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标题: 半闭环数控雕刻机 [打印本页]
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 11:54
标题: 半闭环数控雕刻机
有个lego NXT机器人，带三个伺服马达，里面有光学编码器，使用NI公司的Labview编程控制。我想拿来改个雕刻机，希望大家给点建议。

我不清楚雕刻机如何加工弧线，请教了fang老大，说是用折线逼近圆弧的（下图蓝线）。我开始以为是阶梯方式逼近（红线表示）。如果是折线逼近，那么x，y轴电机就需要在相同的时间内以不同的速度工作。这个我不知道如何实现
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[ 本帖最后由 cqmyg 于 2009-10-22 13:31 编辑 ]
作者: 手低眼高    时间: 2009-10-20 12:03
看着不错！~
作者: 闲云孤鹤    时间: 2009-10-20 12:09
真是相当不错啊 。。。。
作者: 鹤山    时间: 2009-10-20 12:28
先把数控车/铣驱动原理搞明白，在把机器人驱动原理搞明白。再将它们两个结合起来。应该是可以的。（不过要添加不少东西，比如驱动板/驱动马达等等）。
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 12:38
原帖由 鹤山 于 2009-10-20 12:28 发表
先把数控车/铣驱动原理搞明白，在把机器人驱动原理搞明白。再将它们两个结合起来。应该是可以的。（不过要添加不少东西，比如驱动板/驱动马达等等）。

机器人的控制和编程我很熟悉。驱动板，驱动器，传感器等都是现成的。
机器人自带了微处理机，可以把程序传入后自己控制，也可以通过usb或者蓝牙直接通过台式电脑或者笔记本控制，这样可以实现视觉识别功能。驱动器就是图上的三个大家伙，应该属于简单的半闭环系统。传感器很多，什么超声波测距，激光测距，加速度传感器，陀螺仪，温度，湿度，触碰传感器，摄像头等等很多。
伺服电机可以设定转动角度，方向，是否刹车，速度（使用电压控制，不精确）。电机可以返回当前角度，总旋转角度等。几个伺服电机间可以协同工作，保证速度完全一样。但电机是普通直流电机而不是步进电机。
我主要不知道雕刻机如何工作的，应该如何控制这些电机转动，比如雕个圆
作者: chensibo    时间: 2009-10-20 13:04
玩具也能派上大用场，牛。:em24: :em15:
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 15:18
自己顶，在线等 答 案
作者: tjh    时间: 2009-10-20 15:57
原帖由 cqmyg 于 2009-10-20 11:54 发表
如果是折线逼近，那么x，y轴电机就需要在相同的时间内以不同的速度工作。这个我不知道如何实现

这个是软件控制的,软件分别控制2个步进电机以不同的速度运行到指定位置.
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 16:04
原帖由 tjh 于 2009-10-20 15:57 发表

这个是软件控制的,软件分别控制2个步进电机以不同的速度运行到指定位置.

请问两个电机是同时转动的吗？还是交替运行的？
作者: d692236    时间: 2009-10-20 17:09
一般是3轴或5轴联动就可以制作复杂的零件。画圆仅需要X、Y联动，是细分的，锯齿肉眼看不到。LZ可以上磁动力论坛学习下就明白了。
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 17:17
原帖由 d692236 于 2009-10-20 17:09 发表
一般是3轴或5轴联动就可以制作复杂的零件。画圆仅需要X、Y联动，是细分的，锯齿肉眼看不到。LZ可以上磁动力论坛学习下就明白了。

谢谢楼上。我知道是细分的，锯齿看不见。我想搞明白是怎样细分逼近曲线的。计算机在显示直线或者曲线的时候使用了数值差分法或者Bresenham算法来逼近直线，使用中点圆算法来逼近圆，所有这些算法都是在x,y轴上分别步进的。但按fang老大的说法，数控系统应该是在x,y轴上同时步进

[ 本帖最后由 cqmyg 于 2009-10-20 20:30 编辑 ]
作者: wangzhongqing    时间: 2009-10-20 18:28
在数控当中，两个或多台电机同时完成曲线运动或曲面，是一种算法叫插补。如圆弧插补、斜线
插补等等。
作者: cqmyg    时间: 2009-10-20 20:38
论坛里面改数控的不少，搞机电一体化的人也多，就没有一个可以出来讲明白的吗
作者: fang    时间: 2009-10-20 21:15
一般搞数控系统软件设计的的才需要知道这些原理，一般应用没人在这上面下工夫
作者: fang    时间: 2009-10-20 21:29
现在数控系统一般采用２种插补算法，一种叫逐点比较法（俗称瞎子爬山法），一种是积分法，Ｘ，Ｙ计算是分步计算的，但是发脉冲可以同时发（折线走），也可分步发走（阶梯走），现在一般数控系统每步０．００１mm，人感觉是都是连续走的．
作者: 鹤山    时间: 2009-10-20 21:31
到磁动力看看那里有几位高人。应该可以回答你的问题。下面是网址。
http://www.cdle.net/bbs/index.asp?boardid=28
作者: cqmyg    时间: 2009-10-21 00:03
原帖由 fang 于 2009-10-20 21:29 发表
现在数控系统一般采用２种插补算法，一种叫逐点比较法（俗称瞎子爬山法），一种是积分法，Ｘ，Ｙ计算是分步计算的，但是发脉冲可以同时发（折线走），也可分步发走（阶梯走），现在一般数控系统每步０．００１mm，人 ...

这下有点明白了，计算机中画线是x,y分步计算的。lego NXT机器人的伺服马达可以实现分步走，但要同时走我还没有想到办法，里面是普通直流电机，速度无法精确控制
作者: 电子调速    时间: 2009-10-21 00:09
拜下Google大神，你要的这个东西叫圆弧插补，有逐点比较法也有DDA算法，西工大有个在线教程，非常详细。脉冲既不是交替出现，也不是同时出现。也可以说既交替出现，也同时出现。

网上有大量关于插补的资料，这里一句两句也说不清楚。
作者: cqmyg    时间: 2009-10-21 00:21
原帖由 电子调速 于 2009-10-21 00:09 发表
拜下Google大神，你要的这个东西叫圆弧插补，有逐点比较法也有DDA算法，西工大有个在线教程，非常详细。脉冲既不是交替出现，也不是同时出现。也可以说既交替出现，也同时出现。

网上有大量关于插补的资料，这里一 ...

DDA就是计算机图形学中用的数值差分算法。
脉冲既不是交替出现，也不是同时出现。也可以说既交替出现，也同时出现 这句太深奥了，实在看不懂。已经Google过没有找到资 料才来发贴问的。
如果想用NXT的伺服电机来改数控的话，需要自己编程实现电机的控制，所以需要知道原理。希望大家多帮忙。
作者: 电子调速    时间: 2009-10-21 00:43
还没睡啊，我帮你Google一下吧

http://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2005/34/dianzikejian/index.htm

西工大的教程
作者: fang    时间: 2009-10-21 10:12
如果是ＤＩＹ，没必要自己编插补程序，那太累了，只要将你的伺服电机和驱动搞成，每接收一个脉冲，转动一个角度，再有一根线接受方向，高电平，正转，就可以用计算机并口通过ＭＡＣＨ　ＴＵＲＢＯ　ＥＭＣ２等软件实现数控机床控制．
作者: cqmyg    时间: 2009-10-21 12:17
我去 http://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2005/34/dianzikejian/index.htm 看了，数控的插补算法其实和计算机图形学绘图的算法非常接近，但还需要涉及到铣刀的形状，更复杂。如果完全自己做是个很大的系统工程，不现实。我已经放弃了。谢谢fang老大和电子调速

我们国家5轴一直做不好主要是软件做不好还是硬件？
作者: fang    时间: 2009-10-21 12:30
软件硬件都有，硬件是５轴速度慢，要快只能减低精度，软件是算法和自动编程做不好．
作者: fang    时间: 2009-10-21 12:31
软件硬件都有，硬件是５轴速度慢，要快只能减低精度，软件是算法和自动编程做不好．一般五轴也没可以了，就是高精和复杂的与国外有差距．

[ 本帖最后由 fang 于 2009-10-21 12:33 编辑 ]
作者: 50钻铣    时间: 2009-10-21 12:36
:em15:
作者: 电子调速    时间: 2009-10-21 18:09
原帖由 fang 于 2009-10-21 12:31 发表
软件硬件都有，硬件是５轴速度慢，要快只能减低精度，软件是算法和自动编程做不好．一般五轴也没可以了，就是高精和复杂的与国外有差距．


还有个做事态度的问题，同样的机器，在国人手里做出来的产品精度也要差一级的。
作者: DreamonII    时间: 2009-10-21 18:15
不太明白，
DIY五轴一般要怎么弄？
作者: 猫豆    时间: 2009-10-21 22:50
又是一件极品出世了
作者: 彩色太阳花    时间: 2009-10-22 03:05
楼主，你是坛里唯一从多轴联动编程做起的啊，有现成的软件啊
作者: 彩色太阳花    时间: 2009-10-22 03:06
一般人都是设计好图后，软件生成加工路径
作者: wtoffice    时间: 2009-10-22 10:11
超喜欢（图1）
作者: fuwz88    时间: 2009-10-22 10:19
德国人是先详细讨论、认证后才动手做。我们是一边论证一边做。这里看到了德国的影子。
作者: cqmyg    时间: 2009-10-22 12:56
电子调速兄弟给的网址很好，建议对数控软件系统感兴趣的都去看看
http://jpkc.nwpu.edu.cn/jp2005/34/dianzikejian/index.htm

逼近圆弧可以同时向x,y轴步进电机发送脉冲，轨迹为折线。也可以先发送给x轴，再发送给y轴，轨迹是在x,y轴上成90度的阶梯。


下面引用电子调速兄弟给的网站上的一段话：
前面几节介绍的逐点比较法、数字脉冲乘法器法和数字积分法插补方法，都有一个共同的特点，就是插补计算的结果是以一个一个脉冲的方式输出给伺服系统，或者说产生的是单个的行程增量，因而统称为脉冲增量插补法或基准脉冲插补法，这种方法既可用于CNC系统，又常见于NC系统，尤其适于以步进电机为伺服元件的数控系统。在CNC系统中较广泛采用的另一种插补计算方法即所谓数据采样插补法，或称为时间分割法。它尤其适合于闭环和半闭环以直流或交流电机为执行机构的位置采样控制系统。这种方法是把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为单位时间间隔（或插补周期）。每经过一个单位时间间隔就进行一次插补计算，算出在这一时间间隔内各坐标轴的进给量，边计算，边加工，直至加工终点。Lego NXT机器人使用了半闭环伺服电机，电机为普通直流电机，使用PWM方式调整运转速度，这个速度很难精确控制。我还没有想到好的办法国外已经有玩家用NXT机器人改出了扫描仪和打印机希望大家多出主意，有资料的最好能提供
作者: fang    时间: 2009-10-22 13:20
如果真下工夫，不如干脆开发个ＣＮＣ控制器，象这个老大http://you.video.sina.com.cn/astrosol
作者: wtoffice    时间: 2009-10-22 13:47
:em04:



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