PLC 控制步進(jìn)電機(jī)分度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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大型軸承內(nèi)、外套上的分度、打孔是軸承中的關(guān)鍵工序 ，它的工藝水平和質(zhì)量的高低直接影響軸承的質(zhì)量、壽命和制造成本。目前軸承行業(yè)大型軸承內(nèi)、外套的分度方式普遍采用人工分度方式 ，其分度精度低、累積誤差大 、工作效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)軸承性能的提高造成很大的影響。我們所研制的大型數(shù)控分度頭，采用PLC可編程控制器 ，控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿對(duì)執(zhí)行工件進(jìn)行自動(dòng)分度， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造費(fèi)用低，較好地解決了生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。
2、總體設(shè)計(jì)方案
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。其重要特點(diǎn)是只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器這一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說(shuō)： 控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。因此，控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率，可以對(duì)電機(jī)精確調(diào)速;控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù)，可以對(duì)電機(jī)精確定位。
在我們所設(shè)計(jì)的數(shù)控分度頭中，就是利用這一線性關(guān)系，用PLC進(jìn)行電氣控制、編寫(xiě)分度算法程序，控制脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿對(duì)執(zhí)行工件進(jìn)行精確分度，并可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)分度、自動(dòng)分度等多種電氣控制。
電氣控制方案為PLC+步進(jìn)電機(jī)及可細(xì)分驅(qū)動(dòng)器+數(shù)顯尺。PLC選用DVP20EH00T，AC220伏供電20點(diǎn) 200HZ晶體管輸出類型;根據(jù)分度精度要求考慮，選用可細(xì)分驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，考慮分度時(shí)對(duì)工件的扭矩M=FR=fNR ，計(jì)算出最大扭矩為27Nm。按矩頻特性選取步進(jìn)電機(jī) ，選130BYG350A型三相混合式步進(jìn)電機(jī)及配套細(xì)分驅(qū)動(dòng)器MS-3H130M。
PLC的I/O配置如下表：
I0.0
調(diào)整/分度
Q0.0
脈沖數(shù)
I0.1
急停
Q0.1
花盤(pán)上升
I0.2
步進(jìn)轉(zhuǎn)位
Q0.2
花盤(pán)下降
I0.3
花盤(pán)卡緊/松開(kāi)
Q0.3
故障指示
I0.4
花盤(pán)上升/下降
Q0.4
方向
I0.5
自動(dòng)分度
Q0.5
I0.6
調(diào)整啟動(dòng)/結(jié)束
Q0.6
I0.7
驅(qū)動(dòng)器信號(hào)
Q0.7
I0.10-I0.13
孔數(shù)設(shè)置
該數(shù)控分度頭在徑向安裝數(shù)顯尺來(lái)控制徑向分度尺寸;由PLC控制步進(jìn)電機(jī)軸向分度。操作人員啟動(dòng)電源 ，輸入分度數(shù)后 ，調(diào)整/分度開(kāi)關(guān)置于分度位置即可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)分度。在自動(dòng)分度中可實(shí)現(xiàn)分度機(jī)構(gòu)的松開(kāi)、上升、分度、下降、卡緊再松開(kāi)的順序控制.
評(píng)論