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第5章 数字程序控制技术 5.1 数字控制系统 5.2 逐点比较法插补原理 5.3 步进电机伺服控制技术 5.4 直流伺服电机控制技术 数字控制是用数字化信息实现电气传动控制的一种方法。 数控技术是现代制造系统的关键技术，它包含微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术。 数控技术对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化。 5.1 数字控制系统 5.1.1 数字控制系统的组成 5.1.2 数字控制原理 5.1.3 数字控制系统的分类 5.1.4 伺服控制系统 5.2 逐点比较法插补原理 5.2.1 逐点比较法直线插补 ① 偏差计算公式 ③ 终点判别方法 2 第一象限直线插补计算流程 ①偏差判别 判断上一步进给后的偏差值F≥0还是F0； ②坐标进给 根据偏差判别的结果和所在象限决定在哪个方向上进给一步； ③偏差计算 计算出进给一步后的新偏差值，作为下一步进给的判别依据； ④终点判别 终点判别计数器减1，判断是否到达终点。 （3）四个象限的直线插补 5.2.2 逐点比较法圆弧插补 ①偏差判别。 偏差值 F = x2 + y2 －R2 当P点位于圆弧上时，F = 0 ②进给 2 四象限的圆弧插补原理 5.3 步进电机伺服控制技术 5.3.2 步进电机的工作原理 5.3.3 步进电机的工作方式 5.3.4 步进电机IPC工控机控制技术 2. 步进电机输出字表 3. 步进电机控制程序设计 关于“延时” 对于转子有4个齿三相步进电机，若采用三拍方式，则它的步距角是 对于转子有40个齿且采用三拍方式的步进电机而言，其步距角是 例： 选用不同的工作方式，可使步进电机具有不同的工作性能，如减小步距，提高定位精度和工作稳定性等。 步进电机可工作于单相通电方式，也可工作于双相通电方式或单相、双相交叉通电方式。 对于三相步进电机则有单相三拍（简称单三拍）方式、双相三拍（简称双三拍）方式、三相六拍方式。 ⑵双三拍工作方式，通电顺序为 AB → BC → CA → AB ⑶三相六拍工作方式，通电顺序为 A→AB→B→BC→C→CA→A 如果按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机正向转动。反之，如果通电方向与上述顺序相反，则步进电机反向转动。 ⑴ 单三拍工作方式，通电顺序为 A→ B → C → A 步进电机的驱动由专门的驱动电路来实现，如单电压驱动电路、双电压（高低压）驱动电路、斩波电路、调频调压和细分电路等。 控制步进电机按照期望的要求运行，实质是控制步进电机的通电顺序及每步的持续时间。 1. 步进电机与IPC工控机接口 假定数据输出为“1”时，相应的绕组通电；为“0”时，相应的绕组断电。 若用ADX和ADY分别表示x轴和y轴步进输出字表的取数地址指针，用ZF=1、2、3、4分别表示-x、+x、-y、+y走步方向，则三相六拍步步进电机控制程序流程如下： * 5.1.1 数字控制系统的组成 5.1.2 数字控制原理 5.1.3 数字控制系统的分类 5.1.4 伺服控制系统 数控系统一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈系统等部分组成。 5.1 数字控制系统 ⑴ 控制介质 控制介质是存储数控加工信息的载体，它可以是穿孔带、磁带和磁盘等，它承载的信息是机床的加工程序，包括机床全部动作控制指令等。 ⑵数控装置 数控装置一般由输入、信息处理和输出三大部分构成。由控制介质输入信息，数控装置按照程序的规定处理信息（如插补计算、刀具补偿等），通过输出单元发出控制信息（如位置、速度等），从而实现各种控制功能。 现代数控机床的数控装置采用计算机数控（CNC）装置。 ⑶ 伺服系统 伺服系统是把来自数控装置的各种指令，转换成机床执行机构运动的驱动部件。 它包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机和进给电机等。 伺服系统一般应具有快速性、准确性，灵敏而准确地跟踪输入指令功能。其性能决定数控机床加工精度和生产率。 ⑷ 测量反馈系统 作用是检测机床的实际位置、速度等信息，并反馈给数控装置，构成闭环控制。 ⑴ 曲线分割 将所需加工的轮廓曲线，依据保证线段所连的曲线(或折线)与原图形的误差在允许范围之内的原则分割成机床能够加工的曲