第4章顺序控制与数字程序控制ppt课件.ppt

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1、计算机控制技术ComputerControlledSystems主讲教师陈玮14-Aug-211第4章顺序控制与数字程序控制计算机控制技术第4章顺序控制与数字程序控制一、顺序控制二、数字程序控制作业8/14/20212第4章顺序控制与数字程序控制一、顺序控制顺序控制就是以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序顺序地完成工作的自动控制。8/14/20213第4章顺序控制与数字程序控制例：钻孔动力头的顺序控制一个钻孔的工作过程：钻孔动力头经历快进、工进、工进延时、快退和停止5个工作状态；各个工作状态的顺序转换将根据现场输入信号（按钮、行程开关、定时器的状态）而决定。8/1

2、4/20214第4章顺序控制与数字程序控制例：搬运机械手的顺序控制8/14/20215第4章顺序控制与数字程序控制顺序控制系统的组成及特点：1、顺序控制系统的输入输出信号都是两个状态的开关信号；2、顺序控制系统必须有系统控制器，它是系统的核心部分，具有逻辑运算及时序产生或判断的能力；3、顺序控制系统需要增加检测机构。8/14/20216第4章顺序控制与数字程序控制顺序控制系统的组成及特点：一个典型的顺序控制系统由系统控制器、开关量输入接口电路、开关量输出接口电路、执行机构、控制对象、检测机构、显示与报警电路7部分组成，其结构框图如图所示。8/14/20217第4章顺序控制与数字程序

3、控制二、数字程序控制数字程序控制主要用于机床的自动控制，如加工中心、线切割机等的自动控制系统中，采用数字程序控制的机床称为数控机床。所谓数字程序控制，就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制。8/14/20218第4章顺序控制与数字程序控制二、数字程序控制基础数字程序控制系统一般由输入装置、输出装置、控制器和插补器四部分组成。控制器和插补器的功能及部分输入输出接口由计算机实现。插补器实际上是一个函数发生器，能按给定的基本数据产生一定的函数曲线，并以增量形式向各坐标连续输出，以控制机床刀具按给定的图形运动

4、。8/14/20219第4章顺序控制与数字程序控制1、数字程序控制原理图中abcd为绘图仪绘图曲线或零件的加工曲线。将图中的曲线分成若干段：当给定a、b、c、d各基点的坐标(x,y)，如何确定各基点之间的中间值？求得这些中间值的数值计算方法称为插补或插值。插补计算就是通过给定的基点坐标，以一定的速度连续定出一系列中间点；而这些中间点的坐标值是以一定的精度逼近给定的线段。，，基点基点基点基点8/14/202110第4章顺序控制与数字程序控制1、数字程序控制原理所谓直线插补是指在给定的两个基点之间用一条近似直线来逼近；也就是由若干中间点连接起来的折线来近似一条直线，并不是一条真正的直线

5、。所谓二次曲线插补是指在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近，也就是实际的中间点连线是一条近似于曲线的折线弧。常用的二次曲线有圆弧、抛物线和双曲线等理论上来讲，插补的形式可以是任意函数，但常用的是直线插补和二次曲线插补。8/14/202111第4章顺序控制与数字程序控制1、数字程序控制原理把插补运算过程中定出的各中间点，以脉冲形式去控制x、y方向上的步进电机（绘图笔、或加工刀具），从而绘出图形或加工出所要求的轮廓。每一个脉冲信号步进电机走一步，即绘图笔或刀具在x或y方向移动一步。把对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量，又称为步长。常用Δx，Δy来表示，且取Δx＝Δy。8/14

6、/202112第4章顺序控制与数字程序控制1、数字程序控制原理图示是一段用折线逼近直线的直线插补线段，则x方向和y方向移动的总步数为Nx和Ny。x方向移动的总步数y方向移动的总步数将Δx和Δy定义为坐标增量值（即Δx＝Δy＝1），则插补运算就是如何分配X和Y方向上的脉冲数，使实际的中间点轨迹尽可能地逼近理想轨迹。实际的中间点连接线是一条由Δx和Δy的增量组成的折线，只是由于Δx和Δy的值很小，看起来和直线一样。8/14/202113第4章顺序控制与数字程序控制2、数字程序控制方式从运动轨迹划分：*点位控制(PointToPoint-PTP)点位控制系统中，只要求控制加工刀具行程的终

7、点坐标值即可。*路径控制（ContinuousPath-CP)路径控制系统中，要求在运动过程中将工件加工成某一形状，因此不但要控制终点坐标，还要控制其轨迹，保证其插补值满足精度要求。8/14/202114第4章顺序控制与数字程序控制2、数字程序控制方式从控制原理划分：*闭环数字控制系统，这种控制结构大都采用直流电机作为驱动元件，反馈测量元件采用光电编码器（码盘）、光栅或感应同步器。结构复杂，精度高。*开环数字程序控制系统，这种控制结构没有反馈检测元件，工作台由步进电机