PLC控制步進(jìn)電機(jī)分度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)詳細(xì)說明

簡(jiǎn)要介紹利用 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行自動(dòng)分度， 重點(diǎn)介紹一種 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)的分度算法， 可實(shí)現(xiàn) 360°內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差為 0， 保證了精確分度， 并給出分度算法梯形圖。

　　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)際問題。

　　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)過一個(gè)步距角。其重要特點(diǎn)是只有周期性的誤差而無累積誤差。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： 控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)， 通過驅(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， AC220V 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。