廣東工業(yè)大學(xué)數(shù)控實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

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數(shù)字控制技術(shù) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 廣東工業(yè)大學(xué) 2014.2 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)控機(jī)床操作與編程 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序并仿真加工，熟悉G代碼編程，掌握數(shù)控機(jī)床操作和編程方法，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 1、設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序 2、調(diào)試程序并仿真加工 三、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料： 1、微型計(jì)算機(jī) 2、GSK 928TE車床數(shù)控仿真軟件 四、實(shí)驗(yàn)方法、步驟 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介：系統(tǒng)可以輸入、運(yùn)行G代碼及廣州數(shù)控928TC的其它標(biāo)準(zhǔn)代碼； ，可以真實(shí)模擬928TC的車削效果。 1.1 GSK 928TE車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板說明： 按下功能鍵完成相應(yīng)功能，各鍵符號(hào)含義如下： 快速倍率增加 手動(dòng)方式中增大快速移動(dòng)速度倍率，自動(dòng)運(yùn)行中增大G00指令速度倍率。 快速倍率減小 手動(dòng)方式中減小快速移動(dòng)速度倍率，自動(dòng)運(yùn)行中減小G00指令速度倍率。 進(jìn)給倍率增加 手動(dòng)方式中增大進(jìn)給速度倍率，自動(dòng)運(yùn)行中增大G01指令速度倍率。 進(jìn)給倍率減小 手動(dòng)方式中減小進(jìn)給速度倍率，自動(dòng)運(yùn)行中減小G01指令速度倍率。 X軸回程序參考點(diǎn) 僅手動(dòng)/自動(dòng)工作方式下有效。 Z軸回程序參考點(diǎn) 僅手動(dòng)/自動(dòng)工作方式下有效。 X軸回機(jī)床參考點(diǎn) 僅手動(dòng)工作方式下有效。 （可由P12號(hào)參數(shù)的MZRO位選擇回機(jī)床參考點(diǎn)功能有效與否） Z軸回機(jī)床參考點(diǎn) 僅手動(dòng)工作方式下有效。 （可由P12號(hào)參數(shù)的MZRO位選擇回機(jī)床參考點(diǎn)功能有效與否） 向前翻頁：編輯/參數(shù)/刀偏工作方式中向前翻一頁檢索程序或參數(shù)，其他工作方式下，使液晶顯示器亮度增大。 向后翻頁：編輯/參數(shù)/刀偏工作方式中向后翻一頁檢索程序或參數(shù)，其他工作方式下，使液晶顯示器亮度減小 循環(huán)啟動(dòng)鍵 自動(dòng)運(yùn)行中啟動(dòng)程序，開始自動(dòng)運(yùn)行。 進(jìn)給保持鍵 手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行中電機(jī)減速停止，暫停運(yùn)行。 快速/進(jìn)給鍵 手動(dòng)運(yùn)行中進(jìn)行快速移動(dòng)速度與進(jìn)給速度的相互切換。 手動(dòng)步長選擇 在手動(dòng)單步/手輪工作方式中選擇單步進(jìn)給或手輪進(jìn)給的各級(jí)步長。 X軸手輪選擇 當(dāng)配置有電子手輪時(shí)，選擇X軸的移動(dòng)由電子手輪控制。（當(dāng)手輪控制有效時(shí)，與軸運(yùn)動(dòng)相關(guān)的其他控制鍵無效） 主軸正轉(zhuǎn) 主軸按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。（從電機(jī)軸向觀察） 主軸停止 主軸停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 主軸反轉(zhuǎn) 主軸按順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)。（從電機(jī)軸向觀察） 主軸換檔鍵 對(duì)安裝有多速主軸電機(jī)及控制回路的機(jī)床，選擇主軸的各檔轉(zhuǎn)速（最多16檔）。 換刀鍵 選擇與當(dāng)前刀號(hào)相鄰的下一個(gè)刀號(hào)的刀具。 系統(tǒng)復(fù)位鍵 系統(tǒng)復(fù)位時(shí)所有軸運(yùn)動(dòng)停止。輔助功能無效，呈初始上電狀態(tài)。 1.2 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo) 圖1 X—Z直角坐標(biāo)系 系統(tǒng)對(duì)可控制的兩個(gè)坐標(biāo)軸定義為X、Z軸，兩個(gè)坐標(biāo)軸相互垂直構(gòu)成X—Z平面直角坐標(biāo)系.如圖1 X坐標(biāo)：X坐標(biāo)定義為與主軸旋轉(zhuǎn)中心線相垂直，X正方向?yàn)榈毒唠x開主軸旋轉(zhuǎn)中心方向。 Z坐標(biāo)：Z坐標(biāo)定義為與主軸旋轉(zhuǎn)中心線重合，Z正方向?yàn)榈毒哌h(yuǎn)離主軸箱方向。 1.2.1 機(jī)械原點(diǎn) 機(jī)械原點(diǎn)為機(jī)床上固定位置的一點(diǎn)，設(shè)置在 X 軸和 Z 軸的正方向最大行程處，并安裝相應(yīng)的機(jī)械原點(diǎn)開關(guān)。 1.2.2 編程坐標(biāo) 本系統(tǒng)編程可用絕對(duì)坐標(biāo)（X、Z 字段），相對(duì)坐標(biāo)（U、W 字段）或混合坐標(biāo)（X/W、U/Z 字段）進(jìn)行編程。對(duì)于X軸坐標(biāo)，本系統(tǒng)使用直徑編程（所有X軸方向的尺寸和參數(shù)均用直徑量表示）。 1.2.3 絕對(duì)坐標(biāo)值 絕對(duì)坐標(biāo)值是距坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，也即是刀具移動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置，如圖2。 刀具從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，用B點(diǎn)坐標(biāo)值表示．其指令為： X50 Z70 1.2.4 相對(duì)坐標(biāo)值 相對(duì)坐標(biāo)值是前一個(gè)位置到后一個(gè)位置的距離，即刀具實(shí)際移動(dòng)的距離，如圖3。 刀具從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)用相對(duì)坐標(biāo)表示指令為：U-30 W-40(X方向?yàn)橹睆骄幊? 圖2 絕對(duì)坐標(biāo) 圖3 相對(duì)坐標(biāo)值 1.2.5 混合坐標(biāo) 根據(jù)編程中的計(jì)算方便以及編程者的習(xí)慣,系統(tǒng)允許相對(duì)坐標(biāo)和絕對(duì)坐標(biāo)混合使用．但應(yīng)注意同一個(gè)程序段中，同一坐標(biāo)軸只能用一種表示方法，即可以使用 X、W 或 U、Z 表示，而不能使用 X、U 或 Z、W。刀具從圖3中A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)X使用絕對(duì)坐標(biāo), Z使用相對(duì)坐標(biāo)指令如下： X50 W-40 1.3 工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系就是以工件上某一點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸，分別與X、Z軸平行且方向相同。工件坐標(biāo)系一旦建立，以后編程的所有絕對(duì)坐標(biāo)值都是在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。工件坐標(biāo)系的Z軸設(shè)定在工件的旋轉(zhuǎn)中心上，而工件坐標(biāo)系的X軸則可根據(jù)習(xí)慣將其定義在卡盤端面或工件的端面如圖4所示。 在編程時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，選定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)也即是工件圖紙上的編程原點(diǎn)和數(shù)控系統(tǒng)指令的坐標(biāo)原點(diǎn)。通過設(shè)置工件坐標(biāo)即可建立工件坐標(biāo)系。 圖4 工件坐標(biāo)系 1.4 參考點(diǎn) 參考點(diǎn)即是操作者自己確定的一個(gè)安全、方便的位置。機(jī)床上的任何位置都可以設(shè)置成參考點(diǎn)。通常是將參考點(diǎn)設(shè)定在一個(gè)安全的位置。 參考點(diǎn)一旦確定，在手動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)行方式中，都可以使用回參考點(diǎn)功能使刀具回到參考點(diǎn)。即使斷電，參考點(diǎn)仍然記憶有效。但如果使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)，則可能會(huì)因?yàn)橹匦律想娨螂姍C(jī)抖動(dòng)而產(chǎn)生微小誤差，為保證精度應(yīng)執(zhí)行一次回參考點(diǎn)操作。在數(shù)控系統(tǒng)第一次通電初始化后，沒有設(shè)置程序參考點(diǎn)的情況下，參考點(diǎn)自動(dòng)設(shè)置成X=150 Z=150。 圖5 G26 返回參考點(diǎn) 2. 指令代碼及其功能 Ｇ功能代碼 ：Ｇ功能定義為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式，由字符Ｇ及后面兩位數(shù)字構(gòu)成，GSK928TE數(shù)控系統(tǒng)所用Ｇ功能代碼如下表所示。 注1：表中帶 *指令為模態(tài)指令，即在沒有指定其它G指令的情況下一直有效。 注2：表中指令在每個(gè)程序段只能有一個(gè)G04之外的G代碼，僅G04指令可和其它G代碼在同一程序段中出現(xiàn)。 注3：通電及復(fù)位時(shí)系統(tǒng)處于G00,G98狀態(tài)。 Ｍ功能 — 輔助功能：來控制機(jī)床的加工程序的運(yùn)行順序，Ｍ功能由地址符Ｍ后跟兩位整數(shù)構(gòu)成，GSK928TE數(shù)控系統(tǒng)所使用Ｍ功能如下所示 注1．每個(gè)程序段只能有一個(gè)M代碼，前導(dǎo)0可省略。 注2．在M指令與G指令同在一個(gè)程序段中時(shí)按以下順序執(zhí)行 M03、M04、M08優(yōu)先于G指令執(zhí)行 M00、M02、M05、M09、M20、M30后于G指令執(zhí)行 M21、M22、M23、M24、M25、M92、M93、M94、M97、M98、M99 只能單獨(dú)在一個(gè)程序段內(nèi)不能與其它G指令或M指令共一段。 注3．M91、M92、M93、M94指令中的地址P可以省略。 T功能 — 刀具功能：本系統(tǒng)可控4工位電機(jī)刀架，設(shè)置換刀及刀具補(bǔ)償功能。 指令格式： Ｔａｂ 其中 a：表示需要的刀具號(hào)范圍為０－４ 。a為0時(shí)表示不換刀只進(jìn)行刀具補(bǔ)償。１－４ 對(duì)應(yīng)四工位電動(dòng)刀架上的四把刀。 B：表示刀具補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)的編號(hào)。對(duì)應(yīng)刀偏參數(shù)中的刀偏的組號(hào)。在T指令中如ｂ＝０則表示撤消刀偏補(bǔ)償。 在有刀具偏置情況下，回程序起點(diǎn)或執(zhí)行G26、G27、G29指令時(shí)均撤消刀具偏置。 四．實(shí)驗(yàn)方法 1. 進(jìn)入編輯工作方式 按編輯鍵進(jìn)入編輯工作方式，顯示當(dāng)前程序所存儲(chǔ)的全部零件程序的程序名，當(dāng)前程序所包含的字節(jié)數(shù)以及系統(tǒng)可用的存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)等，顯示畫面如圖6所示。 圖 6 圖 7 2. 新零件程序的建立 (1)在零件程序目錄檢索狀態(tài)按輸入鍵。 (2)從鍵盤輸入兩位程序目錄清單中不存在的程序號(hào)作為新程序號(hào)。如圖6所示。 (3)按 Enter 鍵。系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入程序編輯狀態(tài)。如圖7所示。 3. 刪除零件程序 (1)在零件程序目錄檢索狀態(tài)按輸入鍵。 (2)從鍵盤輸入需要?jiǎng)h除的程序號(hào)。 (3)按刪除鍵，系統(tǒng)顯示確認(rèn)？ 按 Enter 鍵刪除輸入程序號(hào)的零件程序。 (4)按其它任一鍵取消刪除操作。 4. 選擇零件程序 (1)在零件程序目錄檢索狀態(tài)按輸入鍵。 (2)從鍵盤輸入需要選擇的程序號(hào)，按 Enter 鍵。 (3) 完成零件程序的選擇并顯示零件程序內(nèi)容，進(jìn)入編輯工作狀態(tài)，如圖8所示。 圖8 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 輸入新程序: 編輯→輸入→鍵入程序號(hào)→輸入程序代碼(程序會(huì)自動(dòng)保存) 2. 調(diào)用已有程序: 編輯→輸入→鍵入已保存的程序號(hào) 3. 仿真加工設(shè)置: 設(shè)置毛胚尺寸、刀具、顯示加工速度。 4. 確定工件坐標(biāo)系： 1） 選擇毛胚尺寸，在機(jī)床上裝夾好工件，選擇一把刀。 2） 在手動(dòng)方式下移動(dòng)刀具，在工件上切出一個(gè)小臺(tái)階（參考工件圖尺寸）。 3） 測量所切出的臺(tái)階的直徑，按“輸入”鍵，屏幕顯示“設(shè)置”再按X鍵顯示“設(shè)置X” 輸入測量出的直徑值，按“回車”鍵，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置好X 軸方向的工件坐標(biāo)。如按ESC 則取消設(shè)置。 4） 在X 軸不移動(dòng)的情況下手動(dòng)移動(dòng)刀具沿Z 方向?qū)⒌毒咭苿?dòng)到工件的外端面輸入測量出Z的數(shù)據(jù)，按“回車” 鍵，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置Z 軸方向的工件坐標(biāo)。 不設(shè)置工件坐標(biāo)系，則當(dāng)前顯示的坐標(biāo)值與當(dāng)前刀具實(shí)際位置會(huì)有偏差，在系統(tǒng)初始化后進(jìn)行一次，以后可以不用設(shè)置。 5．連續(xù)自動(dòng)仿真加工時(shí)：自動(dòng) → 6．單段仿真加工：自動(dòng) →單段 → ，每按一次運(yùn)行一段程序 此時(shí)，在屏幕上可查看到加工指令執(zhí)行情況、刀具路徑及加工過程。 切削實(shí)例一（圖9） 圖9 N0000 G50 X100 Z10 ；設(shè)立工件坐標(biāo)系，定義對(duì)刀點(diǎn)的位置 N0010 G00 X16 Z2 M03 ；移到倒角延長線，Z軸2mm處 N0020 G01 U10 W-5 F300 ；倒3x45角 N0030 Z-48 ；加工ф26外圓 N0040 U34 W-10 ；切第一段錐 N0050 U20 Z-73 ；切第二段錐 N0060 X90 ；退刀 N0070 G00 X100 Z10 ；回 對(duì)刀點(diǎn) N0080 M05 ；主軸停 N0090 M30 ；主程序結(jié)束并復(fù)位 切削實(shí)例二（圖10） M98 M99 調(diào)用子程序切削示例： 圖10 N 0010 G50 X100 Z50 N0020 M03 S1 N0030 G0 X50 Z1 F500 N0040 M98 P0060 L5 ；調(diào)用子程序 N0050 M97 P0130 ；程序轉(zhuǎn)移 N0060 G0 U-4 ；子程序 N0070 G01 Z-10 F80 N0080 U20 Z-25 N0090 Z-35 N0100 G0 U2 Z1 N0110 U-22 N0120 M99 N0130 G0 X100 Z50 N0140 M05 N0150 M02 ；主程序結(jié)束 執(zhí)行到Ｎ0040時(shí)調(diào)用子程序，執(zhí)行Ｎ006 0－Ｎ0120五次，然后執(zhí)行N0050 時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到N0130，直到程序結(jié)束。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 要求采用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)報(bào)告（16開），如打印應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告書的版頭（A4紙）。 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 2．實(shí)驗(yàn)方案 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 4．結(jié)論 5．問題與討論 六、思考題 如何修改實(shí)驗(yàn)參考程序，使得加工后的工件改變形狀 實(shí)驗(yàn)二 數(shù)控編程生成仿真加工 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)編程的方法，有效地幫助學(xué)生在編制數(shù)控程序時(shí)利用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，增強(qiáng)對(duì)數(shù)控技術(shù)課程的知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，通過設(shè)計(jì)數(shù)控加工工件，仿真加工并生成3B代碼或ISO-G代碼的數(shù)控程序，掌握數(shù)控編程方法，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 1． 設(shè)計(jì)數(shù)控加工工件 2． 軟件仿真加工，生成數(shù)控程序。 三、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料： 1．微機(jī) 2．?dāng)?shù)控仿真軟件 四、實(shí)驗(yàn)方法、步驟 Super A P T軟件的操作 Super APT系統(tǒng)在西文DOS下實(shí)現(xiàn)全漢字下拉式菜單，并配以彈出式信息交換窗口，在微機(jī)上都可以運(yùn)行，界面友好，方便易用。 1．Super APT軟件功能組成 Super A P T系統(tǒng)的主菜單有七個(gè)菜單項(xiàng)，分別對(duì)應(yīng)是子菜單輸入、圖形處理、編程、仿真加工、通訊、系統(tǒng)設(shè)置、退出等七大子功能。 2． 屏幕各區(qū)劃分 Super A P T系統(tǒng)把屏幕劃分成幾個(gè)區(qū)域，以方便操作，屏幕主要被劃分成三個(gè)部分。屏幕頂部一行，為主菜單。屏幕底部一行為提示行。屏幕中部為顯示繪圖區(qū)，在顯示圖形數(shù)據(jù)、程序時(shí)為顯示區(qū)，當(dāng)處于繪圖和讎仿真加工狀態(tài)時(shí)為繪圖區(qū)。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入時(shí)，顯示繪圖左邊作為數(shù)據(jù)顯示區(qū)，右邊作為數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)。 3．零件圖的描述 程序要求只輸入最低限度的數(shù)據(jù)，且盡可能直接采用設(shè)計(jì)圖紙上繪出的數(shù)據(jù)，并要求這些數(shù)據(jù)能描述出唯一的幾何圖形。對(duì)于需要進(jìn)行對(duì)稱、平移和旋轉(zhuǎn)處理的圖形，只需要輸入基本幾何參數(shù)，再進(jìn)行對(duì)稱、平移和旋轉(zhuǎn)處理即可。 Super APT軟件在處理平面的幾何圖形時(shí)，將所有的二維幾何圖形看作是由一系列的過渡圓與公切線組成的。因此，只要將這些過渡圓圓心位置及半徑(包括用正、負(fù)表示的順逆方向)給定，這個(gè)圖形就被唯一地確定下來。所有的交點(diǎn)認(rèn)為是半徑為零的圓，而圓圓相切則被認(rèn)為是切線長度為零的特殊情況。 所有圓的切線都不需要輸入，只要把過渡圓弧的圓心座標(biāo)、半徑及順逆方向輸入即可，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)求出切線。另外，需要注意的是，兩直線的交點(diǎn)、直線和圓的交點(diǎn)、圓和圓的交點(diǎn)應(yīng)看作半徑為零的過渡圓輸入，不能遺漏。本系統(tǒng)約定，當(dāng)輸入過渡圓弧半徑時(shí)，需要帶有正負(fù)號(hào)，以表示此過渡圓弧的順逆方向，其中， “正”表示逆時(shí)針走過的圓；“負(fù)”表示顧時(shí)針走過的圓。 在輸入每個(gè)圖形之前，都要按一定的切割路線，將所有過渡圓弧按次序先后縮排好序號(hào)，但這此序號(hào)可以是不按顧序連續(xù)輸入的 由于系統(tǒng)支持非閉合曲線的自動(dòng)編程，因此，某一閉合曲線，起始序號(hào)的過渡圓弧半徑為零時(shí)，請?jiān)谒羞^渡圓弧之后，附加輸入一個(gè)與起始序號(hào)圓弧一樣的過渡圓弧。 4．系統(tǒng)的啟動(dòng) 在DOS操作系統(tǒng)提示符下鍵入： C>SAPT 則可進(jìn)入super APt系統(tǒng)，按Esc或F10鍵，可激活下拉菜單，再按一下，則返回。 5．輸入圖形的操作 激活菜單，選擇輸入新圖，按Enter鍵。系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入框于屏冪右邊，左邊用于已輸入的過渡圓的顯示。 編輯鍵功能如下： → ← 左、右移動(dòng)光標(biāo)， ↑↓ 上、下切換不同字段。 Home 移到字符串開頭。 End 光標(biāo)移動(dòng)到字符串結(jié)尾。 Del 刪除光標(biāo)所在的字符。 In8 插入、改寫狀態(tài)切換。 Enter 結(jié)束本字段的輸入。 如果在要求輸入序號(hào)時(shí)，按下Esc鍵，則系統(tǒng)退出輸入狀態(tài)，返回到顯示和編輯狀態(tài)。 操作步驟 1）輸入過渡圓弧序號(hào)：系統(tǒng)首先檢查該過渡圓弧序號(hào)是否原來已經(jīng)輸入了數(shù)據(jù)，如果是，則彈出警告框，報(bào)告此情況，詢問是否把原數(shù)據(jù)覆蓋掉。如果回答“確定”，則刪除原來的數(shù)據(jù)；如果回答“放棄”，則要求重新輸入序號(hào)。 2）選擇輸入方式：用6種不同的輸入方式可以輸入過渡圓弧的圓心座標(biāo)。通過上、下光標(biāo)鍵進(jìn)行選擇，Enter鍵進(jìn)行確認(rèn)，或者直接按下對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵直接選擇。 3）輸入?yún)?shù)：輸入后，系統(tǒng)計(jì)算座標(biāo)后，在屏幕的左邊顯示出過渡圓弧的圓心座標(biāo)，圓弧半徑。并要求輸入下一個(gè)過渡圓弧的序號(hào)，如果輸入已經(jīng)完成，可按Esc鍵退出。這里要注意的是，輸入圓弧半徑時(shí)，要根據(jù)順逆方向，帶符號(hào)輸入。 當(dāng)按Esc鍵退出輸入狀態(tài)后，系統(tǒng)處于翻滾顯示及編輯狀態(tài)，你可以看到在第一個(gè)過渡圓弧數(shù)據(jù)上的光條光標(biāo)，按上、下光標(biāo)鍵，可以移動(dòng)光條。當(dāng)按Del鍵時(shí)，光條所在的過渡圓弧數(shù)據(jù)將被刪除。當(dāng)按下Enter鍵時(shí)，系統(tǒng)重新回到輸入狀態(tài)。 6．圖形輸入過程的一些約定 1) 過渡圓弧半徑 過渡圓半徑輸入時(shí)，要分清順、逆方向。順圈取負(fù)值，逆圓職正值。 2) 其他圓的半徑 在求過渡圓圓心座標(biāo)過程中線圓相交的圓圓相交的圓，輸入半徑時(shí)，不須區(qū)分順圓和逆圓，半徑取正值。 3）I直線與圓的交點(diǎn) 由于直線與圓相交有兩個(gè)交點(diǎn)，要唯一確定一個(gè)交點(diǎn)，必須輸入附件的信息本系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)交點(diǎn)作左、右區(qū)分。交點(diǎn)的左右之分是從圓心沿法線方向向直線看去。左邊的交點(diǎn)為左，右邊的交點(diǎn)為右。如圖8所示。 4) 圓與圓的交點(diǎn) 兩圓相交的交點(diǎn)左右之分是由先輸入的第一個(gè)圓的圓心向第二個(gè)圓的圓心看去，左邊的交點(diǎn)為左，右邊的交點(diǎn)為右。如圖9所示。 5) 直線的偏移量 如圖l0所示，當(dāng)向坐標(biāo)軸正半軸偏移，取正值，否則取負(fù)值。 7．圖形輸入的其他菜單項(xiàng)使用 I) 數(shù)據(jù)顯示 在下拉菜單中選擇數(shù)據(jù)顯示項(xiàng)，或直接按F4熱鍵，系統(tǒng)進(jìn)入翻滾顯示及編輯狀態(tài)?？梢陨舷路瓭L圖形數(shù)據(jù)，并可以刪除，插入，修改圖形數(shù)據(jù)。按Esc鍵退出。 2) 裝入舊圖 在下拉菜單中選擇裝入舊圖，或直接按F3鍵，系統(tǒng)提示輸入文件名，輸入正確文件名后，系統(tǒng)裝入存盤數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示出來。 3) 圖形存盤 在下拉菜單中選擇圖形存盤，或直接按F2熱鍵，輸入文件名。 8．圖形處理的使用 1）繪圖 從下拉式菜單中選擇，或按F2進(jìn)入繪圖狀態(tài)，系統(tǒng)先計(jì)算出每一段圓弧或直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后在屏幕上繪畫出來，用以驗(yàn)證圖形數(shù)據(jù)輸入的正確性。 2)刀具補(bǔ)償 在下拉菜單中選擇刀具補(bǔ)償，或按熱鍵F7，系統(tǒng)提示輸入刀具補(bǔ)償半徑，此值應(yīng)輸入總的補(bǔ)償量，系統(tǒng)先用黃色繪出原零件形狀，然后進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，求出補(bǔ)償后的圖形數(shù)據(jù)，并用白色把補(bǔ)償后的刀具中心軌跡繪制出來。對(duì)補(bǔ)償結(jié)果是否滿意，按Enter鍵，表示確認(rèn)補(bǔ)償則顯示補(bǔ)償后的圖形數(shù)據(jù)。否則，放棄補(bǔ)償結(jié)果。 3)補(bǔ)償數(shù)據(jù) 以下拉菜單選擇，顯示經(jīng)過補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)，如未補(bǔ)償，會(huì)顯示出錯(cuò)誤信息。 9．編程功能的使用 1)生成顯示 系統(tǒng)默認(rèn)為3B格式，如果設(shè)置按刀補(bǔ)后數(shù)據(jù)生成程序，則在使用此功能之前先進(jìn)行刀具補(bǔ)償，并必須確認(rèn)補(bǔ)償后才可使用。如果想生成G代碼格式的程序，請用設(shè)置功能改變。 2)裝入程序、程序存盤 此功能與裝入和取回圖形數(shù)據(jù)類似，但輸入文件名時(shí)最好加入相應(yīng)的擴(kuò)展名，如3 B，G等，以示區(qū)別，也避免覆蓋掉圖形數(shù)據(jù)。 10．仿真加工 1) 仿真加工 本系統(tǒng)的仿真加工分為兩種方式，其一是按刀補(bǔ)數(shù)據(jù)仿真加工；其二是按原始數(shù)據(jù)仿真加工。其設(shè)置直接取決于程序生成的方式。也就是說，仿真加工是程序的仿真運(yùn)行。必須先進(jìn)行刀具補(bǔ)償后，才可以仿真加工。 仿真加工過程中，屏幕上以一個(gè)小圓球代表刀具的截面，留下運(yùn)動(dòng)過的包絡(luò)線的軌跡，當(dāng)仿真加工完成后，屏幕上就留下了以顏色表示的工件的切削部分。最后系統(tǒng)重新以原始圖形數(shù)據(jù)，用黃色畫出原工件形狀，以核對(duì)加工的結(jié)果是否與圖紙相符。仿真加工的比例也會(huì)因繪圖比例的改變而放大或縮小。 2)系統(tǒng)退出 (i)暫時(shí)回到DOS 選擇退出可以暫時(shí)返回DOS，要返回自動(dòng)編程時(shí)，鍵入“EXIT”即可。 (ii)完全退出：選擇完全退出，或按熱鍵，Alt不放，再按x鍵退出系統(tǒng)。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1要求采用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)報(bào)告書（16開）。如打印也應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告書的版頭（A4紙）。 2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1）設(shè)計(jì)的工件圖 2）生成的G代碼程序 4．問題與討論 實(shí)驗(yàn)三 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握數(shù)控機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，熟悉單片微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的外部擴(kuò)展及步進(jìn)電機(jī)的控制。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 1．設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)接口框圖 2．參考相應(yīng)程序控制數(shù)控工作臺(tái)。修改、調(diào)試程序改變數(shù)控工作臺(tái)工作狀態(tài)。 三、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料： 1．AMC51單片機(jī)綜合開發(fā)裝置一臺(tái) 1． PC微機(jī)一臺(tái) 2． XY數(shù)控工作臺(tái)，連接線若干 四、實(shí)驗(yàn)方法、步驟 實(shí)驗(yàn)方法 1．跳線設(shè)定 串行顯示： 1. J4: LED_DATA→RXD 2. J5: LED_CLOCK→TXD 2． 功能 模式 K1(P2.0) K2(P2.1) K3(P2.2) K4(P2.3) 模式1： Y_DN Y_UP X_DN X_UP (UP：正轉(zhuǎn)，DN：反轉(zhuǎn)) 模式2： XY_DN XY_UP XU_YD XD_YU 模式3： 步數(shù)加1 步數(shù)加10 步數(shù)加100 步數(shù)加1000 K5：模式選擇；(１、2、3三種) K6：轉(zhuǎn)速選擇（共五檔：1：2Hz；2：10Hz；3：50Hz；4：250Hz；5：500Hz。） 3． 控制位注釋： XP,YP 為1時(shí)：X,Y軸反轉(zhuǎn)，反之正轉(zhuǎn)； XW,YW 為1時(shí)：X,Y轉(zhuǎn)動(dòng)，反之不轉(zhuǎn)。 4．顯示：4位數(shù)碼管：顯示設(shè)定步數(shù)（10進(jìn)制）。 5．備注： 擴(kuò)展端口的輸出選通：（74LS273脈沖上升沿選通） 初始化：CLR P2.6 CLR P3.6 ┊ 中斷： CLR P2.6 （形成一脈沖上升沿） ┊ SETB P2.6 6. 硬件連線圖：實(shí)驗(yàn)中用的是２相步進(jìn)電機(jī)。CP+：脈沖，CP-：接地，DIR+：（1：正轉(zhuǎn)，0：反轉(zhuǎn)）。DIR-：接地。 實(shí)驗(yàn)步驟 1、利用開發(fā)環(huán)境編譯（參考單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書） 2、下載程序 將調(diào)試好的程序下載到目標(biāo)板上運(yùn)行看結(jié)果。 1)雙擊桌面的“Easy 51Pro”圖標(biāo)：進(jìn)入Easy 51Pro V2.0操作界面。 2)單擊操作欄的 “檢測芯片”，如果操作正確，會(huì)提示：檢測到芯片和編程電壓。 3)單擊操作欄的 “（自動(dòng)）打開文件”：馬上彈出對(duì)話框。 4)選擇路徑（選擇要下載的HEX文件所在的文件夾），并更改“文件類型”為 “intel HEX文件”，并選中要下載的HEX文件。 5)單擊操作欄的 “自動(dòng)完成”，把HEX文件下載到芯片。如果成功下載，則會(huì)提示0個(gè)錯(cuò)誤。下載程序的過程中，下載開關(guān)旁邊的紅色LED將會(huì)發(fā)亮，表示正在下載程序。 3、調(diào)試 a:全速運(yùn)行 b:單步 C:自動(dòng)單步 d:設(shè)斷點(diǎn) 在調(diào)試中,有時(shí)需要把程序分成幾塊來調(diào)試, 這時(shí)候就需用到斷點(diǎn)。在“斷點(diǎn)”窗口，或者在源文件窗口中光標(biāo)所在行按右鍵設(shè)置,設(shè)置好以后,如全速運(yùn)行,遇到斷點(diǎn)停。 4． 程序調(diào)試 先用K5調(diào)到Mode2按K1到K4設(shè)定要走的步數(shù)，轉(zhuǎn)入Mode0或1按K1到K4選擇步進(jìn)電機(jī)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向（單向運(yùn)動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)），并利用K6進(jìn)行調(diào)速。 觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，修改程序調(diào)試并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 參考源程序： DISP0 EQU 39H ；顯示緩沖區(qū)0 DISP1 EQU 3AH ；顯示緩沖區(qū)1 DISP2 EQU 3BH ；顯示緩沖區(qū)2 TCER EQU 40H ；2ms計(jì)數(shù)單元 TCER1 EQU 41H ；100ms計(jì)數(shù)單元 XSTAT EQU 52H ；X狀態(tài)字 YSTAT EQU 53H ；Y狀態(tài)字 SM_OUT EQU 55H ；輸出狀態(tài) SM_OUTX EQU 65H ；輸出狀態(tài) SM_OUTY EQU 75H ；輸出狀態(tài) SPEED EQU 56H ；速度檔次 SDATA EQU 57H ；速度值 STEPH EQU 58H ；步數(shù)高位 STEPL EQU 59H ；步數(shù)低位 MODE EQU 60H ；模式狀態(tài) STEPX EQU 61H ；步數(shù)值緩沖區(qū) STATE EQU 62H ；運(yùn)動(dòng)方向狀態(tài) DIRLOP EQU 63H ；顯示循環(huán)次數(shù)區(qū) XP EQU 02H ；X軸方向位 YP EQU 03H ；Y軸方向位 XW EQU 04H ；X軸工作 YW EQU 05H ；Y軸工作 RUN EQU 06H ；運(yùn)行控制位 ORG 0000H START: AJMP MAIN ORG 000BH ；定時(shí)器0中斷 AJMP TINT0 ；驅(qū)動(dòng)脈沖控制 ORG 001BH ；定時(shí)器1中斷 AJMP TINT1 ；定時(shí)顯示控制 ORG 0030H ；程序初始化 MAIN: MOV R0,#39H MAIN_0: MOV @R0,#0 INC R0 CJNE R0,#41H,MAIN_0 MOV XSTAT,#0 MOV YSTAT,#0 MOV SM_OUT,#0 MOV SM_OUTX,#0 MOV SM_OUTY,#0 MOV SDATA,#0 MOV STEPH,#0 MOV STEPL,#0 MOV SPEED,#0 MOV MODE,#0 MOV TCER1,#0 MOV STATE,#0 CLR XW CLR YW CLR RUN CLR P2.6 ；關(guān)閉擴(kuò)展端口 CLR P3.6 MOV TMOD,#11H ；設(shè)定兩個(gè)計(jì)數(shù)器的工作方式 MOV IE,#10011010B ；設(shè)置中斷 MOV SCON,#0 ；設(shè)置串口工作方式（顯示） MOV IP,#02H ；設(shè)置T0為中斷優(yōu)先 MOV TH0,#0FCH ；讓T0定時(shí)2ms MOV TL0,#18H MOV TH1,#0ECH ；讓T0定時(shí)100ms MOV TL1,#78H SETB TR0 ；啟動(dòng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器 SETB TR1 MAIN_1: ACALL KEY ；調(diào)用鍵盤子程序 NOP NOP SJMP MAIN_1 TINT1: MOV TH1,#0ECH ；定時(shí)中斷1程序，定時(shí)顯示 MOV TL1,#78H PUSH ACC PUSH PSW ACALL TRANS ACALL DISP POP PSW POP ACC RETI KEY: MOV P2,#0FFH ；檢測有否鍵按下 NOP NOP JNB P2.0,K1 JNB P2.1,K2 JNB P2.2,K3 JNB P2.3,K4 JNB P2.4,K5 JNB P2.5,K6GO KBACK: RET K6GO: LJMP K6 K1: ACALL DL10MS ；K1鍵功能 JB P2.0,KBACK J1: JNB P2.0,J1 MOV A,MODE ；在模式3時(shí)步數(shù)加1 CJNE A,#2,K11 MOV STEPX,#1 LJMP ADD1 K11: SETB RUN ；啟動(dòng)運(yùn)行控制位 CJNE A,#0,KEYB_1GO ；模式2時(shí)跳入鍵功能1 LJMP KEYB_6 ；模式1時(shí)跳入鍵功能6 KEYB_1GO:LJMP KEYB_1 K2: ACALL DL10MS ；K2鍵功能 JB P2.1,KBACK J2: JNB P2.1,J2 MOV A,MODE ；模式3時(shí)步數(shù)加10 CJNE A,#2,K21 MOV STEPX,#10 LJMP ADD1 K21: SETB RUN CJNE A,#0,KEYB_7GO ；模式2時(shí)跳入鍵功能7 LJMP KEYB_4 ；模式1時(shí)跳入鍵功能4 KEYB_7GO:LJMP KEYB_7 K3: ACALL DL10MS ；K3鍵功能 JB P2.2,KBACK J3: JNB P2.2,J3 MOV A,MODE ；模式3時(shí)步數(shù)加100 CJNE A,#2,K31 MOV STEPX,#100 LJMP ADD1 K31:SETB RUN CJNE A,#0,KEYB_3 ；模式2時(shí)跳入鍵功能3 LJMP KEYB_8 ；模式1時(shí)跳入鍵功能8 K4: ACALL DL10MS ；K4鍵功能 JB P2.3,KBACK J4: JNB P2.3,J4 MOV A,MODE ；模式3時(shí)步數(shù)加1000 CJNE A,#2,K41 LJMP ADD2 K41:SETB RUN CJNE A,#0,KEYB_9GO ；模式2時(shí)跳入鍵功能9 LJMP KEYB_2 ；模式1時(shí)跳入鍵功能2 KEYB_9GO: LJMP KEYB_9 K5: ACALL DL10MS ;K5鍵功能 JB P2.4,KBACK J5: JNB P2.4,J5 MOV STATE,#0 ；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)清零 CLR RUN ；控制位清0 MOV A,MODE ；改變控制模式 ADD A,#1 CJNE A,#2,K52 ；模式3時(shí)步數(shù)清零 MOV STEPL,#0 MOV STEPH,#0 MOV STEPX,#0 K52: CJNE A,#3,K51 MOV A,#0 K51: MOV MODE,A ；清空輸出狀態(tài) CLR XW CLR YW MOV SM_OUT,#0 MOV SM_OUTX,#0 MOV SM_OUTY,#0 RET K6: ACALL DL10MS ；K6鍵功能 JB P2.5,KBACK1 J6: JNB P2.5,J6 MOV A,SPEED ；改變轉(zhuǎn)速 ADD A,#1 CJNE A,#5,K61 MOV A,#0 K61: MOV SPEED,A MOV DPTR,#TABSP ；查找轉(zhuǎn)速定時(shí)控制值 MOVC A,@A+DPTR MOV SDATA,A KBACK1: RET KEYB_1: SETB XW ；X,Y軸都正向運(yùn)動(dòng) CLR XP SETB YW CLR YP MOV STATE,#5 RET KEYB_2: CLR XW ；Y軸反向運(yùn)動(dòng) SETB YW SETB YP MOV STATE,#4 RET KEYB_3: SETB XW ；X軸正向，Y軸反向運(yùn)動(dòng) CLR XP SETB YW SETB YP MOV STATE,#7 RET KEYB_4: SETB XW ；X軸反向運(yùn)動(dòng) SETB XP CLR YW MOV STATE,#2 RET KEYB_6: SETB XW ；X軸正向運(yùn)動(dòng) CLR XP CLR YW MOV STATE,#1 RET KEYB_7: SETB XW ；X,Y軸都反向運(yùn)動(dòng) SETB XP SETB YW SETB YP MOV STATE,#6 RET KEYB_8: CLR XW ；Y軸正向運(yùn)動(dòng) SETB YW CLR YP MOV STATE,#3 RET KEYB_9: SETB XW ；X軸反向，Y軸正向運(yùn)動(dòng) SETB XP SETB YW CLR YP MOV STATE,#8 RET ADD1: MOV A,STEPL ；步數(shù)加法程序1（雙字節(jié)） CLR C ADD A,STEPX MOV STEPL,A MOV A,STEPH ADDC A,#0 MOV STEPH,A RET ADD2: MOV A,STEPL ；步數(shù)加法程序2（雙字節(jié)） CLR C ADD A,#232 MOV STEPL,A MOV A,STEPH ADDC A,#3 MOV STEPH,A RET DELAY: MOV 70H,#0FFH ；鍵盤防抖動(dòng)延時(shí)子程序 DELAY1: DJNZ 70H,DELAY1 RET DL10MS: MOV 71H,#14H ；20ms延時(shí)程序 DL10MS1: ACALL DELAY DJNZ 71H,DL10MS1 RET TINT0: MOV TH0,#0FCH ；定時(shí)中斷0程序 MOV TL0,#18H PUSH ACC PUSH PSW PUSH 01H CLR P2.6 ；擴(kuò)展端口選通（輸出低電平） CLR P3.6 ；74LS273需脈沖上升懸選通 INC TCER MOV A,TCER CJNE A,SDATA,TINT0R ；轉(zhuǎn)速控制 MOV TCER,#0 JNB RUN,TINT0R ；判斷控制位是否為1 MOV A,STEPL ；判斷步數(shù)寄存器內(nèi)容是否為1 JNZ TNT MOV A,STEPH JZ TINT0R TNT: DJNZ STEPL,MOTO ；步數(shù)寄存器內(nèi)容減1并跳入電機(jī)驅(qū)動(dòng) MOV A,STEPH JZ MOTO MOV STEPL,#0FFH DJNZ STEPH,TNT ；檢查步數(shù)寄存器高字節(jié)是否為0 MOTO: JNB XW,TINT_1 ；判斷進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 ACALL XPD ；進(jìn)入X軸驅(qū)動(dòng)程序 TINT_1: JNB YW,TINT0R ACALL YPD ；進(jìn)入Y軸驅(qū)動(dòng)程序 TINT0R: MOV P1,SM_OUT ；輸出驅(qū)動(dòng)波形，并退出中斷 MOV P0,SM_OUT NOP NOP NOP NOP NOP SETB P2.6 ；擴(kuò)展端口選通（輸出高電平） POP 01H POP PSW POP ACC RETI XPD: MOV R1,#XSTAT ；讀出X軸狀態(tài) MOV C,XP ；讀出X軸方向 AJMP PPDX YPD: MOV R1,#YSTAT ；讀出Y軸狀態(tài) MOV C,YP ；讀出Y軸方向 SJMP PPDY PPDX: JC PPD2X CJNE @R1,#03H,PPD3X ；檢查是否超步 MOV @R1,#0 AJMP PPD3X PPD2X: CJNE @R1,#00H,PPD4X MOV A,@R1 MOV @R1,#02H MOV DPTR,#SM_TABX ；查表得驅(qū)動(dòng)波形值 MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTX,A ADD A,SM_OUTY MOV SM_OUT,A RET PPD4X: MOV A,@R1 ；反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)程序 DEC @R1 MOV DPTR,#SM_TABX MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTX,A ADD A,SM_OUTY MOV SM_OUT,A RET PPD3X: MOV A,@R1 ；正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)程序 INC @R1 MOV DPTR,#SM_TABX MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTX,A ADD A,SM_OUTY MOV SM_OUT,A RET PPDY: JC PPD2Y CJNE @R1,#03H,PPD3Y MOV @R1,#0 AJMP PPD3Y PPD2Y: CJNE @R1,#00H,PPD4Y MOV A,@R1 MOV @R1,#02H MOV DPTR,#SM_TABY MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTY,A ADD A,SM_OUTX MOV SM_OUT,A RET PPD4Y: MOV A,@R1 DEC @R1 MOV DPTR,#SM_TABY MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTY,A ADD A,SM_OUTX MOV SM_OUT,A RET PPD3Y: MOV A,@R1 INC @R1 MOV DPTR,#SM_TABY MOVC A,@A+DPTR MOV SM_OUTY,A ADD A,SM_OUTX MOV SM_OUT,A RET TRANS: MOV R5,#16 ；二轉(zhuǎn)十（BCD）碼進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序（雙字節(jié)） MOV R6,STEPH ；步數(shù)寄存器高位存入R6 MOV R7,STEPL ；步數(shù)寄存器低位存入R7 CLR A ；清空步數(shù)顯示緩沖器 MOV DISP0,A MOV DISP1,A MOV DISP2,A LOOP: CLR C ；把步數(shù)寄存器的高位移到C MOV A,R7 RLC A MOV R7,A MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,DISP2 ；步數(shù)緩沖寄存器低位加C并乘2 ADDC A,DISP2 DA A ；模擬十進(jìn)制加法 MOV DISP2,A MO