PLC 控制步進電機分度的設計與實現
大型軸承內、外套上的分度、打孔是軸承中的關鍵工序 ,它的工藝水平和質量的高低直接影響軸承的質量、壽命和制造成本。目前軸承行業大型軸承內、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、工人勞動強度大,對軸承性能的提高造成很大的影響。我們所研制的大型數控分度頭,采用PLC可編程控制器 ,控制步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行自動分度, 結構簡單、制造費用低,較好地解決了生產中的實際問題。
2、總體設計方案
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉過一個步距角。其重要特點是只有周期性的誤差而無累積誤差。步進電機的運行要有步進電機驅動器這一電子裝置進行驅動,這種裝置就是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移,或者說: 控制系統每發一個脈沖信號,通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。因此,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機精確調速;控制步進脈沖的個數,可以對電機精確定位。
在我們所設計的數控分度頭中,就是利用這一線性關系,用PLC進行電氣控制、編寫分度算法程序,控制脈沖信號的頻率和脈沖數,步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行精確分度,并可實現調整、手動分度、自動分度等多種電氣控制。
電氣控制方案為PLC+步進電機及可細分驅動器+數顯尺。PLC選用DVP20EH00T,AC220伏供電20點 200HZ晶體管輸出類型;根據分度精度要求考慮,選用可細分驅動器及步進電機,考慮分度時對工件的扭矩M=FR=fNR ,計算出最大扭矩為27Nm。按矩頻特性選取步進電機 ,選130BYG350A型三相混合式步進電機及配套細分驅動器MS-3H130M。
PLC的I/O配置如下表:
I0.0
調整/分度
Q0.0
脈沖數
I0.1
急停
Q0.1
花盤上升
I0.2
步進轉位
Q0.2
花盤下降
I0.3
花盤卡緊/松開
Q0.3
故障指示
I0.4
花盤上升/下降
Q0.4
方向
I0.5
自動分度
Q0.5
I0.6
調整啟動/結束
Q0.6
I0.7
驅動器信號
Q0.7
I0.10-I0.13
孔數設置
該數控分度頭在徑向安裝數顯尺來控制徑向分度尺寸;由PLC控制步進電機軸向分度。操作人員啟動電源 ,輸入分度數后 ,調整/分度開關置于分度位置即可實現手動或自動分度。在自動分度中可實現分度機構的松開、上升、分度、下降、卡緊再松開的順序控制.
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