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第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)1開放式數(shù)控系統(tǒng)應用舉例本章將通過對 NC 嵌入 PC 的典型范例－PMAC 運動控制卡及其應用的介紹，使讀者對開放式數(shù)控系統(tǒng)有一個初步的了解。開 放 式 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 應 用6.1.1 PMAC 開放式運動控制卡PMAC 全稱可編程多軸控制器（Programmable Multi-Axis Controller） ，是美國 Delta Tau Data Systems 公司于 1990 年推出的基于 PC 機平臺的開放式運動控制器。它集運動控制和 PLC 控制于一體，具有優(yōu)秀的插補計算、伺服和 I/O 接口等實時控制能力，最多可控制 32 軸（Turbo PMAC） 。板上的 MACRO 接口允許將諸多的 PMAC 卡聯(lián)成環(huán)形網(wǎng)進行控制。它支持多種總線規(guī)范（ISA、PCI、VME 和 STD） ，同一控制軟件可以不同的總線上運行，從而提供了多平臺支持特性。PMAC 還支持多種電機（如直流伺服電機、交流同步電機、交流異步電機、步進電機，直線電機等）和檢測反饋元件（增量編碼器、絕對編碼器、旋轉變壓器、線性磁傳感器等） 。PMAC 以 Motorola 56000 系列 DSP 為 CPU，板上的存儲器用于存放系統(tǒng)控制軟件和用戶程序、I/O 接口和伺服接口用于連接外部輸入/輸出信號和伺服電機,板上的顯示接口允許連接一個 2×40 的字符液晶顯示器。此卡本身就是一個 NC 系統(tǒng)可以單獨使用，也可以插入 PC 機中，構成開放式控制系統(tǒng)，其硬件結構如圖 6-1-1 所示，表 6-1-1 為 PMAC 開放式運動控制器的主要技術性能指標。圖 6-1-1 PMAC 開放式運動控制卡表 6-1-1 PMAC 開放式運動控制器的主要技術性能指標Comment [JZF1]: 系統(tǒng)結構第 6章　開放式數(shù)控系統(tǒng)2表 6-1-1 開放式運動控制器的主要技術性能指標主要技術性能指標 TURBO-PMAC控制軸數(shù) 32通道結構（坐標系） 16聯(lián)動軸數(shù) 32插補（直線、圓弧、螺旋線） 有非均勻有理樣條插補(NURBS) 有三階多項式插補 有CPU DSP56300CPU頻率(MHz) 80,100程序段處理能力 1000段/分預測（Look Ahead）功能 有速度和加速度前饋控制 有S曲線加減速控制 有同步控制功能 有刀具半徑和長度補償 有絲杠螺距誤差補償 有高速位置采集 有電子齒輪和電子凸輪 有編程語言 RS274和類 Basic語言網(wǎng)絡接口 Macro Ring直接數(shù)字驅動能力PWM直接連接放大器，可驅動各種交流、直流、步進、直線電機PLC 能力內裝 64個 PLC（實時 PLC,編譯好再執(zhí)行的 PLC, 解釋執(zhí)行的PLC）6.1.2 KT560-T開放式車床數(shù)控系統(tǒng)T560_T開放式車床數(shù)控系統(tǒng)由 PMAC-LITE四軸運動控制卡和工業(yè)控制計算機組成，它的軟件分為上位機（PC）和下位機（PMAC）兩部分。上位機主要完成系統(tǒng)的管理功能，如人機界面的實現(xiàn)，加工狀態(tài)顯示，仿真的實現(xiàn)，參數(shù)編輯，參數(shù)配置，程序文件編輯，端口狀態(tài)監(jiān)測和故障的診斷等工作。下位機的軟件主要是實現(xiàn)機床的運動控制與信號的邏輯控制。PTALK 部分為上位機與下位機的通信模塊。其結構如圖 6-1-2所示。第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)3圖 6-1-2 KT560_T 軟件結構圖KT560_T 數(shù)控系統(tǒng)是在上海開通數(shù)控有限公司的 FONCS 通用數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)平臺的基礎上的構建的。FONCS 充分的應用了 OOP 的設計思想并結合了工業(yè)控制領域的組態(tài)軟件的特點。用戶可以通過 FONCS 的開發(fā)工具，對軟件功能模塊進行可視化的配置，從模塊庫中調出需要的功能組件或者刪除不必要的組件。FONCS 的開發(fā)工具對系統(tǒng)配置的結果保存在一個數(shù)據(jù)庫文件中，當 FONCS 在運行環(huán)境中啟動時，會根據(jù)這個數(shù)據(jù)庫中的信息，動態(tài)生成用戶界面(圖 6-1-3 與圖 6-1-4)。用戶借助于這樣一個機制，可以在短時間內為自己的機床定制專用的控制系統(tǒng)。圖 6-1-3 KT560_T 的界面結構Comment [JZF2]: 三維動態(tài)仿真技術第 6章　開放式數(shù)控系統(tǒng)4圖 6-1-4 系統(tǒng)界面（主界面、手動界面、自動界面和診斷界面）系統(tǒng)的各個界面都是通過系統(tǒng)菜單來進行切換的，KT560_T 中提供了一個菜單編輯器(圖 6-1-5)，用戶可以通過這個工具自定義菜單的結構和菜單按鈕的外觀，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性。圖 6-1-5 菜單編輯器在使用數(shù)控機床的過程中，數(shù)控程序的檢查方法是影響生產率的重要因素之一，數(shù)控程序校驗常用的有三種方法，一是由編輯人員檢查 NC代碼、數(shù)據(jù)；二是在機床上“以筆代刀” ，模擬加工畫出刀具軌跡；三是采用計算機來模擬刀具和工件的相對運動來進行檢查。顯然前兩種方法費時、費力，增加了機床的占用時間；而第三種方法直觀、快速，可減輕編程人員的工作量，提高數(shù)控機床使用率。KT560_T中的動態(tài)三維仿真功能，可仿真車床的車削過程，具有真實感。三維數(shù)控仿真是數(shù)控機床在虛擬環(huán)境中的映射，集制造技術、機床數(shù)控理論、計算機輔助設計（CAD） 、計算機輔助制造（CAM） 、建模和仿真技術于一體。在此虛擬環(huán)境中刀具對工件進行虛擬切Comment [JZF3]: 參數(shù)管理、口令保護第 6章　開放式數(shù)控系統(tǒng)5削，能檢查數(shù)控程序的正確性、合理性、對加工方案的優(yōu)劣做出評估和優(yōu)化；達到縮短產品加工周期，降低成本、提高質量的目的。KT560_T的仿真采用實時動畫方式，首先生成一個毛坯，然后根據(jù)機械加工時的材料去除規(guī)律生成動畫的每一幀。三維仿真通過三維演示窗口顯示在屏幕上。在自動模塊和編輯模塊中，都可在文件的打開和保存時進行快速的仿真演示。圖 6-1-6為加工一個保齡球瓶時的動態(tài)三維效果演示。圖 6-1-6 三維演示KT560-T數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)管理功能,能夠同時滿足開放性與靈活性、安全性與可靠性的要求。由于數(shù)控機床涉及的參數(shù)很多，不同類型的數(shù)控機床甚至同一類型不同的數(shù)控機床都有各自不同的參數(shù)，這給參數(shù)管理帶來了不便，要求參數(shù)管理模塊具有很大的靈活性與開放性，當被管理的參數(shù)發(fā)生變化時，參數(shù)管理模塊能自動適應產生的變化，即能對參數(shù)的增加、減少、類型的變化等進行動態(tài)的管理。KT560_T 提供了一個參數(shù)設計軟件工具（軟件參數(shù)界面見圖 6-1-7） ，允許系統(tǒng)制造廠商自行定義和編輯系統(tǒng)參數(shù)。圖 6-1-7參數(shù)界面第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)66.2 開 放 式 運 動 控 制 器 實 驗 裝 置開放式運動控制器實驗裝置的主要功能有：執(zhí)行運動程序和 PLC 程序、控制和調整伺服電機運行特性、系統(tǒng)的故障監(jiān)控和與計算機通訊。它能幫助我們學習數(shù)控機床運動與插補原理，進而根據(jù)實際的控制要求開發(fā)數(shù)控機床需要的各種功能。6.2.1 實驗裝置的基本組成開放式運動控制實驗裝置的基本組成： 一臺 IBM-PC 或兼容計算機； 一塊四軸運動控制卡 PMAC-LITE；一個帶數(shù)控操作面板的裝有四路直流伺服驅動器與四個帶編碼器的直流伺服電機的機箱。 ，如 圖 6-2-1 所示， 機箱內部有一開關電源，輸入為 AC220V，輸出的 DC+/-12V 供 PMAC內部數(shù)摸轉換電路用，輸出 DC24V 作為電機驅動卡的驅動電源。機箱操作面板上的 ON/OFF開關控制電機驅動卡的電源，ACC8D OPT 4A 卡是四軸電機驅動卡，負責將 PMAC 送出的模擬量信號轉換成電機的速度和轉矩，控制電機運行。另外，機箱內部還有二塊信號轉接板，一塊與 PMAC 卡的 J2、J3、J5、J11 輸入/輸出端口相連，轉接信號；另一塊連接機箱操作面板上的控制按鈕、開關及指示燈，分別表示 PMAC 的輸入和輸出。圖 6-2-1　 PMAC-LITE 控制系統(tǒng)的結構6.2.2 PMAC 的命令和變量集用 PMAC 的命令和變量編寫運動程序和 PLC 程序，控制伺服系統(tǒng)工作，進而可開發(fā)各種應用軟件，實現(xiàn)需要達到的功能。1. 在 線 命 令 （ 立 即 執(zhí) 行 ， 不 存 儲 ）1）全局命令&1 指定坐標系 1 為當前尋址的系統(tǒng)#1 指定電機 1 為當前尋址的電機$$$ 全局復位，包括所有的電機和坐標系第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)7SAVE 保存 I 變量到 EEROM 中OPEN PROG 1 打開運動程序 1 的緩沖器CLEAR 清除打開緩沖器的內容2) 坐標系定義命令#1→x 定義電機 1 為 x 軸，比例系數(shù)為 1。R 運行當前尋址的運動程序\ 當前坐標系中進給保持，并允許手動控制軸向運動。A 立即終止當前的程序和軸運動% 報告當前進給倍率值%100 指定進給倍率值為 100%3）電機命令HM 電機執(zhí)行返回參考點運動#1J+ 手動電機 1 向正方向運動J/ 停止手動運動的電機，變開環(huán)控制為閉環(huán)。P 報告指定電機的位置V 報告指定電機的速度2. 運 動 程 序 命 令這是一組緩沖命令，存放在緩沖器中，用 R 命令執(zhí)行，其作用是指定運動位置，運動方式和屬性，程序邏輯控制，變量賦值。例如：X100Y（P1）Z（P2*P3） 指定 X、Y、Z 的運動位置LINEAR 直線插補方式CIRCLE0　 順時針園弧插補方式ABS 所有的軸以絕對值方式運動INC（X） X 軸以增量值方式運動TM100 指定運動時間為 100msGOTO（標號） 跳轉到指定標號的程序段I130=3000 I 變量賦值SENDP“abcd” 通過總線傳送”abcd” 給計算機TA 指定運動加速時間3. PLC 程 序 指 令這也是一組緩沖命令，重復執(zhí)行，其中包括運算、邏輯控制、信息傳送等命令。例如：IF ELSEENDIFWHILEENDWHILECOMMAND“#4HM” 指定“電機 4 返回參考點”命令4. I， P， Q 和 M 變 量I 變量用于設定 PMAC 卡的性能，伺服電機控制和編碼器參數(shù)；P、Q 變量作為通用變量，在運算中賦值和傳送信息，Q 變量還可以在坐標系中作其它特殊用途；M 變量可以直接定義存儲器和 I/O 接口，通過 M 變量的讀寫，對 I/O 接口和各軸的實際位置、理論位置進行操第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)8作。6.2.3 運動程序組成和作用運動程序由一些例命令語句組成，用于軸向定位和輪廓軌跡運動。1. 運 動 命 令X1000 Y2000 Z3000U(P1*3.14159) V(20*SIN(Q6))DWELL, DELAY2. 模 式 命 令ABS，INC，F(xiàn)RAX，NORMAL ，LINEAR，CIRCLEn ,RAPID, SPLINEn, PVTTA, TM, TS, F3. 變 量 賦 值變量=表達式4. 邏 輯 控 制 語 句N，O，GOTO，GOSUB，CALL，RETURNG，M，T，D（特殊的 CALL 語句）IF，WHILE，ELSE，ENDIF，ENDWHILE5. 輔 助 語 句COMMAND，SEND，DISPLAY，ENABLE PLC，DISABLE PLC6. PMAC 的 運 算 符 （ 在 運 動 程 序 和 PLC 程 序 中 使 用 ）& 位“與”位 SIN 正弦| 位“或”位 COS 余弦^ 位“異或”位 TAN 正切= 等于 ASIN 反正弦!= 不等于 ACOS 反余弦 > 大于 ATAN 反正切!> 小于等于 ATAN2 擴展的反正切1000X 定義 5 號電機移動單位 1mm=1000 計數(shù)單位運動程序：OPEN PROG 2 打開程序 2 緩沖器CLEAR 清除緩沖器中的內容LINEAR 直線插補INC 增量方式TA500 加速度時間為 500msTS250 S 曲線加速度時間兩邊為 250msTM2000 從起點到終點運動時間為 2 秒P1=0 計數(shù)器設置初值WHILE (P10) DWELL(Q166*1000) 停頓時間以毫秒為單位ENDIFRETURNN17000 NORMAL K-1 RET G17 指定 XY 平面N18000 NORMAL J-1 RET G18 指定 ZX 平面N19000 NORMAL I-1 RET G19 指定 YZ 平面N90000 ABS RET G90 模式N91000 INC RET G91 模式N97000 READ(S) G97 模式RETURN CLOSE運動程序 1001 包含 M 代碼子程序：OPEN PROG 1001 CLEAR N03000 CMD “#4J+” RET M03 模式N04000 CMD “#4J-” RET M04 模式N05000 CMD “4J/” RET M05 模式CLOSE6.2.5 PMAC 軟件的應用與開發(fā)第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)11PMAC 是 一 個 開 放 體 系 結 構 的 運 動 控 制 器 ， 可 以 在 多 種 操 作 系 統(tǒng) 平 臺 上 運 行 ， 如DOS、 WINDOWS、 WINDOWS NT、 UNIX、 OS2 等 操 作 系 統(tǒng) 。 還 能 把 計 算 機 應 用 軟 件 （ 如CAD/CAM） 裝 在 系 統(tǒng) 里 一 起 運 行 。PMAC 構 成 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 其 系 統(tǒng) 軟 件 由 兩 部 分 構 成 ： PMAC 系 統(tǒng) 軟 件 和 計 算 機 應 用軟 件 。1. PMAC 系 統(tǒng) 軟 件PMAC 本 身 就 是 一 個 高 性 能 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 具 有 高 速 插 補 ， I/O 控 制 和 優(yōu) 良 的 伺 服 控制 性 能 ， PMAC 系 統(tǒng) 軟 件 的 主 要 功 能 ：1) 執(zhí)行由計算機下載的運動程序2) 執(zhí)行裝在 PMAC 中的 PLC 程序3) 控制伺服電機運行4) 運動故障檢查5) 與計算機通訊，接收計算機的運動程序、命令、數(shù)據(jù)，返回給計算機所需的各種信息（如軸的位置、速度、工作狀態(tài)等） 。2. 計 算 機 應 用 軟 件為 方 便 操 作 和 與 PMAC 系 統(tǒng) 軟 件 使 用 環(huán) 境 構 成 一 個 完 整 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 根 據(jù) 控 制 對象 和 PMAC 的 命 令 語 句 、 變 量 ， 在 計 算 機 中 開 發(fā) 相 應 的 應 用 軟 件 ， 可選用C,C++,VC,VB,Delphi,C++ Builder 等高級語言開發(fā)應用軟件，開發(fā)的應 用 軟 件 應 具 備 如下 的 功 能 ：1) 人機交互對話功能2) 運動程序和 PLC 程序編輯功能3) 運動程序的仿真模擬功能4) 與 PMAC 通訊功能5) 向 PMAC 發(fā)送運動程序、PLC 程序、命令和數(shù)據(jù)；接受 PMAC 傳送的信息、數(shù)據(jù)，并進處理。3. PMAC 軟 件 開 發(fā) 工 具 PEWINPEWIN 是 PMAC 應 用 軟 件 ， 用 于 開 發(fā) 和 調 試 系 統(tǒng) ， 它 的 主 要 功 能 如 下 ：1) I，P，Q 和 M 變量的設置；2) 在坐標系中分配電機的位置；3) 顯示電機運動速度、位置和跟隨誤差；4) 實時顯示 PMAC 的 I/O 接口信號狀態(tài)；5) 執(zhí)行 PMAC 的各種命令；6) 運動程序和 PLC 程序的編輯、下載和調試；7) 設置通訊方式（串行、總線和雙口 RAM） ；8) 測試電機性能和運動程序，以及故障分析；9) 進行數(shù)據(jù)采集、分析，并畫出波形圖；10）伺服電機動態(tài)特性的調整。第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)126.3　 數(shù) 控 機 床 運 動 控 制 實 驗本 節(jié) 將 在 開 放 式 運 動 控 制 實 驗 裝 置 的 基 礎 上 ， 提 出 數(shù) 控 機 床 運 動 控 制 的 實 驗 。6.3.1 基本運動控制1. 點 位 控 制目 的 ： 了 解 點 位 運 動 控 制 和 程 序 的 編 制 。操 作 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “點 位 控 制 ”,按 計 算 機 提 示 的 點 位 運 動 程 序 格 式 ， 輸 入位 置 值 ， 設 定 點 位 運 動 軸 的 速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 界 面 顯 示 點 位 運 動 軌跡 圖 形 ， 觀 察 電 機 運 動 的 情 況 。思 考 題 ： 點 位 運 動 的 特 點 是 什 么 ?使 用 什 么 G 代 碼 ？ 根 據(jù) 實 驗 結 果 ， 畫 出 其 中 一 個 軸的 速 度 -位 置 曲 線 圖2. 輪 廓 控 制目 的 ： 了 解 輪 廓 控 制 和 程 序 的 編 制 。要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “輪 廓 控 制 ”， 按 計 算 機 提 示 的 輪 廓 運 動 程 序 格 式 ， 輸 入位 置 值 ， 設 定 輪 廓 運 動 的 速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 界 面 顯 示 輪 廓 運 動 軌 跡圖 形 ， 觀 察 電 機 運 動 的 情 況 。思 考 題 ： 輪 廓 運 動 的 特 點 是 什 么 ?使 用 什 么 G 代 碼 ？ 根 據(jù) 實 驗 結 果 ， 畫 出 其 中 一 個 軸的 速 度 -位 置 曲 線 圖3. 手 動 控 制目 的 ： 了 解 手 動 控 制 的 操 作 和 功 能 。要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “手 動 控 制 ”， 按 計 算 機 的 提 示 ， 設 定 手 動 速 度 ， 選 擇 手動 軸 ， 用 手 動 操 作 鍵 對 軸 進 行 手 動 連 續(xù) 、 點 動 、 手 輪 控 制 ， 觀 察 相 應 電 機 的 運動 。4. 坐 標 系 的 確 定 原 則目 的 ： 了 解 運 動 升 降 速 控 制 的 原 理 ， 學 會 調 整 S 曲 線 升 降 速 參 數(shù) 。 要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “升 降 速 控 制 ”， 按 計 算 機 的 提 示 輸 入 不 同 的 升 降 速 控 制參 數(shù) ， 觀 察 相 應 電 機 運 動 速 度 的 變 化 ， 理 解 升 降 速 運 動 控 制 的 原 理 和 目 的 。思 考 題 ： 畫 出 一 個 軸 運 動 的 速 度 -時 間 曲 線 圖5. 返 回 參 考 點目 的 ： 了 解 返 回 參 考 點 的 操 作 和 功 能 。要求：點擊計算機界面中的“返回參考點” ，按計算機的提示，選擇返回參考點的軸，輸入返回參考點的速度，然后按啟動鍵，按下參考點開關，觀 察 相 應 電 機 運 動 的 變 化 。思 考 題 ： 為 什 么 要 執(zhí) 行 返 回 參 考 點 操 作 ？6． 同 步 跟 蹤目 的 ： 了 解 同 步 跟 蹤 控 制 的 原 理 。要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “同 步 跟 蹤 ”， 按 計 算 機 的 提 示 選 擇 主 動 軸 和 從 動 軸 ， 然第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)13后 手 動 主 動 軸 ， 則 從 動 軸 跟 蹤 主 動 軸 同 步 運 動 。6.3.2 插補運動控制1. 直 線 插 補目 的 ： 了 解 直 線 插 補 的 控 制 原 理 和 程 序 編 制 格 式 。要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “直 線 插 補 ”， 按 計 算 機 提 示 的 直 線 插 補 程 序 格 式 ， 輸 入位 置 值 ， 設 定 運 動 速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 頁 面 顯 示 直 線 插 補 軌 跡 圖 形 ，觀 察 電 機 運 動 的 情 況 。思考題：程序中的運動速度對直 線 插 補 的 含 義 是 什么？2. 圓 弧 插 補目 的 ： 了 解 圓 弧 插 補 控 制 的 原 理 和 程 序 編 制 格 式 。要求：點擊計算機界面中的“圓弧插補” ，按計算機提示的圓弧插補程 序 格 式 ，輸入位 置值 ， 設 定 運動速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 界 面 顯 示 圓弧插 補 軌 跡 圖 形 ， 觀 察電 機 運 動 的 情 況 。思考題：程序中的運動速度對圓 弧 插 補 的 含 義 是 什么？3. 螺 旋 線 插 補目 的 ： 了 解 螺 旋 線 插 補 的 控 制 原 理 和 程 序 編 制 格 式 。要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “螺 旋 線 插 補 ”， 按 計 算 機 提 示 的 螺 旋 線 插 補 程 序 格 式 ，輸入位 置 值 ， 設 定 運動速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 界 面 顯 示 螺 旋 線 插 補 軌 跡圖 形 ， 觀 察 電 機 運 動 的 情 況 。思考題：程序中的運動速度對螺 旋 線 插 補 的 含 義 是 什么？4. 坐 標 系 的 確 定 原 則目 的 ： 了 解 螺 紋 插 補 的 控 制 原 理 和 程 序 編 制 格 式 。要求：點擊計算機界面中的“螺紋插補” ，按計算機提示的螺紋插補程 序 編 制 格 式 ，輸入位 置 值 ， 設 定 運動速 度 ， 然 后 按 啟 動 按 鈕 ， 此 時 界 面 顯 示 螺 旋 線 插 補 軌 跡 圖 形 ，觀 察 電 機 運 動 的 情 況 。思考題：“螺 紋插 補 ”和 “每 轉 進 給 ”的 區(qū) 別 是 什么？6.3.3 閉環(huán)運動控制1. 位 置 閉 環(huán) 控 制目 的 ： 了 解 閉 環(huán) 運 動 控 制 的 原 理 ， 學 會 調 整 伺 服 PID 參 數(shù) 。 要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “閉 環(huán) 控 制 ”， 按 計 算 機 的 提 示 輸 入 不 同 的 伺 服 控 制 參 數(shù) ，觀 察 相 應 電 機 的 運 動 速 度 、 跟 蹤 誤 差 的 變 化 ， 理 解 閉 環(huán) 運 動 控 制 的 原 理 。思考題：跟 蹤 誤 差 的 含 義 是 什么？ “定位死區(qū)”的概念是 什么？在電氣上如何調整圓弧 的橢圓度？2. 主 軸 控 制目 的 ： 了 解 主 軸 控 制 的 原 理 ， 設 置 主 軸 參 數(shù) 和 操 作 主 軸 的 運 行 。 要 求 ： 點 擊 計 算 機 界 面 中 的 “主 軸 控 制 ”， 輸 入 不 同 的 主 軸 速 度 ， 用 主 軸 正 轉 、 反 轉第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)14和 停 止 按 鈕 啟 動 主 軸 旋 轉 、 停 止 ， 觀 察 相 應 電 機 的 轉 速 ， 還 可 以 用M03\M04\M05 指 令 來 啟 動 主 軸 旋 轉 、 停 止 。6.3.4 PLC 控制實驗1. 輸 入 輸 出 信 號 控 制目 的 ： 學 習 運 動 程 序 和 PLC 程 序 的 編 寫 、 編 譯 和 調 試 ， 掌 握 I、 M、 P 變 量 的 設 置 。要 求 ： 定 義 操 作 面 板 上 的 手 動 方 向 鍵 、 開 關 、 選 擇 開 關 和 波 段 開 關 ， 使 用 這 些 方 向 　 　 　 　 　鍵 和 開 關 控 制 電 機 工 作 與 修 正 電 機 速 度 （ 設 定 相 應 的 電 機 速 度 、 加 速 度 為 I　 　 　 　變 量 ） 。2. 數(shù) 控 車 床 刀 架 控 制目的：了解數(shù)控車床刀架控制原理，掌握刀架控制的 PLC 程序編制和調試。要求：畫出一臺數(shù)控車床四方刀架的控制流程圖，定 義 操 作 面 板 上 的 開 關 ， 控 制 刀 架 的 　 　 　 　 　刀 位 （ 發(fā) 光 二 極 管 作 為 刀 架 電 機 正 反 轉 輸 出 控 制 信 號 ） ， 并 編 制 、 調 試 相 應 的PLC 程 序 。6.3.5 綜合實驗1. 綜 合 實 驗 1目 的 ： 初 步 了 解 PMAC 命 令 運 動 程 序 的 編 寫 和 調 試 。要 求 ： 用 類 BASIC 語 言 和 G 代 碼 編 寫 兩 個 運 動 程 序 （ 包 含 直 線 、 園 弧 段 ） ， 并 在PLC 程 序 中 編 輯 “啟 動 ”、 “停 止 ”按 鈕 的 功 能 ， 通 過 “啟 動 ”、 “停 止 ”按 鈕 執(zhí) 行 啟 動 /停 止 程 序 。2. 綜 合 實 驗 2目的：通過本試驗，初步掌握在 WINDOWS95 環(huán)境下開放體系結構數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)的方法。要求： 1）編制一個手動操作人機交互界面，顯示四個軸的位置。2）界面具有點動、連續(xù)運動、增量進給（×1，× 10，×100） 、返回參數(shù)點功能。3）編制 PLC 程序，定義波段開關 1 為軸的選擇開關，定義波段開關 2 為倍率開關，定義兩個輸入開關為手動正向、負向運動按鈕。4) 編制通訊程序，解決計算機和 PMAC 之間的信息交互。3. 伺 服 電 機 動 態(tài) 特 性 的 調 整 （ AUTO TURNING）目的：通過本項實驗，了解伺服電機控制基本原理，掌握閉環(huán)控制的調整。要求：參閱 PEWIN 手冊，利用 PEWIN 的 AUTO TURNING 功能調整某個電機的 I 變量，觀察 電機運動的特性曲線，掌握獲得最佳性能的調整方法。第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)15本 章 小 結現(xiàn)代制造業(yè)生產方式要求生產設備朝著靈活、多功能、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，從而對控制器提出了“開放”的要求。制造信息的集成化、生產系統(tǒng)的分散化也促進了控制器向開放性的方向發(fā)展，日新月異的互聯(lián)網(wǎng)技術為控制器的開放奠定了物質基礎。開放式數(shù)控系統(tǒng)有四個特點：相互操作性、可移植性、可縮放性、可互換性。PMAC 開放式運動控制器的主要功能：執(zhí)行運動程序和 PLC 程序、控制伺服電機運行、系統(tǒng)的故障監(jiān)控和與計算機通訊。掌握和應用 PMAC 開放式運動控制器，有助于我們了解數(shù)控機床運動與插補原理，進而根據(jù)實際的控制要求開發(fā)數(shù)控機床需要的各種功能。思 考 題 與 習 題1 試分析開放式數(shù)控系統(tǒng)特點？2 試述開放式數(shù)控系統(tǒng)的基本模式？3 試分析數(shù)控系統(tǒng)軟件與應用軟件的關系？第 6 章　開放式數(shù)控系統(tǒng)16