LabVIEW在开放式数控系统G代码解析中的应用
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代码组及其含义“模态代码” 和“一般” 代码“形式代码” 的功能在它被执行后会继续维持,而“一般代码” 仅仅在收到该命令时起作用。
定义移动的代码通常是“模态代码”,像直线、圆弧和循环代码。
反之,像原点返回代码就叫“一般代码”。
每一个代码都归属其各自的代码组。
在“模态代码”里,当前的代码会被加载的同组代码替换。
G代码组别解释G001定位(快速移动)G01直线切削G02顺时针切圆弧G03逆时针切圆弧G040暂停G172XY 面赋值G18XZ 面赋值G19YZ 面赋值G28机床返回原点G30机床返回第2和第3原点*G407取消刀具直径偏移G41刀具直径左偏移G42刀具直径右偏移*G438刀具长度+ 方向偏移*G44刀具长度- 方向偏移G49取消刀具长度偏移*G5314机床坐标系选择G54工件坐标系1选择G55工件坐标系2选择G56工件坐标系3选择G57工件坐标系4选择G58工件坐标系5选择G59工件坐标系6选择G739高速深孔钻削循环G74左螺旋切削循环G76精镗孔循环*G80取消固定循环G81中心钻循环G82反镗孔循环G83深孔钻削循环G84右螺旋切削循环G85镗孔循环G86镗孔循环G87反向镗孔循环G88镗孔循环G89镗孔循环*G903使用绝对值命令G91使用增量值命令G920设置工件坐标系*G9810固定循环返回起始点*G99返回固定循环R点代码解释G001. 格式G00 X_ Y_ Z_这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置(在绝对坐标方式下),或者移动到某个距离处(在增量坐标方式下)。
2. 非直线切削形式的定位我们的定义是:采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。
刀具路径不是直线,根据到达的顺序,机器轴依次停止在命令指定的位置。
3. 直线定位刀具路径类似直线切削(G01) 那样,以最短的时间(不超过每一个轴快速移动速率)定位于要求的位置。
4. 举例N10 G0 X100 Y100 Z65G01 直线切削进程1. 格式G01 X_ Y_ Z_F_这个命令将刀具以直线形式按F代码指定的速率从它的当前位置移动到命令要求的位置。
LabVIEW在工业自动化中的应用实践LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一款图形化程序设计工具,具有强大的数据采集、分析和控制功能,并广泛应用于工业自动化领域。
本文将探讨LabVIEW在工业自动化中的应用实践。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一种基于图形化编程语言G语言的软件开发环境。
相比于传统的文本编程语言,LabVIEW的最大特点是可视化编程,通过拖拽连接图标形成图形化程序,在程序逻辑上更加直观和易于理解。
二、LabVIEW在数据采集中的应用1.仪器仪表控制LabVIEW可以通过各种硬件接口与各类仪器仪表进行连接,实时采集和控制仪器数据。
例如,在实验室中,可以通过LabVIEW来控制万用表、示波器等设备,并实时获取和处理测量数据。
2.传感器数据采集在工业自动化领域,大量的传感器被应用于产品质量控制、环境监测等方面。
LabVIEW可以与各种类型的传感器进行数据通信,并实时获取传感器数据,如温度、湿度、压力等,为后续的数据分析和决策提供基础。
三、LabVIEW在控制系统中的应用1.PLC与LabVIEW的联合应用PLC(Programmable Logic Controller)是一种可编程逻辑控制器,广泛应用于工业自动化领域。
LabVIEW可以与PLC进行无缝集成,通过连接PLC与各类执行器(如电机、气缸等),实现对工艺流程的全面控制。
2.实时控制系统的设计与开发LabVIEW具备强大的实时控制能力,可以实时读取和处理大量的传感器数据,并根据程序逻辑进行实时控制。
例如,在生产线上,可以通过LabVIEW实时监测产品质量,并根据实时监测结果进行自动调整,提高生产效率和产品质量。
四、LabVIEW在数据分析中的应用1.数据可视化通过LabVIEW的图形化编程和数据分析功能,可以将采集到的数据进行实时展示和分析。
《LabVIEW在实时测控系统中的应用研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,实时测控系统在各个领域中的应用越来越广泛。
而LabVIEW作为一种图形化编程语言和开发环境,为实时测控系统的设计与实现提供了强有力的工具。
本文旨在研究LabVIEW在实时测控系统中的应用,并分析其优劣,为后续研究提供参考。
二、LabVIEW概述LabVIEW是一种基于图形化编程语言的开发环境,它提供了丰富的函数库和工具,使得开发者能够快速地构建应用程序。
与传统的文本编程语言相比,LabVIEW具有直观、易学、易用等优点,特别适合于工程应用和测控系统的开发。
三、LabVIEW在实时测控系统中的应用1. 数据采集与处理在实时测控系统中,数据采集与处理是关键环节。
LabVIEW 提供了丰富的数据采集模块和信号处理函数,可以方便地实现数据的实时采集、分析和处理。
例如,通过使用LabVIEW中的DAQ(数据采集)模块,可以实现对传感器等设备的实时数据采集;同时,利用信号处理函数,可以对采集到的数据进行滤波、去噪等处理,提高数据的准确性和可靠性。
2. 界面设计与交互LabVIEW的图形化编程语言使得界面设计与交互变得简单直观。
开发者可以通过拖拽图形化控件,快速构建出符合需求的界面。
同时,LabVIEW还提供了丰富的交互功能,如按钮、滑块、指示灯等,可以方便地实现人机交互。
此外,通过使用LabVIEW 的报错与帮助功能,可以增强用户体验和操作便捷性。
3. 控制系统与实时响应在实时测控系统中,控制系统的设计和实现至关重要。
LabVIEW提供了强大的控制函数库和算法模块,可以实现对各种设备的精确控制。
同时,由于LabVIEW的实时性特点,使得系统能够快速响应各种指令和事件,确保系统的稳定性和可靠性。
四、应用案例分析以某工业生产过程中的实时测控系统为例,该系统采用LabVIEW进行开发和实现。
通过使用LabVIEW的数据采集模块和信号处理函数,实现了对生产过程中各种参数的实时监测和处理;同时,利用LabVIEW的界面设计和交互功能,实现了人机交互和操作控制;此外,通过使用LabVIEW的控制系统和算法模块,实现了对生产设备的精确控制和实时响应。
《LabVIEW在实时测控系统中的应用研究》篇一一、引言随着科技的进步,实时测控系统在各个领域的应用越来越广泛,如工业控制、航空航天、医疗卫生等。
LabVIEW作为一种强大的软件平台,其在实时测控系统中的应用日益凸显其重要性。
本文将探讨LabVIEW在实时测控系统中的应用,并对其效果和价值进行深入研究。
二、LabVIEW软件概述LabVIEW是一款基于图形化编程语言的开发环境,主要用于数据采集、分析和可视化。
其独特的图形化编程方式,使得程序开发变得简单、直观,同时也使得程序的调试和维护变得容易。
此外,LabVIEW提供了丰富的函数库和工具包,使得开发者能够轻松实现各种复杂的测控功能。
三、LabVIEW在实时测控系统中的应用1. 数据采集与处理在实时测控系统中,数据采集与处理是关键环节。
LabVIEW 提供了强大的数据采集功能,可以与各种传感器、仪器设备进行连接,实现数据的实时采集。
同时,通过其内置的函数库和工具包,可以对采集到的数据进行处理、分析和存储。
此外,LabVIEW还支持多种数据格式的转换和导出,方便用户进行后续的数据分析和应用。
2. 界面设计与交互LabVIEW的图形化编程方式使得界面设计变得简单、直观。
开发者可以根据实际需求,设计出符合用户习惯的界面,实现人机交互。
同时,通过LabVIEW的控件和函数,可以实现对界面的动态更新和实时反馈,提高系统的用户体验。
3. 控制系统设计与实现在实时测控系统中,控制系统是核心部分。
通过LabVIEW 的编程语言和函数库,可以实现对控制系统的设计和实现。
开发者可以根据实际需求,设计出满足系统要求的控制算法和策略,实现对被控对象的精确控制。
同时,通过LabVIEW的实时性特点,可以实现对控制系统的实时监控和调整,提高系统的稳定性和可靠性。
四、应用案例分析以某工业生产线实时测控系统为例,该系统采用LabVIEW 作为软件平台,实现了对生产线的实时监测和控制。
LabVIEW与MATLAB的结合强大的数据分析工具LabVIEW与MATLAB的结合:强大的数据分析工具在科学研究和工程领域,数据分析是十分重要的环节。
为了更好地分析和处理数据,科学家和工程师们经常使用多种工具和软件。
LabVIEW和MATLAB是两个常用且功能强大的数据分析工具。
本文将探讨LabVIEW和MATLAB的结合,介绍它们在数据分析方面的优势。
一、LabVIEW介绍及其在数据采集和控制方面的应用LabVIEW是国际上广泛使用的一种图形化编程环境。
它以数据流为基础,在数据的采集、控制和处理方面具有独特的优势。
LabVIEW可以将传感器和仪器的数据直接输入到计算机,通过图形化界面进行实时监控和控制。
它提供了丰富的工具箱和模块,使得用户能够轻松地进行数据采集、处理和控制。
在数据分析方面,LabVIEW提供了强大的信号处理和模拟工具。
用户可以通过图形化编程方式,快速构建数据分析的算法和模型。
LabVIEW支持多种图形化表示方式,可以清晰地展示数据的变化和趋势。
用户还可以根据需要,将数据导出到Excel、CSV等格式的文件中,方便与其他软件进行进一步的分析和处理。
二、MATLAB介绍及其在数学计算和数据分析方面的应用MATLAB是一种数学计算和编程环境,被广泛应用于科学、工程和商业领域。
它提供了丰富的数学函数和工具箱,支持矩阵运算和符号计算。
MATLAB的语法简洁明了,易于学习和使用,使得用户可以根据自己的需求,编写复杂的数据分析和算法。
在数据分析方面,MATLAB提供了丰富的统计和机器学习工具。
用户可以使用MATLAB进行数据预处理、特征提取、聚类分析和分类模型的构建。
MATLAB还支持数据可视化,用户可以通过绘制图表和曲线,更直观地展示数据的特征和规律。
此外,MATLAB还具有丰富的数据导入和导出功能,方便与其他软件进行数据交换和共享。
三、LabVIEW与MATLAB的结合:优势与应用案例LabVIEW和MATLAB作为两款独立的软件,在数据分析方面各有其优势。
LabVIEW的优势和应用领域解析LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的图形化编程语言和开发环境。
相比传统的文本编程语言,LabVIEW的独特之处在于其可视化的操作界面和数据流图语言,使得用户可以轻松地创建各种各样的虚拟仪器和控制系统。
本文将从LabVIEW的优势和应用领域两个方面来解析该软件的特点。
一、LabVIEW的优势1.图形化编程界面:LabVIEW采用图形化编程界面,让用户通过拖拽和连接图标来编写程序,而不是繁琐的输入代码。
这种直观的编程方式不仅能够降低编程门槛,还能够提高编程效率,并且使得程序更易于理解和维护。
2.模块化开发:LabVIEW支持模块化开发,用户可以将程序按照功能模块进行划分,并且可以轻松地添加、删除或替换模块,以实现更加灵活和可扩展的程序设计。
这种模块化的开发方式使得LabVIEW在大型项目或长期维护的项目中具备更好的可维护性和可扩展性。
3.丰富的函数库:LabVIEW提供了丰富的函数库,涵盖了各种各样的领域,包括信号处理、控制系统、图像处理、通信等。
这些函数库的存在,使得用户只需要简单的拖拽和连接图标即可完成复杂的任务,无需从零开始编写代码。
这大大提高了开发效率和代码的重用性。
4.强大的数据分析能力:LabVIEW具备强大的数据分析能力,用户可以通过内置的统计分析工具、信号处理工具和曲线拟合工具等,进行各种数据的处理和分析。
此外,LabVIEW还支持与MATLAB的集成,用户可以直接调用MATLAB的各种算法和函数,进一步扩展数据分析的能力。
二、LabVIEW的应用领域1.科学实验和研究:LabVIEW在科学实验和研究领域有着广泛的应用。
科学家可以利用LabVIEW来构建实验控制系统、数据采集系统和实时监测系统,用于各种实验数据的采集、记录和分析。
2009年10月第37卷第10期机床与液压MACH I N E T OOL &HY DRAUL I CSOct 12009Vol 137No 110DO I:10.3969/j 1issn 11001-3881120091101066收稿日期:2008-10-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(50875001)作者简介:胡佑兰(1986—),女,湖北松滋人,硕士研究生,主要研究方向为机电控制。
E -m ail:wonderfu lhyl@yahoo 1com 1cn 。
MAT LAB 和Lab V I E W 混合编程及在控制系统中的应用胡佑兰,彭天好,朱刘英(安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001)摘要:概述了MAT LAB 和Lab V I E W 两种编程语言的特点和四种混合编程的实现方法,结合典型控制系统实例,重点研究了使用MAT LAB Scri p t 节点进行混合编程的技术特点和设计方法,并与单独使用一种软件编程进行了对比分析。
结果表明,MAT LAB 和Lab V I E W 混合编程综合了两者的特点和优势,在工程控制系统中具有广泛的应用前景。
关键词:MAT LAB;Lab V I E W;混合编程;控制系统中图分类号:TP271;TP311 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2009)10-209-4M i xed Programm i n g w ith M ATLAB &LabV I E W and Its Appli ca ti on i n Con trol SystemHU Youlan,PENG Tianhao,Z HU L iuying(School ofMechanical Engineering,Anhui University of Science and Technol ogy,Huainan Anhui 232001,China )Abstract:The features of both Lab V I E W &MAT LAB p r ogra mm ing languages and f our methods t o achieve m ixed p r ogramm ing were su mmarized .The technical characteristics and design methods of usingMAT LAB scri p t node were discussed combined with a typ 2ical exa mp le of contr ol syste m,and then compared with the p r ogra m s usingMAT LAB or Lab V I E W al one .The results show thatMAT 2LAB and Lab V I E W m ixed p r ogramm ing makes full use of the advantages of both s oft w ares,and this method has a good p r os pect of ap 2p licati ons in contr ol syste m.Keywords:MAT LAB;Lab V I E W;M ixed p r ogra mm ing;Contr ol syste m0 引言对于任何一个控制系统,在系统设计和构成之前,必须对系统进行分析、综合和预测研究,从而得出系统的性能评价指标,如控制精度、响应速度和系统稳定性等。
labview教程LabVIEW是一款由美国国家仪器公司(National Instruments,简称NI)开发的工程软件,广泛应用于科学研究、工业自动化、控制系统等领域。
下面简单介绍一下LabVIEW的基本使用和特性。
首先,LabVIEW采用了图形化编程语言G语言(G Programming Language),与传统的文本式编程语言有所不同。
在LabVIEW中,用户可以通过拖拽和连接各个函数模块来进行程序的编写,这使得编程变得更加直观和易于理解。
与此同时,G语言也支持标准的文本式编程语言,如C、C++等,用户可以根据需求选择合适的编程方式。
其次,LabVIEW具有强大的数据采集和处理功能。
通过NI的硬件设备,用户可以方便地连接各种传感器、仪器以及控制器,并实时地获取数据。
LabVIEW提供了丰富的数据处理和分析函数库,用户可以根据需要进行数据的滤波、拟合、转换等操作。
同时,用户也可以将数据以图表、图像等形式进行可视化展示,便于数据的分析和理解。
此外,LabVIEW还具有强大的控制系统设计和调试功能。
用户可以通过编写程序来对控制系统进行模拟和仿真,验证系统的性能和稳定性。
在实际的控制系统中,LabVIEW可以与各种PLC、传感器、执行器等设备进行接口连接,实现实时的数据采集和控制。
同时,LabVIEW还提供了诸多调试工具,如断点、单步执行等,方便用户进行代码的调试和优化。
最后,LabVIEW还具有丰富的应用开发和部署功能。
用户可以通过LabVIEW来开发各种应用,如数据采集系统、实时监控系统、自动化测试系统等。
LabVIEW支持多平台的部署,既可以运行在Windows系统上,也可以运行在各种嵌入式平台上,满足不同应用场景的需求。
总之,LabVIEW是一款功能强大、易学易用的工程软件。
通过使用LabVIEW,用户可以快速构建各种工程应用,提高工作效率和质量。
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#LabVIEW在自动控制原理的应用##简介 LabVIEW 是一种图形化编程环境,被广泛应用于自动控制原理领域。
它将传统的文本编程转化为图形化编程,使得控制系统的设计、调试和维护更加简便和直观。
本文将介绍LabVIEW在自动控制原理中的应用,以及其优势和特点。
##LabVIEW在自动控制原理中的应用LabVIEW在自动控制原理中有着广泛的应用。
它可以用来设计和模拟各种类型的控制系统,包括PID控制、状态空间控制和模糊控制等。
以下是LabVIEW在自动控制原理中的具体应用:1.PID控制LabVIEW可以提供丰富的工具和函数用来实现PID控制器的设计和调节。
通过简单拖拽和连接不同的模块,用户可以轻松地建立PID控制器的结构,并进行参数调整和性能分析。
此外,LabVIEW还可以方便地调节PID控制器的采样时间、输出限幅和反馈算法等。
2.状态空间控制LabVIEW中的状态空间模块可以帮助用户建立和模拟复杂的状态空间控制系统。
用户可以通过拖拽和连接状态空间模块,定义系统的状态方程和输入输出方程,进而进行系统的稳定性分析和性能优化。
3.模糊控制LabVIEW提供了直观的模糊控制设计工具,使得模糊控制器的设计和调节更加简单和直观。
用户可以通过拖拽和连接不同的模糊控制模块,设置模糊控制器的输入输出和规则库,实现对系统的模糊控制。
4.系统建模和仿真LabVIEW中的系统建模和仿真工具可以帮助用户快速建立系统模型,并进行仿真和测试。
用户可以通过拖拽和连接不同的模块,描述系统的结构和动态特性,快速得到系统的响应曲线和频率特性。
##LabVIEW的优势和特点LabVIEW在自动控制原理中具有以下优势和特点:1.图形化编程LabVIEW采用图形化编程方式,使得用户可以通过拖拽和连接模块的方式来实现代码的编写。
这种直观的编程方式可以减轻用户的编程负担,提高编程效率。
2.丰富的库函数和工具LabVIEW提供了丰富的库函数和工具,可以满足不同类型控制系统的设计需求。
LabVIEW与控制系统设计实现复杂控制算法与系统模型实现复杂控制算法与系统模型的LabVIEW与控制系统设计LabVIEW是一款广泛应用于科学研究和工程实践的图形化编程环境。
它提供了一种直观的方式来实现复杂控制算法与系统模型,并且能够更加高效地进行控制系统的设计与开发。
本文将介绍LabVIEW在控制系统设计中的应用,并探讨如何利用LabVIEW实现复杂的控制算法与系统模型。
一、LabVIEW的基本原理和特点LabVIEW采用图形化编程语言(G)来编写程序,程序员可以通过将函数图标拖拽到面板上,并用连接线将它们连接起来,来实现程序的功能。
这种编程方式使得程序的开发更加直观且易于理解,同时也提高了程序的可重用性和可维护性。
LabVIEW还具有以下特点:1. 支持多种数据类型:LabVIEW支持整数、浮点数、数组、字符串等多种数据类型,使得程序的输入输出更加灵活。
2. 强大的信号处理功能:LabVIEW内置了丰富的信号处理函数和工具箱,能够满足各种信号处理的需求。
3. 良好的可视化界面:LabVIEW提供了丰富的控件和面板装饰,使得程序的界面更加美观且易于操作。
4. 丰富的模块化功能:LabVIEW支持将程序进行模块化设计,提供了封装和调用子VI(SubVI)的功能,使得程序的复杂度得到了有效的简化。
二、LabVIEW在控制系统设计中的应用1. 系统建模与仿真LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库,可以用于建立系统的数学模型,并进行仿真和验证。
通过拖拽函数图标并将其连接起来,我们可以快速地建立系统的状态空间模型、传递函数模型等,并对其进行仿真以验证其性能和稳定性。
2. 控制算法的实现LabVIEW内置了多种控制算法的函数和工具箱,如比例积分微分(PID)控制器、状态反馈控制器等。
我们可以通过拖拽这些控制器的图标并进行参数设置,来实现不同类型的控制算法。
同时,LabVIEW也支持自定义控制算法的开发,可以根据具体需求编写相应的程序。
LabVIEW在工业自动化控制系统开发中的应用案例工业自动化控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色,实现了生产过程的智能化和高效化。
LabVIEW作为一种广泛应用于工业自动化领域的工具和平台,具备强大的数据采集、处理和控制能力,为工程师提供了一种高效、灵活的开发环境。
本文将通过几个实际案例,介绍LabVIEW在工业自动化控制系统开发中的应用。
案例一:温控系统温控系统是工业生产过程中常见的控制系统之一。
通过温度传感器采集物体的温度,并通过控制器实现对温度的控制。
LabVIEW可以通过内置的模块化功能块和丰富的工具箱,快速搭建温控系统。
在LabVIEW中,可以利用数据采集器模块连接温度传感器,实时采集温度数据。
通过编写程序,可以对采集到的数据进行处理和分析。
同时,借助LabVIEW的控制模块,可以实现对恒温设备的控制,调整温度参数,实现精确的温度控制。
案例二:流量控制系统流量控制是工业生产过程中的关键环节,对于液体或气体的流动进行控制和调节,保证生产过程的稳定性和效率。
LabVIEW提供了丰富的工具和函数库,可用于流量控制系统的开发。
在LabVIEW中,可以通过连接流量传感器,实时采集流量数据。
借助LabVIEW的图形化编程环境,可以设计图形界面,实时显示流量数据,并进行实时监控和分析。
通过对流量控制阀门的控制,可以调节流量大小,实现流量控制系统的自动化。
案例三:PLC控制系统PLC(可编程逻辑控制器)在工业自动化领域中广泛应用,用于控制设备运行和监控生产过程。
LabVIEW不仅可以与PLC进行通信和数据交换,还可以将其作为控制器使用。
在LabVIEW中,可以通过连接PLC,实时获取PLC的输出信号和状态信息。
借助LabVIEW强大的数据处理和分析功能,可以对PLC 的输出信号进行逻辑运算和控制判断。
通过编写程序,可以实现对PLC的控制,调整设备的运行状态和参数,实现自动化控制。
案例四:远程监控系统远程监控系统是工业自动化控制的一个重要方面,它可以实现对生产过程的远程监控和操作。
186信息技术与机电化工当下机床主要是以通用的数控铣床为主,如果研究人员选择成型铣削法对螺杆进行处理加工,如果操作中仅有一个铣刀工作,则需要耗费22小时之多来生产加工螺杆,而螺杆的加工速度也违背了实际生产要求,为了进一步提升生产效率,研究人员需要优化设计机床结构体系。
一、以LabVIEW 为基础的数控系统(一)硬件结构数控系统应该充分考虑到相应的加工环境和应用平台等内容,此次研究过程中主要选择运动控制卡和工控机等设备。
除此之外,此次研究过程中还使用了转接板和伺服电机以及驱动器[1]。
(二)机床和数控系统的连接在机床控制柜内集中设置机床控制系统,负责控制运动的四种电机主要设置于机床对应位置当中。
机床可以选择卧式床身,其整体结构和丝杆车床大致相同,仅将车刀的刀架转化为铣刀装置而已。
工件回转轴也叫做C 轴,大托板运动轴为Z 轴,能够控制两个铣刀运动的是X1和Z2轴。
在转接板中C 轴对应的是AXIS1,X1和Z2轴分别对应的是AXIS3和AXIS4,Z 轴对应的是AXIS2。
机床与控制系统的连接步骤如下:设置伺服电机驱动设备。
电机驱动方式主要包括位置模式、力矩模式和速度模式等三种方式,结合运动控制卡的相关性能需求,此次研究过程中的四种轴全部实施位置控制模式,同时设置驱动器的过程中可以设计成位置驱动模式。
电子齿轮比会对加工速度和加工精度产生一定影响,为此需要充分结合现实状况进行设置,比如控制工件处于回转运动状态中时,C 轴机械传动相对较大,为了不影响空间的加工速度,可以将电子齿轮比设置为8:1,剩下的三种轴默认电子齿轮之比是4:1,该种状态下符合基础加工条件要求,因此无需进行任何改变。
在安装完电机系统后,相关研究人员还需要科学设置电机旋转方向,可以通过LabVIEW 软件内MAX 进行设置,同时还能在驱动器中设置。
因为此次主要是以开环控制为主,因此编码器相关反馈信号在整个系统中毫无作用,而闲置的编码器相关信号反馈通道具有其他用途,比如可以外界其他设备、充当电机速度监控器等。
1.1LabVIEW 编程软件及其应用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一个使用图形符号来编写程序的编程环境。
它不同于不同于传统的使用文本方式编程的语言,如C,C++或Java。
LabVIEW 不仅是一种编程语言,它还是为科学家和工程师等设计的一种编程开发环境和运行系统。
LabVIEW 开发环境可以工作在运行Windows,Mac 或Linux系统的计算机上,用LabVIEW 编写的应用程序可以运行在上述系统上,还可以运行在多种嵌入式平台上,包括FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)和微处理器。
1.1.1LabVIEW 的工作原理LabVIEW 的一个程序由一或多个虚拟仪器(VI)组成。
称之为虚拟仪器是因为它们的外观和操作通常是模拟了实际的物理仪器。
每一个VI 都由三个主要部分组成:前面板、框图和图标。
前面板是VI 的交互式用户界面,它模拟了物理仪器的前面板,包含旋钮、按钮、图形、用于用户输入的其他控件和用于程序输出的指示器。
用户可以使用鼠标和键盘进行输入,然后在屏幕上观察程序产生的结果。
框图是VI 的源代码,由LabVIEW 的图形化编程语言构成。
框图是可执行的程序,包括低级VI、内置函数、常量和程序执行控制结构等。
用户可以用连线将合适的对象连接起来定义它们之间的数据流。
前面板上的控件对应框图上的终端,数据可以从用户传送到程序并再回传给用户。
图标是VI 的图形表示,可以在另外的VI 框图中作为一个对象使用。
被另外一个VI 使用的VI 称为子VI,类似于子程序。
当VI 作为子VI 使用时,引入连接器从其它框图中连线数据到当前VI。
连接器定义了VI 的输入和输出,类似与子程序的参数。
虚拟仪器是分层和模块化的程序,可以作为上层程序或子程序。
图1 设备网联现状通过MES服务器系统实时获取生产节拍及设备状态等基本信息。
数据采集方案的提出加工中心在零件加工过程中,NC系统和PMC交互大量信息,但传统生产过程中未充分利用过程图2 基于focas动态链接库labview方案设计图3 基于 labview的动态链接库软件设计架构图4 数据获取及存储的循环设计图5 多工序采集应用床的数据收集,并写入Mysql 数据库,获得大数据后通过分析应用程序可实现负载大数据的分析,基于节约成本并方便应用,可将数据采集系统打包生成可执行文件或部署在服务器上运行。
加工中心负载数据的应用分析基于毫秒级的负载大数据采集,单台设备每天可获得数十万个数据点,自主开发基于Python 大数据的统计分析程序。
通过Python 开发分类程序,实现基于指令域的负载统计分析,以发现程序段内加工过程图6 程序采集主界面&数据库记录信息图7 基于加工指令域的负载统计分析监控打好基础。
1)工艺优化降低刀具异常崩断问题。
铸铁缸体加工特征起动电机安装面的加工工艺为长悬臂刀具加工方案,加工过程中易出现刀具崩断而导致工件报废。
经加工负载统计分析,如图7所示,获得加工负载最大的指令段,并对参数进行优化,实现负载降低2%。
运行正常后,加工过程平稳未再出现异常换刀问题,统计主轴负载数据,可见过程负载平稳,均能达到正常寿命。
2)工艺优化解决薄壁缸孔圆度易超差的问题。
薄壁缸孔在精加工过程中需严格控制变形问题,否功实现圆度尺寸的有效控制。
3)基于指令域的加工负载统计分析可有效发现轴异常问题。
生产某工序钻孔工艺过程中B 设备频繁发生断刀问题。
经负载统计,如图9所示,发现A 线设备主轴空载比B 线少28%以上,锁定主轴差异检测B 线设备,发现拉刀力明显偏小,修复后断刀问题解决,两台加工负载基本一致。
结语以上介绍了自主开发的上位机软件采集CNC 加工负载数据,并存入数据库的开发过程。
通过图8 缸孔精镗过程负载监控统计分析思路,还可通过集成OPC 等方式实现生产线各类设备上与PLC 进行通信、数据采集,获得运行过程中质量、效率、人员的各项信息,进而打造包括透明生产线在内的各项低成本智能应用。
LabVIEW的使用场景和应用领域分析LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化编程环境,由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一款著名的虚拟仪器软件平台。
它以其直观的图形化编程界面和强大的数据采集、控制和分析能力而闻名于世。
LabVIEW的使用场景和应用领域非常广泛,以下将对其进行详细分析。
一、工业自动化控制领域在工业自动化控制领域,LabVIEW被广泛应用于各种工业生产设备的控制与监测系统。
LabVIEW通过其丰富的工具箱和驱动程序支持,可以方便地与各种硬件设备进行连接和通信,并实现数据采集、控制、过程监测、故障诊断等功能。
例如,在自动化生产线上,工程师可以利用LabVIEW编写程序,实现对生产设备的自动控制,监测和记录生产过程中的关键参数,以提高生产效率和质量。
二、科学研究领域LabVIEW在科学研究领域也发挥着重要的作用。
科研人员可以利用LabVIEW搭建实验平台,实现各种实验数据的采集、处理和分析。
LabVIEW提供了强大的数据处理和可视化功能,可以帮助科研人员更直观地观察数据特征、提取数据规律,并通过自定义算法进行进一步的数据分析。
此外,LabVIEW还支持与其他科学软件(如MATLAB)的集成,方便科研人员进行更深入的数据处理和模型建立。
三、教育培训领域LabVIEW作为一种易学易用的编程环境,广泛用于教育培训领域。
很多大学和科研机构将LabVIEW作为一门必修课程来开设,培养学生对于虚拟仪器编程的掌握能力。
通过LabVIEW,学生可以进行各种实验仿真、数据采集与处理、控制算法设计等实践操作,提高学生的实际操作能力和创新思维,为其未来的科研和工程实践奠定基础。
四、医疗设备领域LabVIEW也广泛应用于医疗设备领域。
借助其强大的图形化编程功能,医疗设备制造商可以轻松地开发出各种用于临床检测、医学影像和生物医学工程的设备和系统。
LabVIEW在开放式数控系统G代码解析中的应用
以三轴运动器作为平台,用LabVIEW将数控系统中的代码提取并进行分析,确定了插补的方式并选择了相应的函数类型,最终发送指令至控制卡。
标签:三轴运动平台;LabVIEW;开放式数控系统
0 引言
开放式数控系统它具备高开放性、低成本、易升级扩展以及可以引入最新的计算机软硬件技术等优点。
由于底层运动控制卡并不能识别G代码,所以需要用LabVIEW程序进行解析,而其中选择插补的方式又分为三种,本文重点对其中的两种进行讨论及总结,具体阐述了两种插补的算法,比较得其优劣。
1 开放式数控系统的硬件结构
1.1 三轴运动平台
三轴运动平台分主要由运动轴、伺服电机、限位开关、电器柜和工作平台组成,如图1所示。
1.2 运动控制卡
运动控制卡是三轴运动平台实现速度和位置控制的关键硬件,由三轴运动平台可知,该平台采用3个伺服电机来控制三轴运动,因此运动控制卡应选用三轴以上的。
运动控制卡实物图如图2所示。
2 G代码的提取与解析
2.1 程序流程图
本程序的设计理念,首先打开文本对参数进行逐行读取,之后进行线段类型的判断,将读取的轨迹参数分为直线控制及圆弧控制,最后发送至运动控制卡。
程序流程图如图3所示。
2.2 LabVIEW程序图
如图4所示,先将硬盘中预先写好的文本打开读取文本中的参数,进入for 循环结构提取文本中的代码,直至文本中的代码提取完毕。
提取代码时用到“匹配模式”,图中用到了6个相应函数,提取到的代码分别放入四个数组中,分别是原文本文件,G与X之间,X与Y之间,Y之后,和R数组。
在后台中完成了G代码的提取,在LabVIEW的前显示面板如图5所示。
这样就完成了G代码的提取。
3 解析结果转换成运动控制器代码
如图6所示,将解析到的x,y数组通过“连接字符串”整合至运动控制卡中,并通过“比较函数”判断所进行插补的种类,输入运动控制卡进行相应插补。
关于数值插补的算法,有两种方法。
3.1 逐步比较插补法
(1)逐步比较法直线插补。
以第一象限为例,设直线的起点坐标为原点,终点坐标为A(Xe,Ye),插补点坐标为Pi(Xi,Yi),图7所示。
3.3 两种方法的选择
(1)逐步比较法是通过微小的折线来逼近所需的轨迹线,优点是算法简单,易于实现。
(2)时间分割法是通过直线来逼近曲线得到所求轨迹。
相比于逐步比较法,此方法拟合直线没有误差,并可达到较快的运行速度。
综上,时间分割法在轨迹精确性和运行速度上远高于逐步比较法,因此采用时间分割法。
4 结束语
本文主要介绍了在开放式数控系统在提取G代码后的两种插补方法,利用LabVIEW作为编程工具,实现G代码解析,从而告知运动控制器现在要执行的运动方式及其参数。
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