数字控制基础：GAN与数控机床的自动化关键技术

本章节深入探讨了数字控制的基础及其在工业设备中的应用，如数控机床、线切割机、焊接机和气割机等。数字控制的核心优势在于提高加工精度、生产效率和灵活性，它代表了机床自动化发展的趋势。在数字控制中，基本原理包括将复杂的曲线图形分割成线段进行插补计算，通过控制步进电机实现精确的轨迹跟踪。 具体步骤如下： 1. 将平面曲线图形分解为可控制的线段，例如直线和曲线，如图5-1所示，通过记录各点坐标（如a、b、c、d）供计算机处理。 2. 插补算法在此起关键作用，它通过给定的起始和结束点坐标，计算出中间点的坐标，确保在指定速度下连续地生成接近原曲线的轨迹。这个过程中的每个脉冲信号驱动步进电机，使其在x和y轴方向上按固定步长移动。 3. 脉冲当量（步长）是衡量每次电机移动距离的单位，通常设定为固定的值。比如，图5-2展示了如何用折线逼近直线段，通过计算起点和终点之间的步数来确定电机移动。 4. 数控系统按控制方式可分为点位控制、直线切削控制和轮廓切削控制。点位控制仅关注到达特定点的位置；直线切削控制则控制工具沿单一直线路径移动；而轮廓切削控制更为复杂，它控制工具沿预设的二维或三维轮廓运动，适用于制造各种形状零件。 5. 点位控制是最基础的控制类型，只涉及到设备在指定位置的精确定位，而后续的切削控制则涉及更高级的路径规划和运动控制，以满足精密加工的需求。 总结来说，数字控制基础的核心是将图形数字化，通过插补算法精确控制设备运动，从而实现自动化加工。掌握这些原理和技术，对于理解和操作现代工业设备至关重要。