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第五章 控制系統(tǒng)
第五章 控制系統(tǒng)
任何一個微機數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成的，硬件是軟件運行的基礎，而只有配置了軟件的硬件才是可以工作的控制系統(tǒng)。其核心是計算機數(shù)字控制裝置。它通過系統(tǒng)控制軟件配合系統(tǒng)硬件、合理地組織、管理數(shù)控系統(tǒng)的輸入、數(shù)據處理、插補和輸出信息，控制執(zhí)行部件，使數(shù)控機床按照操作者的要求進行自動加工。
隨著電子技術的進步，微型計算機的發(fā)展突飛猛進。其發(fā)展之一就是將微處理器及其外圍芯片，如程序存儲器、數(shù)據存儲器、并行、串行I/O口、定時器/計數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個芯片之中，制成單片機（Single Chip Microcomputer）。單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機的發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發(fā)展。
5.1 步進電機驅動器的選擇
步進電機的運行特性與配套使用的驅動電源有密切聯(lián)系。驅動電源由喚醒脈沖分配器、功率放大器組成如圖12所示：
圖12
驅動電源是將變頻信號源（微機或數(shù)控裝置等）送來的脈沖信號及方向信號按照要求的配電方式自動地循環(huán)供給電動機的各個繞組，以驅動電動機的轉子正反向旋轉。從計算機輸出口或從環(huán)形分配器輸出的信號脈沖電流一般只有幾個毫安，不能直接驅動步進電機，必須采用功率放大器將脈沖電流進行放大，使其增加到幾至幾十毫安，從而驅動步進電機運轉。因此，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量和頻率就可精確地控制步進電機的轉角和速度。
環(huán)形分配器輸出的電流很?。ê涟布墸?，不能直接驅動步進電機，需要功率器將脈沖電流放大到幾安培甚至幾十安培，才能驅動電動機。放大電路對步進電機的性能起著非常重要的作用。功率放大的類型很多，從放大元器件來分，可以用功率晶體管、可關斷晶閘管、混合元件來組成放大電路；從工作原理來分，有單電壓、高低電壓切換、恒流斬波、調頻調壓、細分驅動電路等。從工作原理上講，目前用的最多的是恒流斬波電路。
斬波恒流功率放大電路如圖所示。該電路的工作特點是：Vin端輸入方波步進信號，當Vin為“0”電平時，由與門A2輸出Vb為“0”電平，功率管（大林頓管）VT截止，繞組W上沒有電流通過，采樣電阻R3上沒有反饋電壓，A1放大器輸出高電平；當Vin為高電平時，由與門A2輸出的Vb也是高電平，功率管VT導通，繞組W上有電流，采樣電阻R3上出現(xiàn)反饋電壓Vf，由分壓電阻R1、R2得到設定電壓與反饋電壓相減，來決定A1輸出點評的高低，來決定Vin信號能否通過與門A2。若Vref>Vf時，Vin信號通過與門，形成Vb正脈沖，打開功管VT；反之，Vref
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