《順序控制與數(shù)字程序控制技術(shù).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《順序控制與數(shù)字程序控制技術(shù).ppt（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第4章順序控制與數(shù)字程序控制技術(shù),主要內(nèi)容,4.1,4.2,4.1 順序控制技術(shù),4.2 數(shù)字程序控制,4.1 順序控制技術(shù),4.1.1 順序控制概述,4.1.1,4.1.2,4.1.3,4.1.2 順序控制系統(tǒng)組成,4.1.3 微機 順序控制系統(tǒng)應用案例,4.1.1 順序控制概述,順序控制概念 順序控制是指以預先規(guī)定好的時間或條件為依據(jù)，按預先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進行自動化。 順序控制原理：根據(jù)應用的場合和工藝要求，劃分各種不同的工步，然后按預先規(guī)定好的“時間”或“條件”，按次序完成各工步的動作并保證各工步動作所需要的持續(xù)時間。,例4.1 冷加工自動線中鉆孔動力頭鉆孔過程
2、的順序控制原理圖,鉆孔過程分為以下5步,1)動力頭在起始位置(行程開關SQ1受壓)，按啟動開關按鈕SB1后，電磁閥YAl通電，動力頭快進； 2)快進到位時壓下行程開關SQ2，使電磁閥YA2通電(YAl保持通電)，動力頭由快進轉(zhuǎn)工進(鉆孔)，即一邊加工一邊進給； 3)工進到位時壓下行程開關SQ3，使YAl、YA2斷電，開始定時延遲，動力頭原地鏇削(精鏜)； 4)延遲時間到，YA3通電，動力頭快退； 5)動力頭退回到原位，行程開關SQ1又受壓，YA3斷電，動力頭停止。,例4.2 機械手,圖4.2機械手取放動作工件示意圖,順序控制系統(tǒng)的類型,按順序執(zhí)行的繼電接觸器控制系統(tǒng) 半導體邏輯順序控制系統(tǒng) 可
3、編程順序控制器系統(tǒng) 微機順序控制系統(tǒng),順序控制系統(tǒng)的特點,順序控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號以開關量信號為主 邏輯關系復雜 控制程序客觀 可靠性要求高,圖4.3典型微機順序控制系統(tǒng)組成框圖,4.1.2 順序控制系統(tǒng)的組成,典型的微機順序控制系統(tǒng)是由系統(tǒng)控制器、信號檢測、執(zhí)行機構(gòu)及被控對象等組成,4.1.3微機順序控制系統(tǒng)應用案例,硬件框圖,2.控制程序流程圖,START：MOV A ，P1 ；讀入現(xiàn)場信號 ANL A ，# 0FCH CJNE A ，#03H ，START ；SQl、SBl1？ STEP1：SETB P1.5 ；是，動力頭快進 MOV A ，P1 ；讀入現(xiàn)
4、場信號 ANL A ，# 04H QNE A ，# 04H，STEPl ；判斷SQ21？ STEP2：SETB A ，P1.6 ；是，轉(zhuǎn)入工進 MOV A ，Pl ；讀人現(xiàn)場信號 ANL A ，# 08H CJNE A ，# 08H ，STEP2 ；判斷SQ31？ CAlL DELAY ；是，延時停留 SETP3：MOV A ，# 80H MOV P1 ，A ；YA3l ，Yal ，YA2 0 MOV A ，P1 ANL A ，# 02H CJNE A ，#02H ，SETP3 ；判斷SQ31？ CLR P1.7
5、 ；是，YA30 AJMP START ；返回，轉(zhuǎn)下次循環(huán),3. 控制程序,4.2 數(shù)字程序控制技術(shù),4.2.1,4.2.2,4.2.3,4.2.1數(shù)字程序控制基礎,4.2.2逐點比較插補法,4.2.3 步進電機的控制,4.2 數(shù)字程序控制技術(shù),數(shù)字程序控制就是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)和預先編制好的程序，控制生產(chǎn)機械按規(guī)定的工作順序、運動軌跡、運動距離和運動速度等規(guī)律自動地完成工作的自動控制 數(shù)字程序控制系統(tǒng)一般由輸入裝置、輸出裝置、控制器、伺服驅(qū)動裝置等組成 數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的軌跡控制策略是插補和位置控制,圖4.6 曲線分段,4.2.1 數(shù)字程序控制基礎,數(shù)字程序控制的基本原理 曲線分割 插
6、補計算 根據(jù)給定的各曲線段的起點、終點坐標，確定各坐標值之間的中間值的數(shù)值計算方法稱為插值或插補。常用的插補形式有直線插補和二次曲線插補兩種形式。 脈沖分配,按控制對象的運動軌跡分類:點位控制、直線切削控制和輪廓切削控制,根據(jù)有無檢測反饋元件分類 :開環(huán)和閉環(huán)數(shù)字程序控制,閉環(huán)數(shù)字程序控制,開環(huán)數(shù)字程序控制, 數(shù)字程序控制方式,4.2.2 逐點比較法插補原理,逐點比較法插補原理：每當畫筆或刀具向某一方向移動一步，就進行一次偏差計算和偏差判別，也就是到達新的點位置和理想線型上對應點的理想位置坐標之間的偏離程度，然后根據(jù)偏差的大小確定下一步的移動方向，使畫筆或刀具始終緊靠理想線型運動，起到步步逼近
7、的效果。 由于采用的是“一點一比較，一步步逼近”方法，因此稱為逐點比較法。,逐點比較法特點,是以直線或折線(階梯狀的)來逼近直線或圓弧等曲線的，它與給定軌跡之間的最大誤差為一個脈沖當量 只要把運動步距取得足夠小，便可精確地跟隨給定軌跡，以達到精度的要求,1. 逐點比較法直線插補,第一像限內(nèi)的直線插補 偏差計算公式,,,當 ，表明m點在直線段OA下方，為逼近給定曲線，應沿+y方向走一步至m+1， 該點的坐標值為,該點的偏差為：,進給與偏差計算,當 ，表明m點在直線段OA上或OA上方 ， 應沿 +x 方向走一步至m+1 該點的坐標值為,該點的偏差為：,,終點判別方法,每走一步比較一次
8、直至兩者相等為止 取終點坐標中的較大者作為終點判別的依據(jù) 用一個終點判別計數(shù)器 ，存放兩個坐標的總步數(shù),第一象限直線插補計算流程,偏差判別，判斷上一步進給后的偏差值F0還是F<0； 坐標進給，根據(jù)偏差判別的結(jié)果和所在象限決定在哪個方向上進給一步； 偏差計算，計算出進給一步后的新偏差值，作為下一步進給的判別依據(jù)。 終點判別，終點判別計數(shù)器減1，判斷是否到達終點，,四象限直線插補計算流程圖,例4.4 設給定的加工軌跡為第一象限的直線OP，起點為坐標原點，終點坐標A（xe，ye），其值為(5，4)，試進行插補計算并作出走步軌跡圖。,,,四個象限的直線插補,設A1、A2、A3、A4分別表示第一、第二、
9、第三、第四象限的四種線型。 它們的加工起點均從坐標原點開始。 凡F0時，向x方向進給，在第一、四象限向+x方向進給；在第二、三象限，向-x方向進給； 凡F<0時，向y方向進給，在第一、二象限向+y方向進給；在第三、四象限，向-y方向進給。 不管是哪個象限，都采用與第一象限相同的偏差計算公式，只是式中的終點坐標值均取絕對值。,表4.2 四象限的進給脈沖和偏差計算,圖4.13 逐點比較法圓弧插補,2. 逐點比較法圓弧插補,（1）第一象限圓弧插補計算原理 偏差判別。 偏差值 F = x2 + y2 R2 當P點位于圓弧上時，F(xiàn) = 0 進給 P點在圓弧外時，F(xiàn) 0，向圓外 ( -x方向 ) 進給一步
10、。 P點在圓弧內(nèi)時，F(xiàn) 0處理。,設P點在圓外，F(xiàn) 0， F = (x1)2 + y2 R2 = x2 2x + l + y2 R2 =（x2 + y2 R2）2x + l = F2x + 1 若P點在圓內(nèi)，F(xiàn) < 0 ， F = x2 + (y+ 1)2 R2 = x2 + y2 +2y + l R2 = (x2 + y2 R2) +2y + l = F+2y+l,總步數(shù)作為計數(shù)長度值，長度計數(shù)器的初值為 Nxy = |xe x0|+ |ye y0| 每個坐標方向設一個計數(shù)器 ，,偏差計算 終點判別,第一象限逆圓插補的流程圖,,圖 4.14,,圖4.15圓弧插補走步軌跡圖,例4.6 假
11、設加工第一象限逆圓弧AB， 起點A的坐標值為x0 = 4，y0 = 3， 終點B的坐標值為xe = 0，ye =5。 試進行插補計算并作出走步軌跡圖。,第二象限順圓的偏差計算公式,圖4.16第二象限的順圓,若F0時，下一步應沿+x方向進給一步，新的加工點坐標將是(x+1，y)，可求出新的偏差為 FF+2x +1 若F<0時，下一步應沿+y方向進給一步，新的加工點坐標將是(x，y+1)，可求出新的偏差為 FF+2y +1,（2）四象限的圓弧插補原理,在圓弧插補中，沿對稱軸的進給方向相同，沿非對稱軸的進給方向相反，其次，所有對稱圓弧的偏差計算公式，只要取起點坐標的絕對值，就與第一象限中NR
12、l或SRl的偏差計算公式相同,表4.5 八種圓弧插補的計算公式和進給方向,,4.2.3 步進電機控制技術(shù),步進電機是一種能將電脈沖信號直接轉(zhuǎn)變成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移量的執(zhí)行元件。其速度與脈沖頻率成正比。 步進電機按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理可分為 反應式（variable reluctance，VR）步進電機 永磁式（permanent magnet，PM）步進電機 混合式（hybrid，HB）步進電機,反應式步進電機的結(jié)構(gòu),圖4.18三相反應式步進電機結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子和定子兩部分 定子是由硅鋼片疊成的，每相有一對磁極(N、S極)，每個磁極的內(nèi)表面都分布著多個小齒，它們大小相同，間距相同。該定子上
13、共有3對磁極。每對磁極都纏有同一繞組，也即形成一相，這樣3對磁極有3個繞組，形成三相?？梢缘贸?，四相步進電動機有4對磁極、4相繞組；五相步進電動機有5對磁極、5相繞組；依此類推。 轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的，其外表面也均勻分布著小齒，這些小齒與定子磁極上的小齒的齒距相同，形狀相似,步進電機的工作原理,反應式步進電機的工作原理,轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為Z，它的齒距角,步進電機的步距角,步進電機的工作方式,對于三相步進電機則有單拍（簡稱單三拍）方式、雙相三拍（簡稱雙三拍）方式、三相六拍方式。 單三拍工作方式，通電順序為 A B C A 雙三拍工作方式，通電順序為 AB BC CA AB 三相六拍工作方式，通電順序為 A AB B BC C CA A 如果按上述三種通電方式和通電順序進行通電，則步進電機正向轉(zhuǎn)動。反之，如果通電方向與上述順序相反，則步進電機反向轉(zhuǎn)動。,步進電機控制接口及輸出字表,步進電機控制接口,,步進電機輸出字表,步進電機控制程序,三相六拍步進電機走步控制程序,,,
順序控制與數(shù)字程序控制技術(shù).ppt
