个控机床和数控装备的基本功能。数字积分插补法具有运算速度积分器由累加器和被积函数寄存器组成,如图2所示。终点坐快,脉冲分配均匀,容易实现多坐标联动的特点。标值存放在被积函数寄存器中。当每发出一个插补迭代脉冲,使kxe和kye向各自的累加器里累加一次,当累加的和超过累1数字积分插补基本原理加器的容量则溢出,同时控制器发出控制指令驱动相应轴移动一个脉冲当量。算法实现框图如图3所示。对于不同象限的直数字积分法也称数字微分分析法———DDA法(DigitalDif-线插补,只是坐标轴进给方向不同,计算过程相同,笔者均以第ferentialAnalyzer),是在数字积
3、分器的基础上建立起来的一种一象限为例。插补方法。其基本原理是利用数字积分的方法,计算刀具沿各坐标轴的位移,使得刀具沿着所加工的曲线运动。下面以第一象限直线插补数字积分法为例介绍插补控制过程。图1为在第一象限插补直线OA。Δx图2DDA直线插补器Δy图1直线插补从图中可得:Δx=Vx·ΔtΔy=Vy·Δt令V=vx=vy=kOAxeyeΔx=vxΔt=kxeΔtΔy=vyΔt=kyeΔt则各坐标的位移量:#nn%i%x=kxdt=k%!e"xeΔt=k"xe%0i=1i=1%$%nn%i%y=kydt=k%!e"yeΔt=k"ye%0&i=1i=1动点从原点O走向终点A的过程
4、,可以看作是各坐标轴每经过一个单位时间间隔Δt,分别以增量kxe,kye同时累加图3第一象限DDA法直线插补程序框图收稿日期:2007-10-04作者简介:游达章(1975—),男,湖北洪湖人,讲师,华中科技大学博士研究生,主要从事数控技术和机电一体化方面的研究。41EquipmentManufactringTechnologyNO.1,2008MOVA,XPreH2控制方案ADDCA,XIncHMOVXPreH,A2.1主控程序MOVXRun,C采用MCS-51单片机作为控制器,p2口8位口线提供两CLRC台四相步进电机驱动信号。单片机从缓冲器获得数据,判断是MOVA,Z
5、PreL直线或圆弧插补并设定标志位,包括进给方向设定,初始化积ADDCA,ZIncL分器,启动定时器T0,在定时器T0的服务中断程序调用DDAMOVZPreL,A插补子程序和步进电机控制子程序,进行插补运算和驱动步进MOVA,ZPreM电机进给插补。主控框图如图4所示。ADDCA,ZIncMMOVZPreM,AMOVA,ZPreHADDCA,ZIncHMOVZPreH,AMOVZRun,CJBXRun,intBackJBZRun,intBackJMPintegintBack:RET图4主控程序图5中断服务程序2.2中断插补服务程序如图5所示,定时器T0的中断服务程序任务:(
6、1)调用积分控制器程序,设置积分器的各个参数,对接收到的数据进行积分运算。在DDA子程序中,判断数字积分器的累加器是否溢出并设置溢出标志位。接着调用步进电机驱动子程序,根据DDA子程序设置的标志位驱动步进电机运动。(2)判断插补是否完成,如完成,则设置完成标志,主控程序检测到该标志,则停止这轮插补,查询新的插补任务。2.3数字积分器的实现数字积分器运算模块的程序实际上就是实现累加器的加法(以及移位)运算,累加到有溢出脉冲就是置X轴或Z轴位,图6所示即为数字积分器运算的流程图。考虑24位(-223~+223图6积分器运算流程图图7步进电机控制框图NN(-8m+8m))的数据,
7、所以要分三步来进行数据的累加,分别对被积函数寄存器的函数值分别为Xe/2和Ye/2(N为寄N低中高位进行累加,最后将对X和Z的最高位的累加进位位存器位数)。对二进制数Xe/2,只需将Xe的小数点左移N位C分别赋值给XRun和ZRun,以此作为溢出标志。关键代码如即可,为处理方便,被积函数寄存器的函数值放入Xe和Ye,累下,程序中的XRun和ZRun是步进电机进给插补的标志位。加器溢出一个脉冲时,步进电机驱动工作台移动一个脉冲当fIntegrater:量,而累加的总次数即为2N,每累加一次,计数器减1,当计数inte
