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用可编程控制器实现步进电机驱动的控制设计

1.引言大型轴承的内壳和外壳的分度和穿孔是轴承中的关键过程。其技术水平和质量直接影响轴承的质量,寿命和制造成本。目前,在轴承行业中,大型轴承的内,外罩的分度方法一般采用人工分度。分度精度低,累积误差大,工作效率低,工人的劳动强度大,对轴承性能的提高有很大影响。我公司研制的大型数控分度头采用PLC可编程序控制器控制步进电机带动蜗轮自动分度执行工件。结构简单,制造成本低,较好地解决了生产中的实际问题。 2.总体设计方案步进电机是一个开环控制元件,可将电脉冲信号转换为角位移或线性位移。在无过载的情况下,电动机的速度和停止位置仅取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响。即,当将脉冲信号添加到电动机时,电动机旋转步进角。它的重要特征是仅存在周期性错误,而没有累积错误。步进电机的操作必须由步进电机驱动器的电子设备驱动。该设备将控制系统发送的脉冲信号转换为步进电动机的角位移,换句话说:每次控制系统发送脉冲信号时,驱动器都会使步进电动机旋转一个螺距角。因此,步进电机的速度与脉冲信号的频率成正比。因此,控制步进脉冲信号的频率可以精确地调节电动机的速度。控制步进脉冲的数量可以精确地定位电动机。在我们设计的数控分度头中,该线性关系用于通过PLC进行电气控制,编写分度算法程序,控制脉冲信号的脉冲频率和数量,并且步进电机驱动蜗轮以精确地执行蜗轮。工件。分度,并可以实现各种电气控制,例如调整,手动分度和自动分度。电气控制方案为PLC +步进电机和细分驱动+数字显示标尺。 PLC选择DVP20EH00T,AC220V电源20点200HZ晶体管输出类型;根据分度精度要求,选择细分的驱动器和步进电机,在分度M = FR = fNR时考虑到工件的扭矩,并计算出最大扭矩为27Nm。根据转矩频率特性选择步进电机,选择130BYG350A三相混合式步进电机和匹配的细分驱动器MS-3H130M。 PLC的I / O配置如下:I0.0调节/分割Q0.0脉冲数I0.1紧急停止Q0.1面板向上I0.2逐步分度Q0.2面板向下I0.3面板卡盘/释放Q0.3故障指示I0.4面板上/下Q0.4方向I0。 5自动分度Q0.5 I0.6调整开始/停止Q0.6 I0.7驱动信号Q0.7 I0.10-I0.13孔号设置数控分度头安装在径向方向上以控制直径分度大小由PLC控制,以控制步进电机的轴向分度。操作员打开电源,输入分度数,然后将调节/分度开关置于分度位置,以实现手动或自动分度。在自动分度中,可以实现分度机构的松动,上升,分度,下降,夹紧和松动的顺序控制。 3.分度算法将孔的总数设置为D2,将脉冲的总数设置为D0。可以将分度脉冲计算为:D0 / D2 = D4 + D5(余数)。如果D5 = 0,则步进电机每次旋转时,电机角度控制脉冲均为D4。如果D5≠0,则将D5与孔数的一半进行比较(D2 / 2 = D8),如果小于孔数的一半,则首先将步进电机除以D4脉冲。每次步进电机旋转一个分度角时,剩余的D5就会累积一次。当累计数大于D8时,步进电机将被D4 + 1脉冲除一次。当累积数减去D4 + 1脉冲的其余部分,即D2-D5,然后除以D4脉冲,依此类推,直到完成分度为止;如果余数大于孔数的一半,则步进电机首先按D4 + 1脉冲分度,余数根据D2-D5累加,当累加数大于D8时,步进电机除以D4脉冲一次,这时从累加器中减去累加数