數(shù)控原理-檢測(cè)元件和數(shù)控機(jī)床編程及加工

CH4進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制內(nèi)容提要：介紹數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置。主要開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分及其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制的原理與特性。輸入輸出裝置

數(shù)控裝置

伺服系統(tǒng)

機(jī)床電器控制裝置機(jī)床本體知識(shí)準(zhǔn)備

伺服（Servo）系統(tǒng)又叫隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠跟隨指令信號(hào)的變化而動(dòng)作的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是以機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的。？？什么是伺服系統(tǒng)

在數(shù)控機(jī)床中，CNC裝置是發(fā)布命令的“大腦”，而伺服系統(tǒng)則是數(shù)控機(jī)床的“四肢”，是一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行來自CNC裝置的運(yùn)動(dòng)指令。伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)裝置、伺服電動(dòng)機(jī)、位置檢測(cè)裝置等組成。將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，拖動(dòng)機(jī)械部件移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。主要內(nèi)容§1概述§2開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制§3閉環(huán)及半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制及特性分析§4

位置檢測(cè)裝置§1概述

開環(huán)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置半閉環(huán)閉環(huán)全閉環(huán)1．開環(huán)伺服系統(tǒng)2．半閉環(huán)伺服系統(tǒng)3．閉環(huán)伺服系統(tǒng)

§2開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制伺服控制驅(qū)動(dòng)單元+步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

——開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)控制原理圖電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

步進(jìn)電機(jī)的外觀圖步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖一、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)二．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理給A相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子位置如圖，轉(zhuǎn)子齒偏離定子齒一個(gè)角度。由于勵(lì)磁磁通力圖沿磁阻最小路徑通過，因此對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁吸力，迫使轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子齒對(duì)齊位置時(shí)，因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無切線力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被鎖定在這個(gè)位置上。由此可見：錯(cuò)齒是助使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理

一拍從一次通電到另一次通電。步距角每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。

運(yùn)行方式1．通電方式的分析1423142314231423U1U2V1V2W2W11）m相單m拍運(yùn)行（三相單三拍運(yùn)行）

通電順序：U相→V相→W

相→U相。①U相通電1423U1U2V1V2W2W11423②V相通電U1U2V1V2W2W1③W相通電14231423一步兩步三步※

步距角：θ=30°3）m相單－雙2m拍運(yùn)行(三相單－雙六拍運(yùn)行）通電順序：U→UV→V→VW→W→WU→U。1423U1U2V1V2W2W111423U1U2V1V2W2W121423U1U2V1V2W2W131423U1U2V1V2W2W141423U1U2V1V2W2W151423U1U2V1V2W2W161423※步距角：

θ=15°步距角θ

步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一確定的角度為步距角。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角公式：

θ

=360°/ZmKm步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)

Z步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)

K步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電方式單拍為1

雙拍為2三、

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一相或幾相通入恒定不變的直流電流時(shí)，轉(zhuǎn)子將固定在某一位置上保持不動(dòng)，這一狀態(tài)稱為靜止?fàn)顟B(tài)。

規(guī)定定子、轉(zhuǎn)子齒軸線重合的位置為靜態(tài)空載情況下的初始穩(wěn)定平衡位置，轉(zhuǎn)子偏離初始穩(wěn)定平衡位置的電角度稱為失調(diào)角。在靜止?fàn)顟B(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角之間的函數(shù)關(guān)系稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性。

1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性2．步進(jìn)運(yùn)行狀態(tài)

當(dāng)接入控制繞組的脈沖頻率較低，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子完成一步之后，下一個(gè)脈沖才到來，則電動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)出一轉(zhuǎn)一停的狀態(tài)，稱此狀態(tài)為步進(jìn)運(yùn)行狀態(tài)。3．連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)

當(dāng)脈沖頻率f較高時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子未停止而下一個(gè)脈沖已經(jīng)到來，此時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)不是一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，而是呈連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。圖4-26步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)1）步距角步距角是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)之一。不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)步距角大小的要求不同。2）靜態(tài)步距角誤差即實(shí)際的步距角同理論的步距角之間的差值。常用理論步距角的百分?jǐn)?shù)或絕對(duì)值來衡量。3）最大靜轉(zhuǎn)矩指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的通電相數(shù)下矩角特性上的轉(zhuǎn)矩最大值。通常技術(shù)數(shù)據(jù)中所規(guī)定的最大靜轉(zhuǎn)矩是指一相繞組通上額定電流時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩值。4）啟動(dòng)頻率和啟動(dòng)矩頻特性啟動(dòng)頻率是能夠使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止定位狀態(tài)不失步地啟動(dòng)，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖最高頻率，又稱突跳頻率。5）運(yùn)行頻率和運(yùn)行矩頻特性運(yùn)行頻率是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在控制脈沖頻率連續(xù)上升時(shí)，能維持不失步運(yùn)行的最高頻率。通常給出的也是空載情況下的運(yùn)行頻率。6）額定電流和額定電壓額定電流是指電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)每相繞組允許通過的最大電流。額定電壓是指驅(qū)動(dòng)電源提供的直流電壓。5.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇1．步距角的選擇電動(dòng)機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求?？蓪⒇?fù)載的最小分辨率換算到電動(dòng)機(jī)軸上，看看每個(gè)當(dāng)量電動(dòng)機(jī)應(yīng)走多少角度，電動(dòng)機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。2．靜力矩的選擇靜力矩選擇的依據(jù)是電動(dòng)機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載兩種。一般情況下，靜力矩應(yīng)在摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)為好，靜力矩一旦選定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來。3．電流的選擇對(duì)于對(duì)于靜力矩一樣的電動(dòng)機(jī)，因電流參數(shù)不同，所以其運(yùn)行特性差別很大。可依據(jù)矩頻特性曲線圖來判斷電動(dòng)機(jī)的電流。二、開環(huán)系統(tǒng)控制原理步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路變頻信號(hào)源脈沖分配器功率放大器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)指令1、工作臺(tái)位移量的控制進(jìn)給脈沖的數(shù)量N

定子繞組通電狀態(tài)改變次數(shù)N

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子角位移Ψ

機(jī)床工作臺(tái)位移量L

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：

δ=——步進(jìn)電機(jī)的步距角滾珠絲杠螺距(mm)齒輪的減速比θh360i例1：設(shè)某數(shù)控系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角為°，滾珠絲杠的螺距為4mm,試求減速箱的傳動(dòng)比。2、工作臺(tái)速度的控制進(jìn)給脈沖頻率f

定子繞組通電/斷電狀態(tài)的變化頻率f

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ω

工作臺(tái)的進(jìn)給速度v步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)給速度

v=60δfmm/min脈沖/s例2：設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有80個(gè)齒，采用三相六拍驅(qū)動(dòng)方式，與滾珠絲杠直連，工作臺(tái)作直線運(yùn)動(dòng)。絲杠螺距為5mm，工作臺(tái)的最大移動(dòng)速度為6mm/s,求：（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角θ（2）系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量δ

（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率f3、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的控制改變步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖信號(hào)的循環(huán)順序方向改變步進(jìn)電機(jī)定子繞組中電流的通斷循環(huán)順序步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)給方向改變知識(shí)回顧開環(huán)、半閉環(huán)以及全閉環(huán)的區(qū)別

CNC步進(jìn)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的構(gòu)成三、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)控裝置的連接數(shù)控裝置Z軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力Z軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力X軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力主軸控制單元或變頻器信號(hào)動(dòng)力反饋主軸編碼器主軸電機(jī)Z軸電機(jī)X軸電機(jī)電源變壓器四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路2.環(huán)形脈沖分配器環(huán)形脈沖分配器用來控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行通電方式。

三相三拍環(huán)形脈沖分配1）硬件脈沖分配器硬件脈沖分配器由邏輯門電路和觸發(fā)器構(gòu)成。

三相六拍脈沖分配器輸出真值表圖三相六拍脈沖分配器上圖所示為三相六拍環(huán)形脈沖分配器原理圖，當(dāng)X＝“1”時(shí)，每來一個(gè)脈沖(CP)則電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)一步，分配順序?yàn)锳→AB→B→BC→C→CA→A；當(dāng)X=“0”時(shí)，每來一個(gè)脈沖（CP）則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)一步，分配順序?yàn)锳→AC→C→CB→B→BA→A。輸出狀態(tài)真值表如表所示。圖CH250實(shí)現(xiàn)的脈沖分配電路三相雙三拍三相六拍2）軟件脈沖分配為了提高脈沖分配器的靈活性，也可用軟件來實(shí)現(xiàn)環(huán)形脈沖分配。下圖所示為89C51單片機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的接口框圖。圖單片機(jī)控制的三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路框圖3、驅(qū)動(dòng)放大電路作用：將環(huán)形分配器發(fā)出的TTL電平信號(hào)放大至幾安培到十幾安培的電流，送至步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各繞組?？刂齐娐罚?jiǎn)坞妷汉?jiǎn)單驅(qū)動(dòng)、高低壓切換驅(qū)動(dòng)、高壓恒流斬波、調(diào)頻調(diào)壓、細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。

前置放大單電壓簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)3、驅(qū)動(dòng)放大電路特點(diǎn)：通過提高驅(qū)動(dòng)電壓加速電流的上升，通過串聯(lián)大功率電阻限制穩(wěn)態(tài)電流。但驅(qū)動(dòng)電路體積大，發(fā)熱嚴(yán)重。單穩(wěn)延時(shí)前置放大前置放大高低壓驅(qū)動(dòng)原理3、驅(qū)動(dòng)放大電路特點(diǎn)：高壓充電，低壓維持。4、細(xì)分驅(qū)動(dòng)將一個(gè)步距角細(xì)分成若干點(diǎn)步的驅(qū)動(dòng)方式稱細(xì)分驅(qū)動(dòng)。特點(diǎn)：在不改動(dòng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下，使步距角減小。要實(shí)現(xiàn)細(xì)分，需將繞組中的矩形電流波改成階梯電流波。細(xì)分電流波形五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用實(shí)例

§3閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制

一、閉環(huán)位置控制系統(tǒng)1、概念2、閉環(huán)位置控制的實(shí)現(xiàn)

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋3、執(zhí)行元件直流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)二、位置控制回路的結(jié)構(gòu)分析位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋閉環(huán)進(jìn)給位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.閉環(huán)進(jìn)給位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

閉環(huán)進(jìn)給位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.數(shù)學(xué)模型的構(gòu)成（1）跟隨誤差E。跟隨誤差E實(shí)際上就是指令位置Xi與實(shí)際位置Xf的差值。（2）開環(huán)增益KK為整個(gè)系統(tǒng)的開環(huán)增益，

K=Kv

Kda

KmKa（1/s）（3）傳遞函數(shù)

式中，ξp、ωp為二階系統(tǒng)阻尼比和自然振蕩角頻率，τ為死區(qū)延時(shí)時(shí)間常數(shù)。當(dāng)忽略死區(qū)特性的影響時(shí)，可簡(jiǎn)化為一般情況下，為使進(jìn)給系統(tǒng)穩(wěn)定，把伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整在臨界阻尼（ξp≈1）附近，超調(diào)量較小，可近似看作一階慣性環(huán)節(jié)，從而可將傳遞函數(shù)進(jìn)一步簡(jiǎn)化為式中，K為開環(huán)增益，T為時(shí)間常數(shù)。

（4）積分環(huán)節(jié)描述了伺服驅(qū)動(dòng)輸出的速度量經(jīng)位置反饋計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換成為位置量的過程。（5）間隙非線性環(huán)節(jié)描述了典型的機(jī)械傳動(dòng)反轉(zhuǎn)間隙對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。（6）最后一個(gè)環(huán)節(jié)描述了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。知識(shí)回顧數(shù)控裝置Z軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力Z軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力X軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)動(dòng)力主軸控制單元或變頻器信號(hào)動(dòng)力反饋主軸編碼器主軸電機(jī)Z軸電機(jī)X軸電機(jī)電源變壓器知識(shí)回顧閉環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)閉環(huán)進(jìn)給控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型§4位置檢測(cè)裝置一、概述1、組成：位置測(cè)量裝置是由檢測(cè)元件（傳感器）和信號(hào)處理裝置組成的。2、作用：實(shí)時(shí)測(cè)量執(zhí)行部件的位移和速度信號(hào)，并變換成位置控制單元所要求的信號(hào)形式，將運(yùn)動(dòng)部件現(xiàn)實(shí)位置反饋到位置控制單元，以實(shí)施閉環(huán)控制。分辨率：所能測(cè)量的最小位移量。一、概述3、直接測(cè)量和間接測(cè)量位置傳感器有直線式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。若位置傳感器所測(cè)量的對(duì)象就是被測(cè)量本身，即用直線式傳感器測(cè)直線位移，用旋轉(zhuǎn)式傳感器測(cè)角位移，則該測(cè)量方式為直接測(cè)量。若旋轉(zhuǎn)式位置傳感器測(cè)量的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)只是中間值，再由它推算出與之關(guān)聯(lián)的移動(dòng)部件的直線位移，則該測(cè)量方式為間接測(cè)量。。間接測(cè)量示例

工作臺(tái)絲杠編碼器步進(jìn)電機(jī)一、概述直接測(cè)量示例

一、概述光柵§4位置檢測(cè)裝置二、具體的檢測(cè)裝置光柵脈沖編碼器感應(yīng)同步器4.2.1光柵直線光柵（即長(zhǎng)光柵）①玻璃透射光柵②金屬反射光柵圓光柵a透光b不透光光柵檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)直線透射光柵直線反射式光柵透射式圓光柵固定光柵檢測(cè)裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖

直線透射光柵1、組成什么是光柵？由大量等寬等間距的平行狹縫組成的光學(xué)器件abW光柵柵距或光柵常數(shù)2

、工作原理W條紋間距W條紋間距光電元件W如何測(cè)量微小位移量？

光電元件光電元件感受的光強(qiáng)變化是否明顯？

β莫爾現(xiàn)象演示條紋位置方向不同條紋運(yùn)動(dòng)方向不同βLβWL3、莫爾條紋的特點(diǎn)（1）放大L=W/sinβ條紋間距大大增加2）平均效應(yīng)

莫爾條紋是由若干條線紋共同形成的，對(duì)個(gè)別光柵線紋之間的誤差具有平均效應(yīng)，能消除柵距不均勻所造成的影響。3）移動(dòng)規(guī)律

光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)W，莫爾條紋移動(dòng)一個(gè)B，當(dāng)光柵移動(dòng)方向變化時(shí)，莫爾條紋的移動(dòng)方向也變化。

分辨力=W=1/50=0.02mm=20m

放大倍數(shù)≈

莫爾條紋的寬度L=W/θ≈0.637mm

例：一直線光柵，每毫米刻線數(shù)為50，主光柵與指示光柵的夾角β，分辨力、放大倍數(shù)、莫爾條紋的寬度分別為多少？AB4、光柵在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用1.工作臺(tái)移動(dòng)位移的檢測(cè)

B→W，可計(jì)算出位移x。2.工作臺(tái)移動(dòng)速度的檢測(cè)

根據(jù)光強(qiáng)的變化頻率可推斷出兩光柵尺的相對(duì)位移速度。3.工作臺(tái)移動(dòng)方向的檢測(cè)測(cè)量通過A與B的莫爾條紋相位超前滯后關(guān)系，可判斷出移動(dòng)方向。光柵尺及數(shù)顯表尺身尺身安裝孔

反射式掃描頭（與移動(dòng)部件固定）掃描頭安裝孔可移動(dòng)電纜防塵保護(hù)罩的內(nèi)部為長(zhǎng)光柵掃描頭（與移動(dòng)部件固定）光柵尺可移動(dòng)電纜光柵在機(jī)床上的安裝位置（2個(gè)自由度）光柵在機(jī)床上的安裝位置（3個(gè)自由度）數(shù)顯表光柵在機(jī)床上

的安裝位置

（3個(gè)自由度）（續(xù)）安裝有直線光柵的數(shù)控機(jī)床加工實(shí)況防護(hù)罩內(nèi)為直線光柵光柵掃描頭被加工工件切削刀具角編碼器安裝在夾具的端部4.2.2脈沖編碼器機(jī)械轉(zhuǎn)角電脈沖脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器。固定4.2.3感應(yīng)同步器一種電磁式位置檢測(cè)元件分為：直線式測(cè)長(zhǎng)度位移旋轉(zhuǎn)式測(cè)角位移1．直線式感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)

定尺移動(dòng)部件的導(dǎo)軌上感應(yīng)同步器長(zhǎng)度應(yīng)大于被檢測(cè)件的長(zhǎng)度

滑尺運(yùn)動(dòng)部件上短

基板（鋼或鋁合金板）定尺和滑尺

平面繞組

保護(hù)屏蔽層圖直線感應(yīng)同步器2．感應(yīng)同步器的工作原理對(duì)滑尺上的繞組通以交流電，根據(jù)電磁原理，將在定尺繞組上感應(yīng)出電壓定尺繞組上的感應(yīng)電壓是滑尺上正弦繞組和余弦繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的矢量和滑尺每移動(dòng)一個(gè)節(jié)距，定尺上的感應(yīng)電壓按余弦規(guī)律變化一周3．感應(yīng)同步器的安裝總圖本章小結(jié)概述開環(huán)閉環(huán)半閉環(huán)開環(huán)伺服系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)步距角矩頻特性開環(huán)伺服系統(tǒng)的位移速度方向控制閉環(huán)伺服系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置光柵感應(yīng)同步器步進(jìn)電機(jī)的基本概念結(jié)構(gòu)

相

拍步進(jìn)電機(jī)的工作原理數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對(duì)坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09