四象很直线逐点比较法插补计算 第二四象限内的由坐标原点出发的直线的插补运 算，可由第一象限插补公式得到。 +y E2(-xgyg) E(xE>YE) 图8.22 F<0 F≥0 F≥0 F<0 四象限直线插 一十x 补误差函数与 进给方向 R<0 F≥0 F0 F<0 E3(-XE:-yg) E4(xE:-Yg) F20 F<0 所在象限 进给方向 误差函数计算公式 进给方向 误差函数计算公式 第一象限 +x 第二象限 x 第三象限 x FFFrye y F-FAXE 第四象限 +x y
四象限直线逐点比较法插补计算 第二~四象限内的由坐标原点出发的直线的插补运 算，可由第一象限插补公式得到。 图8.22 四象限直线插 补误差函数与 进给方向 所在象限 Fi0 Fi<0 进给方向 误差函数计算公式 进给方向 误差函数计算公式 第一象限 第二象限 第三象限 第四象限 +x -x -x +x Fi=Fi -yE +y +y -y -y Fi=Fi+xE
圆孤逐点比较去插补 假定要加工第一象限内以坐标原点为圆心的圆弧AB,圆弧起 点坐标A(x和y人终点坐标为B(xB,yB),这是一个逆时针圆弧，简 称为逆圆。 由所给条件知，圆弧半径R满足 √误差判别 R2=x2+y2=x8+y2 √坐标进给 √误差计算 设当前加工点为(x,y),定义圆弧插补的误差函数为 √终点判断 F=x2+y2-R2 若规定F0时，向一x轴方向 B(xgYg) /I(x,:） 进给，为了逼近圆弧，则有： 向一x轴方向进给的条件为F≥0 F41=x+y2-R2=E-2x,+1 R A(xAYA) 向+y轴方向进给的条件为<0 F+1=x异1+y品1-R2=F+2y+1 图8.23第一象限逆圆插补原理
圆弧逐点比较法插补 假定要加工第一象限内以坐标原点为圆心的圆弧AB，圆弧起 点坐标A(xA，yA )、终点坐标为B(xB，yB )，这是一个逆时针圆弧，简 称为逆圆。 由所给条件知，圆弧半径R满足 设当前加工点为I(xi，yi )，定义圆弧插补的误差函数为 2 2 2 2 2 R x y x y = + = + A A B B 2 2 2 Fi = xi + yi − R 图8.23第一象限逆圆插补原理 若规定Fi=0时，向﹣x轴方向 进给，为了逼近圆弧，则有： 向﹣x轴方向进给的条件为Fi≥0 向 + y轴方向进给的条件为Fi<0 2 1 2 2 1 2 Fi+1 = xi+1 + yi+ − R = Fi − xi + 2 1 2 2 1 2 Fi+1 = xi+1 + yi+ − R = Fi + yi + ✓误差判别 ✓坐标进给 ✓误差计算 ✓终点判断
圆弧插补示例 第一象限的逆圆AB,起点 A的坐标为(4,0)，终点B 的坐标为(0,4)，圆心在 坐标原点 2 3 4 步数 误差判别 坐标进给 误差计算 动点坐标计算 终点判别 初始化 F-0 =4,J=0 ΣH4-01+H0-4=8 F-0 x F=F-2x+1=7 x-1=3,y不变 =Σ-1=7 2 F0 x F=F-2r+1=3 x-1=2,y不变 =2-1-3 6 F0 x F=F-2x+1=1 x-1=l,y不变 =81=1 F>0 x F=F-2x+1-0 x式-1=0，y不变 ∑0，停止插补
步数 误差判别 坐标进给 误差计算 动点坐标计算 终点判别 初始化 F=0 x=4, y=0 ∑=|4-0|+|0-4|=8 1 F=0 -x F=F-2x+1=-7 x=x-1=3, y不变 ∑=∑-1=7 2 F0 -x F=F-2x+1=-3 x=x-1=2, y不变 ∑=∑-1=3 6 F0 -x F=F-2x+1=1 x=x-1=1, y不变 ∑=∑-1=1 8 F>0 -x F=F-2x+1=0 x=x-1=0, y不变 ∑=0，停止插补 圆弧插补示例 第一象限的逆圆AB，起点 A的坐标为(4，0)，终点B 的坐标为(0，4)，圆心在 坐标原点
四象限圆弧逐点比较法插补计算公式 F20 F<0 进给方 误差计算 动点坐标 进给方 向 向 误差计算 动点坐标 第一象限顺圆 少 +x 第三象限顺圆 ty Xi+l-Xi -x 第二象限逆圆 F-F 2y1 i=1 F=F+2x+1 x+1x+1 沙 x Jy》+1y: 第四象限逆圆 ty +x 第一象限逆圆 -x y 第三象限逆圆 +x F=F-2x+1 七#1=x-1 y xi41式i 第二象限顺圆 +x F=F+2y+1 yiI i y#1y汁1 第四象限顺圆 -北 y
四象限圆弧逐点比较法插补计算公式 Fi0 Fi<0 进给方 向 误差计算 动点坐标 进给方 向 误差计算 动点坐标 第一象限顺圆 第三象限顺圆 第二象限逆圆 第四象限逆圆 -y +y -y +y Fi=Fi -2yi+1 xi+1=xi yi+1=yi -1 +x -x -x +x Fi=Fi+2xi+1 xi+1=xi+1 yi+1=yi 第一象限逆圆 第三象限逆圆 第二象限顺圆 第四象限顺圆 -x +x +x -x Fi=Fi -2xi+1 xi+1=xi -1 yi+1=yi +y -y +y -y Fi=Fi+2yi+1 xi+1=xi yi+1=yi+1
2,步进电机控制 步进电机是计算机控制系统常用的执行元 件，具有快速起停、精确步进的特点，并可直 接采用数字脉冲信号控制，而不需要进行AD 转换，因而为控制系统的设计带来极大的方便。 0 步进电机的工作原理 口步进电机的计算机控制
2. 步进电机控制 步进电机是计算机控制系统常用的执行元 件，具有快速起停、精确步进的特点，并可直 接采用数字脉冲信号控制，而不需要进行A/D 转换，因而为控制系统的设计带来极大的方便。 ❑ 步进电机的工作原理 ❑ 步进电机的计算机控制
步进电机的工作原理 在图8.25所示的步进电机中，转子上铣有40个矩形小齿，齿和槽宽度相 等，相邻两齿之间的夹角为9°；定子由六个磁极构成，它们均匀地分布在 定子的内圆周上，相邻磁极间夹角为60°，相对的两个磁极组成一相，共 有U、V、W三相。每个定子磁极上开有4个槽、5个齿，齿和槽等宽，相邻 齿间的夹角也是9°。如果以U相绕组通电(V相、W相不通电)而使转子的某 五个齿与U相定子磁极的齿对齐为初始状态，则因U相磁极与V相磁极机械 角度相差120°，而使转子的第120°/9°=13*1/3个齿（从处在U相磁极中心 线上的齿数起)正对准V相磁极，第13个齿顺时针落后V相磁极的中心线3°， 若此时突然变为V相通电、U相和W相不通电，则在兹场力的作用下，转子 的第13个齿要与V相磁极的中心线对齐，因此转子顺时针转动3°。 定子铁心 绕组 类似地，如果U相通电 转子铁心 N 时，突然变为W相通电 U相磁通 w, 则转子逆时针转动3°。 通电状态的改变可以在 任意一相进行，因此可 以在任一相改变转动方 向。 图8.25三相步进电机的结构示意图
步进电机的工作原理 在图8.25所示的步进电机中，转子上铣有40个矩形小齿，齿和槽宽度相 等，相邻两齿之间的夹角为9°；定子由六个磁极构成，它们均匀地分布在 定子的内圆周上，相邻磁极间夹角为60° ，相对的两个磁极组成一相，共 有U、V、W三相。每个定子磁极上开有4个槽、5个齿，齿和槽等宽，相邻 齿间的夹角也是9° 。 如果以U相绕组通电(V相、W相不通电)而使转子的某 五个齿与U相定子磁极的齿对齐为初始状态，则因U相磁极与V相磁极机械 角度相差120° ，而使转子的第120°/9°=13*1/3个齿(从处在U相磁极中心 线上的齿数起)正对准V相磁极，第13个齿顺时针落后V相磁极的中心线3° ， 若此时突然变为V相通电、U相和W相不通电，则在磁场力的作用下，转子 的第13个齿要与V相磁极的中心线对齐，因此转子顺时针转动3° 。 图8.25 三相步进电机的结构示意图 类似地，如果U相通电 时，突然变为W相通电， 则转子逆时针转动3° 。 通电状态的改变可以在 任意一相进行，因此可 以在任一相改变转动方 向
步进电机的厉动兹分配方式 三相三拍方式 这种方式每次只有一相定子绕组通电。 √三相六拍方式 这种方式中，通电次序为 U→UV→VVW→W→WU→U→..时，电机顺时针转 动；欲使电机逆时针转动，则通电次序为 U→UW→W→WV→V→VU→U→..。 √双三相三拍方式 这种方式每次都有两相通电，即顺 时针转动的通电次序为UV→VW→WU→UV→..， 逆时 针转动的通电次序为UV→WU→VW→UV→
步进电机的励磁分配方式 ✓ 三相三拍方式 这种方式每次只有一相定子绕组通电。 ✓ 三相六拍方式 这种方式中，通电次序为 U→UV→V→VW→W→WU→U→…时，电机顺时针转 动；欲使电机逆时针转动，则通电次序为 U→UW→W→WV→V→VU→U→… 。 ✓ 双三相三拍方式 这种方式每次都有两相通电，即顺 时针转动的通电次序为UV→VW→WU→UV→…，逆时 针转动的通电次序为UV→WU→VW→UV→…
步进电机的计算机控制 图8.26中，步进电机的输出控制接口电路的地址为 Motor一Port,U相、V相、W相定子绕组分别由Motor 一 Pot口的Do、D1、D2位控制。D,=0(0,1,2)则相应的相 断电，否则相应的相通电。 微型 计算机 教 CPU 接口电路 功率放大 步进电机 图8.26步进电机控制原理
步进电机的计算机控制 图8.26中，步进电机的输出控制接口电路的地址为 Motor－Port，U相、V相、W相定子绕组分别由Motor－ Port口的D0、D1、D2位控制。Di =0(i=0，1，2)则相应的相 断电，否则相应的相通电。 图8.26 步进电机控制原理
步进电机的计算机控制 计算机向Moor-Pot口送出的数据与定子通电/断电状态的关系 表。设插补器计算出的电机转向存放在内存Direct-单元、转速存放 在Speed单元，并把表8.9存放在内存Control-Table开始的单元o Direct单元值为O表示正转，反之为反转。按照地址递增或递减的方 式循环把通电状态表的内容输出到MOor-Pot口，就可以使电机正 转或反转。改变输出数据的时间间隔，则可以改变电机转速。 定时器中断取务程序 转速Speed为0？ N 舞D元et单元判斯方向 主程序开始 正转引 反转 变coun count-count+】 count-count-1 若c0ant=4, 者count=-l, 轴出Control-Table单元 划令count0 划◆count=3 内容到Motor-Pot口 输出(Control--Table+count)单元 Direct- 电机方向 朝Speed单元的内容设定 内暮到Mortor-Port口 Speed- 电机速度 定时都计数初值 count 运算报针 据Speed单元的内容散定 开定时器中断 定时器计数知值 Control-Table- 01H 02H 死循环 中斯返回 04H ()主程序框图 )定对器中断墨务程序框图 (©)内存分配图 图8,27步进电机控制软件框图
计算机向Motor-Port口送出的数据与定子通电/断电状态的关系 表。设插补器计算出的电机转向存放在内存Direct单元、转速存放 在Speed 单元，并把表8.9存放在内存 Control－Table 开始的单元。 Direct 单元值为0表示正转，反之为反转。按照地址递增或递减的方 式循环把通电状态表的内容输出到Motor-Port口，就可以使电机正 转或反转。改变输出数据的时间间隔，则可以改变电机转速。 图8.27 步进电机控制软件框图 步进电机的计算机控制