第三象限直线插补PLC课程设计.docx
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第三象限直线插补PLC课程设计
PLC插补程序设计
3.2.3.2逐点比较法直线插补
根据以前学过的知识可知,偏差计算是逐点比较法关键的一步,下面以第一象限直线为例导出偏差的计算公式。
如图所示,假定直线OA的起点为坐
标原点,终点A的坐标为(xe,ye)
,P(xi,yi)为加工点,如
P点正好处于OA的直线上那么下式
成立:
即
xeyi-xiye=0
若任意点P(xi,yi)在直线OA的上方(严格地说在直线OA与y轴所成的夹角区域内),那么有下述关系成立;
即
xeyi-xiye>0
若任意点P(xi,yi)在直线OA的下方(严格的说,在直线OA与x轴的所成的夹角区域内),那么有下述关系成立;
亦即
xeyi-xiye<0
由此可以得偏差判别函数Fi,i为
Fi,i=xeyi-xiye
由Fi,i的数值(称为“偏差”)就可以判别出P点相对的位置,即:
当Fi,i=0时,点P(xi,yi)正好落在直线上;
当Fi,i>点P(xi,yi)落在直线的上方;
当Fi,i<点P(xi,yi)落在直线的下方。
若Fi,i≥0时,则向+x轴发一个脉冲,刀具从(xi,yi)点向x方向前进一步,到达新加工点P(xi+1,yi),xi+1=xi+1,因此新加工点P(xi+1,yi)的偏差值为:
Fi+1,i=xeyi-xi+1ye=xeyi-(xi+1)ye
=xeyi-xiye-ye=Fi-ye
Fi+1,i=Fi,i-ye(3-1)
如果在某一时刻,加工点P(xi,yi)的Fi,i<0,则向+y轴发出一个进给脉冲,
具从这一点向y方向前进一步,新加工点P(xi,yi+1)的偏差值为:
即
Fi,i+1=xeyj+1-xiye=xe(yj+1)-xiye
=xeyi-xeye+xe=Fi,i+xe
Fi,i+1=Fi,i+xe(3-2)
根据式2-1和2-2可以看出,新加工点的偏差完全可以用前一加工点的偏差递推出来。
综上所述,逐点比较的直线插补过程为每走一步要进行以下四个步骤,即判别、进给、运算、比较。
(1)判别。
根据偏差值确定刀具的位置是在直线的上方(或线上),还是在直线的下方。
(2)进给。
根据判别的结果,决定控制哪个坐标(x或y)移动一步。
(3)运算。
计算刀具移动后的新偏差,提供给下一个判别依据。
根据式(3-1)及式(3-2)来算新加工点的偏差,使运算大大简化,但是每一新加工点的偏差是由前一点偏差Fi,i推算出来的,并且一直推算下去,这样就要知道开始加工时的那一点的偏差是多少。
当开始加工时,我们是以人工方式将刀具移到加工起点,既所谓的“对刀”,这一点当然没有偏差,所以开始加工点的Fi,i=0。
(4)比较。
在计算运算偏差的同时,还要进行一次终点比较,以确定是否到达终点。
若已经到达,就不要再进行计算,并发出停机或转换新程序的信号。
以第一象限为例,PLC插补程序框图与单片机插补程序框图基本一致。
逐点比较法第一象限插补程序流程图如下:
使用MOV、ADD_I、SUB_I等编程模块,和一些控制指令进行,注意到了规定的进给总步数后应跳过进给段。
3.2.3.3逐点比较法第一象限插补程序:
名称
功能
名称
功能
I0.0
启动按钮
Q4.3
发X方向脉冲
I0.1
停止按钮
T0
延时通,发X方向高电平
M0.0
插补完成,程序结束
T1
延时断,发X方向低电平
M0.1
中间继电器
T2
延时通,发Z方向高电平
M0.2
中间继电器
T3
延时断,发Z方向低电平
M0.3
中间继电器
MW10
F赋初值,存放字,数据传送
Q4.0
控制Y脉冲方向
MW12
Xe赋初值,存放字,数据传送
Q4.1
发Y方向脉冲
MW14
Ye赋初值,存放字,数据传送
Q4.2
控制X脉冲方向
MW16
E赋初值,存放字,数据传送
程序(T形图)
3.2.3调试
3.2.3.1PLCSIM仿真调试
一PLCSIM简介
STEP7的可选软件工具PLCSIM是一个PLC仿真软件,它能够在PG/PC上模拟S7-300、S7-400系列CPU运行。
如果未安装该软件,则【SIMATICManager】工具栏中的模拟按钮【Simulation】处于失效状态;安装了PLCSIM之后,该软件会集成到STEP7环境中。
在【SIMATICManager】的工具栏上,可以看到模块按钮变为有效状态。
可以像对真实的硬件一样,对模拟CPU进行程序下载、测试和故障诊断,具有方便和安全的特点,因此非常适合前期的工程调试。
另外,PLCSIM也可供不具备硬件设备的读者学习时使用。
PLCSIM使用
要使用PLCSIM进行调试,首先也需要设置PG/PC接口。
在【SetPG/PCInterface】中,将接口参数选择为【None】。
在【SIMATICManager】中,单击工具栏上的
按钮,即可启动PLCSIM。
启动PLCSIM后,出现图5-1中的界面。
初始界面中有一个【CPU】窗口,它模拟了CPU的面板,具有状态指示灯和模式选择开关。
现已在运行状态。
图5-1PLCSIM运行界面
而后打开编写的程序,并点击
下载,这样程序便下载到模拟的CPU中了,点击
,对CPU进行监控,如图5-2、5-3分别为STOP和RUN模式下的界面状态。
图5-2STOP模式下的界面状态
图5-3RUN模式下的界面状态
在运行模式下与程序对应的输入映像,程序将自动运行,其输出也将作出相应的变化,如图5-4为状态图。
图5-4仿真输入输出状态图
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