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基于PLC控制步进电机的分度算法研究

2014/2/17        作者:陈果      
关键字:PLC  控制  步进电机  
本文所研制的大型数控分度头,采用PLC可编程控制器 ,控制步进电机驱动蜗轮蜗杆对执行工件进行自动分度, 结构简单、制造费用低,较好地解决了生产中的实际问题。

1、引言

  大型轴承内、外套上的分度、打孔是轴承中的关键工序 ,它的工艺水平和质量的高低直接影响轴承的质量、寿命和制造成本。目前轴承行业大型轴承内、外套的分度方式普遍采用人工分度方式 ,其分度精度低、累积误差大 、工作效率低、工人劳动强度大,对轴承性能的提高造成很大的影响。我们所研制的大型数控分度头,采用PLC可编程控制器 ,控制步进电机驱动蜗轮蜗杆对执行工件进行自动分度, 结构简单、制造费用低,较好地解决了生产中的实际问题。

2、总体设计方案

  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。其重要特点是只有周期性的误差而无累积误差。步进电机的运行要有步进电机驱动器这一电子装置进行驱动,这种装置就是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说: 控制系统每发一个脉冲信号,通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。因此,控制步进脉冲信号的频率,可以对电机精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位。

  在我们所设计的数控分度头中,就是利用这一线性关系,用PLC进行电气控制、编写分度算法程序,控制脉冲信号的频率和脉冲数,步进电机驱动蜗轮蜗杆对执行工件进行精确分度,并可实现调整、手动分度、自动分度等多种电气控制。

  电气控制方案为PLC+步进电机及可细分驱动器+数显尺。PLC选用DVP20EH00T,AC220伏供电20点 200HZ晶体管输出类型;根据分度精度要求考虑,选用可细分驱动器及步进电机,考虑分度时对工件的扭矩M=FR=fNR ,计算出最大扭矩为27Nm。按矩频特性选取步进电机 ,选130BYG350A型三相混合式步进电机及配套细分驱动器MS-3H130M。

  PLC的I/O配置如下表:

  该数控分度头在径向安装数显尺来控制径向分度尺寸;由PLC控制步进电机轴向分度。操作人员启动电源 ,输入分度数后 ,调整/分度开关置于分度位置即可实现手动或自动分度。在自动分度中可实现分度机构的松开、上升、分度、下降、卡紧再松开的顺序控制。

责任编辑:陈浩
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