XY Table数值控制平台.docx

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XYTable数值控制平台

實驗九

X-YTable數值控制平台

1、實驗題目

1.請使用麥克筆與紙在XY平台上繪出菱形

2.請使用麥克筆與紙在XY平台上繪出橢圓形

3.請使用麥克筆與紙在XY平台上繪出空心的英文字母v

4.請使用麥克筆與紙在XY平台上繪出阿拉伯數字5

5.請使用麥克筆與紙在XY平台上繪出’十’字

6.讓平台以快慢快的速度作直線運動

7.請使用麥克筆與紙以30秒的時間在XY平台上繪出一條10公分的直線

8.請使用麥克筆與紙以60秒的時間在XY平台上繪出一半徑3公分的圓

二、實驗目的

本實驗在於介紹如何使用NCCODE來控制XYTABLE。

使用NCCODE來控制XYTABLE是目前常用的一種方式，也是非常簡單的一種方式。

過程中同學將學習到如何編寫NCCODE程式來對XYTABLE進行控制，並熟悉目前NCCODE的一些常用的格式與XYTABLE的控制。

三、實驗儀器

XYTABLE平台

步進馬達驅動器與微處理器

個人電腦

麥克筆與紙

4、實驗原理

TC-4017（X-Y平台定位模組）控制系統，係一開放迴路控制（OPENLOOPCONTROL）。

本模組提供使用者操作機台的軟件（SOFTWARE）和微處理器（MICROPROCESS）經過標準通信介面傳輸RS-232-C與個人電腦連線，所以使用者可以在個人電腦上規劃機台（TABLE）移動的路徑和操作方式。

一般稱為編輯NC（數值控制）程式。

這些數據（NC程式）經由個人電腦內RS-232-C傳輸至微處理器。

微處理器內部有CPU（6809系列）和RAM-ROM-I/0介面……等，解讀由RS-232-C收到的串列數據，並且執行機能碼（G-CODE）已經規劃完成的機械移動路徑數學方程式，而使X軸或Y軸做單軸移動或雙軸同時移動的機械位移。

微處理器每次輸出一個脈衝（PULSE）信號，可以使步進馬達（STEPMOTOR）旋轉1．8degree，所以經由軸連接器連接滾珠導螺桿（BALLSCREW）而驅動滑台（SLIDER）移動，這些驅動機械位移的脈衝信號皆由人為的電氣信號所控制。

模組TC-4017提供使用者一個安全操作機械設備和研習機械與電氣控制整合的環境。

1-1：

系統控制方式（OPENLOOPCONTROL）說明

本模組TC-4017係開放迴路控制系統（OPENLOOPCONTROL），使用個人電腦做NC程式的編輯，經過RS-232-C傳輸至微處理器，執行G-CODE機能碼的特定軌跡路徑。

系統方塊圖如下列:

使用者由軟件的執行檔（X-YAXISCONTROL）操作X軸或Y軸的滑台移動，做各種不同的機械位移路徑規劃。

本模組軟件皆由TURBO-C語言規劃和編輯而成的。

在軟件程式結構編寫有三種基本流程提供使用者參考:

1.循序結構---指程式編寫時，是依循序前進一個接一個執行指令，直到

沒有指令可執行為止。

2.選擇結構---編寫選擇結構是要讓程式具有判斷的功能，選擇合乎條件

的程式段來執行。

3.循環結構---為了讓程式能夠反覆執行某一特定的工作，程式必須設計

一迴路控制。

當使用者操作軟件做機台位移量控制的時候，必須具備一些機電結合的概念:

200PULSEX1.8°=360。

=1REV=2.5m/m上式可以了解旋轉一圈360°的滾珠導螺桿上所帶動的滑台位移2．5m/m,因此每一個PULSE驅動滑台的位移量為0.0125m/m=0.01m/m亦稱為機械位移的解析度（RESOLUTION）。

1-2：

PC/AT或PC/XT與微處理器之間的通信協定

個人電腦和微處理器通信協定如下述:

（1）傳輸速率（BAUDRATE）---------2400

（2）同位核對（PARITYCHECK）-------（NULL）

（3）停止位元（STOPBIT）-----------1

（4）傳送位元（BITSETS）-----------8

在RS-232-C標準傳輸介面的資料串列輸送互相接線如下:

1-3：

軟件（SOFTWARE）控制說明

（1）EDITNCProgram----編輯NC程式檔，此檔提供使用者交談式的NC

程式編輯。

（2）X-YAXISControl----此擋為執行機械位移的方式，有（I）寸動位移

（2）連續位移方式，和滑台移動速度設定，程

式參考點設定……等。

（3）FilenameCatalogue----使用者由此檔可以查看檔案內所儲存的NC程

式的檔名。

（4）ReadmeforOperating----使用者由此檔案內可以知道本模組的零組件

規格和軟件內部功能鍵的用途。

1-4：

微處理器（面板控制操作）說明

使用者若是聯接各種背面連接器時，務必將電源開闊（POWERS.W）往下按（關掉電源）若是與個人電腦聯線工作完成後，RS-232-C的指示燈會一直亮著。

當使用者操作軟件（SOFTWARE）時，選擇總檔案（mainmeau）的第二項X-Yaxiscontrol表示此時由軟件做電腦聯線工作，若是聯線工作完成，則COM.Tx（黃色LED）會開始閃爍。

同時使用者可以由電腦的監視器（MONITOR）上觀察到有二組數據出現X=000.00和Y=000.00，和一組滑台進給率的數據出現FEEDRATE=0040mm/min等。

此刻使用者可以依照操作手冊的步驟執行機台的檢測工作。

2-1:

如何使用軟件編輯NC程式

使用者必須在主目錄（MAINMENU）中選擇第一項EDITNCprogram，然後進入NC程式的編輯檔內。

使用編輯黨內的功能可分為二類：

第一類：

編輯新輸入的NC程式；第二類：

修改已經存在的NC程式。

這兩類方式最大的差別在於修改已經存在的NC程式中必須呼叫檔案庫（主目錄中第三項FILENAMECATALOG），依照使用者指定檔名的NC程式會自動依序列出於編輯檔中，然後再修改NC程式。

首先使用者必須了解NC程式編輯檔於畫面顯示的各種功能鍵的應用和各小塊光棒區域警示語句的用途，分別敘述如下:

A.N，G，X，Y，R，F----------此列各字母代表意義：

N----表示N=01，02，03……..99等N個列。

G----表示輸入G-CODE機能碼代碼，例如G00，G01，G02…..等。

X----表示X軸輸入的數值，例X=001.347m/m。

Y----表示Y軸輸入的數值，例Y:

002.34m/m。

F----表示滑台移動的進給率（FEEDRATE）。

R----表示圓弧軌跡的半徑（RADIUS）。

B.Diagnostic-----此列含有多塊光棒區域，對於使用者目前填寫進入暫存區

的數值（最下端一列）有問題時顯示警告之意，必須更改再

次填入。

N值-------表示使用者利用鍵盤上的方向鍵T或J移動光

棒於列表區域內（N01，N02…….N99等）。

光棒

（Highlight-BAR所指出的位置點（某一列）等於

Diagnostic中的N值。

DATA-ERROR-----表示填入暫存區內的X軸移動範圍或是Y軸

…..等。

若是超過機台模組控制的軟件所設定的

範圍，則會出現DATA-ERROR警示使用者，

必須取消已經填入的數值，更改新的數值輸入。

其各項數值範圍如下表：

G-CODE.....…G00，G01，G02，G03，G50

X-AXIS…...+-200m/m

Y-AXIS.........+-60m/m

R-（RADIUS）.....2

F-（FEEDRATE）...10

若填入數值超過以上所列範圍，電腦會自動顯

示DATA-ERROR，必須取消原先填入的數值（請

按ESC取消已經在暫存區內某項的數值）。

N=HL-BAR-----表示使用者利用鍵盤上的方向鍵來移動光棒（HL

-BAR）選擇所需要的N值。

以便做新的NC

程式編輯或移動光棒至所需要修改的NC程式

中的那一列以便修改NC程式。

C.NC-FILENAME--表示NC程式需要一檔名（限12個英文字之內，不必有

副檔名）以利NC程式儲存或呼叫，所以當使用者新建

立NC程式的時候，按F5後在暫存區內會出現INPUT

檔名，若鍵入新建立NC程式的檔名後，在NC-FILENAME之空格區會出現檔名。

D.NC-FILE（OP/CL）----表示目前列表區域內之NC程式檔是OPEN或CLOSE

中，使用者必須於FILEOPEN時才能夠輸入新的NC程

式或修改。

使用者明瞭上述編輯檔的各項功能鍵後，能夠自行操作本軟件而做下列

二項工作:

甲、建立新的NC程式首先按F5:

EDIT後，在DIAGNOSTIC區域內最下端一列會出現INPUT:

______，請輸入使用者希望的檔名（限12個英文字之內，不必有副檔名），再依照下列流程處理:

如此依序建立NC程式於列表區域（N01，N02，N03……N99等）。

再利用SAVE（儲存）指令儲存NC程式於磁片中做永久保存，或再次呼叫出來於列表區域內做修改NC程式用。

乙、修改NC程式

丙、當使用者希望更改某些機械位移的軌跡而必須修改NC程式的某一

列或數列NC程式的時候。

首先必須找出此NC程式的檔名，然後

按F3：

LOAD輸入此檔名則編輯檔的列表區域內會自動列出此NC

程式全部的程式。

使用者利用HL-BAR移動光棒尋找需要更改或取

消的那列程式，再由FUNCTIONKEY執行

（1）取消（F8:

DELETE）或

（2）插入（F7:

INSERT）新鍵入的一列NC程式………等。

2-2：

如何使用軟件操作X軸和Y軸

●注意:

將微處理器經由RS-232-C與個人電腦聯線完成後，才能夠執行

主目錄（MAINMENU）中的第二項X-YAXISCONTROL。

使用者於主目錄中鍵入"2"項（X-YAXISCONTROL）電腦會自動執行聯線

工作，若是聯線工作完成，即刻在個人電腦監視器（MONITOR）上會自動

顯示出:

X=000.00m/m

Y=000.00m/m

F=0040.m/m

此X軸參考點數值和Y軸參考點數值及F數值（滑台移動速率）皆由微處

理持續地傳送（經由RS-232-C介面傳輸）給個人電腦而在監視器上顯示出

來，若是使用者在個人電腦上利用方向鍵而驅動滑台（鍵入新的X軸或Y

軸位移數據經由RS-232-C傳送給微處理器）。

這時刻微處理器接到此數

據時，依照內部韌體（HARDWARE）程式判斷是否能夠有效執行的數據而

加以處理，一方面驅動步進馬達而移動滑台，另一方面將此可以接受的

數據傳迴給個人畫腦由監視器上顛示出

X=010.32m/m

Y=010.34m/m

表示X軸已經由X=000.00m/m移動10.327而Y軸亦往正的軸向移動10.347

m/m等。

X軸和Y軸在本模組軟件驅動上可分為三類:

（l）寸動控制（SINGLECONTROL）（2:

連續控制（CONTINUECONTROL）（3）執行NC程式控制等。

分別敘述如下:

（I）寸動控制-----目地是讓使用者能夠很緩和地移動滑台（每按一次鍵可

以移動滑台位移量0．02m/m至使用者希望滑台停駐的

位置點。

使用者可以按F2:

s/c功能鍵來選擇

S（SINGLECONTROL）或C（CONTINUECONTROL）在

此段說明假設使用者選擇S（SINGLECONTROL）寸動

控制來執行兩軸的滑台移動方式。

此時F=0040mm/min

亦是當使用者選擇SINGLECONTROL時候，軟件

就自動定滑台移動速率每分鐘（MIN）移動40m/m以下的

速度進行。

（2）連續控制-----目地是讓使用者能夠很快地移動X軸或Y軸滑台接近使

用者希望滑台停駐的位置點，再利用寸動控制緩慢地達

到正確位置點。

其滑台連續移動速率最低為40mm/min

，最高為600mm/min。

最佳的快速移動速率為450mm/

min。

（3）執行NC控制程式---首先使用者必須按F5:

LOADFILE呼叫一檔名內

有已經編輯好的NC程式。

假設使用者在X-Y軸的TABLE

上放置一張預備晝圖的紙（假設X-YTABLE已經放置

在一筆架之下），當使用者移動X軸或Y軸同時使筆架

上的筆尖端觸及畫圖紙，即能夠描繪出X軸或Y軸滑台

移動軌跡的位移量於畫圖紙上。

當使用者利用連續控制

方式快速移動滑台或寸動控制方式移動滑台至程式參考

點（預估兩軸的滑台移動行程不能超出編輯NC程式的X

軸或Y軸位移量）。

然後按F8:

SETX軸=0或按F9:

SETY

軸=0此刻電腦即知TABLE在X軸和Y軸上的位置亦稱

為程式原點。

2-3:

編輯檔功能鍵（FUNCTIONKEY）說明

F2:

EXIT-------返回主畫面。

F3:

LOAD------鍵入NC程式儲存於檔案申的任一檔名，電腦會呼

叫此檔名的NC程式於編輯檔中的列表區域內。

F4:

SAVE------將編輯完成的NC程式存入磁碟檔案中。

F5:

EDIT-------編輯新建的NC程式檔案必需輸入新建NC程式檔名

。

F6:

WRITE-----新建NC程式或修改NC程式，當每次要輸入新的數

值時皆要按F6:

WRITE，才能夠把數值填入

DIAGNOSTIC區域內檢查是否有效數值，再按

ENTER鍵把整列各項數值從暫存區域轉入列表區

域內。

F7:

INSERT----移動光棒（HIGHLIGHTBAR）選擇您所需要輸入

的那一列位置後，按F7:

INSERT，則電腦會自動將

那一列之後的NC程式往後N+l位置順移一位，以

利暫存區域那列程式填人列表區域內。

F8:

DELETE---移動光棒至您所需要取消的那一列NC程式，按

F8:

DELETE，則電腦會將那一列NC程式自動取

消。

F9:

PRINT-----若您要將目前在畫面所編輯的新建NC程式或舊有

NC程式列印，請按F9:

PRINT，則列表機會自動

列印出您所需要的檔名所屬的NC程式。

2-4:

執行檔工能鍵說明

Fl:

EDIT-----------------返回NC程式編輯檔畫面。

F2:

SINGLE/CONTINUE---選擇方向鍵控制的方法

（1）寸動控制

（SINGLECONTROL）

（2）連續控制

（CONTINUECONTROL）

F3:

FEEDDOWN-------滑台移動速度轉慢，調整FEEDRATE

數值。

F4:

FEEDUP-----------滑台移動速度轉快，調整FEEERATE

數值。

F5:

LOADFILE--------呼叫儲存於磁片之NC程式。

F6:

MAINMENU-------返回主畫面。

F7:

RUNPROGRAMS---執行已經LOAD完成的NC程式而

驅動平台做機械位移運動。

F8:

SETX=0--------------移動X軸滑台至您所需要的機械位移

參考點:

SETX軸=0。

F9:

SETY=0--------------移動Y軸滑台至您所需要的機械位移

參考點:

SETY軸=0。

F10:

HELP--------------讀取README內有關本模組TC-4017

的規格說明和功能特性等參考資料。

2-5:

G-CODE機能碼說明

G01:

快速直線運動。

G0I:

直線位移指令。

G02:

圓弧指令（CW）。

G03:

圓弧指令（CCW）。

G50:

程式原點。

5、實驗步驟

1.確定X-YTable與電腦連線。

2.執行Table程式。

3.進入1EDITNCProgram。

（強烈建議使用edit來編輯，使用應用軟體所附的編輯器容易當機）

4.將以下程式載入：

N01G50X+000.00Y+000.00F400

N02G01X+050.00Y+000.00F400

N03G01X+050.00Y+050.00F400

N04G01X-050.00Y+050.00F400

N05G01X-050.00Y-050.00F400

N06G01X+050.00Y-050.00F400

N07G01X+050.00Y+000.00F400

5.儲存本檔案並離開EDIT視窗，進入2X-YAXISCONTROL。

6.

載入程式，並按F7RUN，則X-YTable會跑出一個正方形。

NC程式範例

1.三角形

N01G50X+000.00Y+000.00F400

N02G01X+050.00Y+000.00F400

N03G01X+050.00Y+050.00F400

N04G01X-050.00Y+000.00F400

N05G01X+050.00Y-050.00F400

N06G01X+050.00Y+000.00F400

N07G01X+000.00Y+000.00F400

2.圓形

N01G50X+000.00Y+000.00F400

N02G01X+050.00Y+000.00F400

N03G02X+000.00Y+050.00R+050.00F400

N04G02X-050.00Y+000.00R+050.00F400

N05G02X+000.00Y-050.00R+050.00F400

N06G02X+050.00Y+000.00R+050.00F400

3.POP字母M的撰寫（XY02.DMO）

N01G50X+000.00Y+000.00F120

N02G02X-005.00Y+005.00R+020.00F400

N03G02X-020.00Y+005.00R+020.00F400

N04G02X-020.00Y-025.00R+020.00F400

N05G02X-005.00Y-025.00R+020.00F400

N06G02X-005.00Y-010.00R+020.00F400

N07G02X+000.00Y-015.00R+020.00F400

N08G02X+005.00Y-010.00R+020.00F400

N09G02X+005.00Y-025.00R+020.00F400

N10G02X+020.00Y-025.00R+020.00F400

N11G02X+020.00Y+005.00R+020.00F400

N12G02X+005.00Y+005.00R+020.00F400

N13G02X+000.00Y+000.00R+020.00F400