課程設(shè)計(jì)（學(xué)年論文）說明書課題名稱： 基于PLC的單軸數(shù)控伺服滑臺設(shè)計(jì) 專業(yè)班級： 10機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 01 班 小組成員：劉佳（1003010116） 張威（1003010136） 張?jiān)葡觯?003010137） 學(xué)生成績：指導(dǎo)教師：胡 幫 友 課題工作時(shí)間：2013年12月30日 至 2014年1月10日武漢工程大學(xué)教務(wù)處 制目錄摘要2一、滑臺整體方案圖2二、數(shù)控滑臺的總體設(shè)計(jì)方案32.1滑臺設(shè)計(jì)32.2運(yùn)動設(shè)計(jì)32.3滾珠絲桿副的尺寸計(jì)算與參數(shù)選用42.3.1滾珠絲桿副簡介42.3.2滾珠絲桿副的消除間隙和預(yù)加載荷52.3.3滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)62.3.4滾珠絲桿副的尺寸計(jì)算6A.根據(jù)定位精度要求確定脈沖當(dāng)量選擇步距角6B.根據(jù)電機(jī)的最高運(yùn)行頻率及步距角，確定電機(jī)最高轉(zhuǎn)速72.3.5滾珠絲杠計(jì)算、選擇7i.導(dǎo)程的選擇7ii.平均轉(zhuǎn)速8iii.平均載荷Fm8iv.時(shí)間壽命與回轉(zhuǎn)壽命8v.額定動載荷9vi.預(yù)緊載荷9vii.絲桿公稱直徑9viii.絲桿初選10ix.絲桿螺紋長度101)絲桿剛度102)螺母剛度113)支承剛度114)軸向總剛度112.6軸承的選定112.7聯(lián)軸器的選擇12三、電機(jī)的選定13(一)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩13(二)由預(yù)加載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩13(三)慣性加速轉(zhuǎn)矩13(四)總轉(zhuǎn)矩的計(jì)算14(五)驅(qū)動器的選擇14(六)行程控制14(七)進(jìn)給速度控制14(八)進(jìn)給方向控制14四、直線導(dǎo)軌的選定15a)導(dǎo)軌的選擇15b)光柵傳感器的設(shè)計(jì)16五、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17(I)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案17設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下：18I/O接口規(guī)格18接線圖19PLC控制的安裝接線圖19梯形圖19指令程序20(II)PLC控制系統(tǒng)的接地方法20參考文獻(xiàn)20基于PLC的單軸數(shù)控伺服滑臺設(shè)計(jì)摘要隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動編程PLC（可編程控制器）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。步進(jìn)電機(jī)是一種能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件,在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。論文介紹了步進(jìn)電機(jī)的工作原理和控制原則,以及步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器工作方式。光柵尺傳感器系統(tǒng)主要應(yīng)用于直線移動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)或精密位移量的測量，可實(shí)現(xiàn)移動量的高精確顯示和自動控制，已廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的精密測量。本系統(tǒng)簡單實(shí)用，成本低，完全滿足系統(tǒng)的控制要求，具有很好的實(shí)用性,本文還將給出一些必要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料，供參考之用關(guān)鍵詞：PLC、步進(jìn)電機(jī)、光柵尺一、滑臺整體方案圖二、數(shù)控滑臺的總體設(shè)計(jì)方案2.1滑臺設(shè)計(jì)1.滑臺對數(shù)控滑臺而言，主要是縱橫方向兩個(gè)坐標(biāo)的傳動，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，決定采用點(diǎn)位控制，用伺服電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)，這樣可以使控制系統(tǒng)簡單，成本低，調(diào)試維修容易，為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，此工作臺采用滾珠絲杠螺母副和滾珠滾動導(dǎo)軌，為盡量消除齒側(cè)間隙。1.交流伺服電機(jī)-交流電動機(jī)與直流伺服電機(jī)相比，交流電動機(jī)輸出功率可比直流電動機(jī)提高1070，此外，交流電動機(jī)的容量可比直流電動機(jī)造得大，達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都傾向采用交流伺服驅(qū)動，交流伺服驅(qū)動已有取代直流伺服驅(qū)動之勢。2.聯(lián)軸器采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器的特點(diǎn)是大扭矩承載、高扭矩剛性和卓越靈敏度；免維護(hù)、超強(qiáng)抗油和耐腐蝕性；零回轉(zhuǎn)間隙；體積小巧的聯(lián)軸器，總長度短，結(jié)構(gòu)簡單。3.滾珠絲杠選用的滾珠絲杠精度高，并通過使用高純凈度的合金鋼并采取特殊的表面熱處理方式，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐久性。4.絲杠螺母座采用徑向安裝尺寸小，安裝簡便的絲杠螺母座。5.滑鞍采用田字格結(jié)構(gòu)，徹底減輕滑鞍的重量。2.2運(yùn)動設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)如下在圖a中，伺服電動機(jī)2經(jīng)齒輪副3（或同步齒形帶副），滾珠絲桿4拖動工作臺5。反饋裝置1與電動機(jī)軸相聯(lián)，發(fā)出反饋信號。圖b與圖a基本相同，但反饋裝置在絲桿的端部。在圖c中，伺服電動機(jī)直接與絲桿聯(lián)接。圖a和圖c的優(yōu)點(diǎn)是可以把反饋裝置（如旋轉(zhuǎn)變壓器、測速發(fā)電機(jī)、脈沖編碼器）等裝在伺服電動機(jī)內(nèi)，成為一個(gè)部件。圖b的優(yōu)點(diǎn)是齒輪等傳動副3處于半閉環(huán)之內(nèi)，其傳動誤差可由反饋校正。2.3滾珠絲桿副的尺寸計(jì)算與參數(shù)選用2.3.1滾珠絲桿副簡介數(shù)控機(jī)床為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度,定位精度和防止爬行,必須降低摩擦并減少靜、動摩擦系數(shù)之差。因此，行程不太長的直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)常用滾珠絲桿副。滾珠絲桿副的傳動效率高達(dá)85%98%,是普通滑動絲桿副的24倍。滾珠絲桿副的摩擦角小于1,因此本能自鎖。如果滾珠絲桿副驅(qū)動升降運(yùn)動(如主軸箱或升降臺的升降),則必須有制動裝置。滾珠絲桿可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件，其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，它是傳統(tǒng)滑動絲杠的進(jìn)一步延伸發(fā)展。這一發(fā)展的深刻意義如同滾動軸承對滑動軸承所帶來得改變一樣。滾珠絲杠副因優(yōu)良的摩擦特性使其廣泛的運(yùn)用于各種工業(yè)設(shè)備、精密儀器、精密數(shù)控機(jī)床。尤其是近年來，滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床直線驅(qū)動執(zhí)行單元，在機(jī)床行業(yè)得到廣泛運(yùn)用，極大的推動了機(jī)床行業(yè)的數(shù)控化發(fā)展。滾珠絲桿的特點(diǎn)主要有：（1）傳動效率高在滾珠絲桿副中，自由滾動的滾珠將力與運(yùn)動在絲桿與螺母之間傳遞。這一傳動方式取代了傳統(tǒng)螺紋絲桿副的絲桿與螺母間直接作用方式，因而以極小滾動摩擦代替了傳統(tǒng)絲桿的滑動摩擦。使?jié)L珠絲桿副傳動效率達(dá)到90%以上，為滑動絲桿副的24倍，整個(gè)傳動副的驅(qū)動力矩減少至滑動絲桿的1/3左右，發(fā)熱率也因此得以大幅降低。（2）運(yùn)動平穩(wěn)滾珠絲桿副在工作中摩擦阻力小，靈敏度高，而且摩擦系數(shù)幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)，啟動摩擦力矩與運(yùn)動時(shí)的摩擦力矩的差別很小。所以滾珠絲桿副運(yùn)動平穩(wěn)，啟動時(shí)務(wù)顫動，低速時(shí)無爬行。（3）可以預(yù)緊通過對螺母施加預(yù)緊力能消除絲桿副的間隙，提高軸向接觸剛度，而摩擦力矩的增量卻不大。（4）定位精度和重復(fù)定位精度高由于前述的三個(gè)特點(diǎn)，滾珠絲桿副發(fā)熱率低,溫升以及在加工過程中對絲桿采取預(yù)緊拉伸并預(yù)緊消除軸向間隙等措施,因此采用精密滾珠絲桿副時(shí)可以獲得較高的定（5）使用壽命長滾珠絲桿和螺母均用合金鋼制造，螺紋滾道經(jīng)熱處理（硬度HRC5862）后磨至所需的精度和表面粗糙度，具有較高抗疲勞的能力。滾動摩擦磨損極微，因此具有較高的使用壽命和精度保持性。實(shí)踐證明，使用壽命約為普通滑動絲桿副的410倍，甚至更高。（6）同步性好由于滾珠絲桿副運(yùn)轉(zhuǎn)順滑、消除軸向間隙以及制造的一致性，采用多套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動幾個(gè)相同的部件或裝置時(shí)，由于反應(yīng)靈敏，無阻滯，無滑移，可以獲得較好的同步運(yùn)動。（7）使用可靠，潤滑簡單，維修方便與液壓傳動相比，滾珠絲桿副在正常使用條件下故障率低。維修保養(yǎng)也極為簡單，通常只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。（8）不自鎖由于滾珠絲桿副的摩擦角小，所以不能自鎖。當(dāng)用于豎直傳動或需急停時(shí)，必須在傳動系統(tǒng)中附加自鎖機(jī)構(gòu)或制動裝置。（9）傳動可逆性滾珠絲桿副沒有滑動絲桿粘滯摩擦，消除了在傳動過程中可能出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象，滾珠絲桿副能夠?qū)崿F(xiàn)兩種傳動方式將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動并傳遞動力。2.3.2滾珠絲桿副的消除間隙和預(yù)加載荷滾珠絲桿可以消除反向間隙。為了提高剛度，還可使它在過盈的條件下工作，即可以預(yù)加載荷，或稱預(yù)緊。消除間隙和預(yù)加載荷有很多方法。在機(jī)床上常用的是雙螺母法。把左、右螺母往兩頭撐開，左、右螺母接觸方向相反。左、右螺母裝在一個(gè)共同的螺母體內(nèi)。這就可使螺母作為一個(gè)整體，與絲桿間處于無間隙或過盈狀態(tài)以提高接觸剛度。常見的消除間隙和預(yù)加載荷的方式有雙螺母式和齒差式。本設(shè)計(jì)采用的是雙螺母墊片預(yù)緊的方式。滾珠絲桿的預(yù)緊是根據(jù)下述原則確定的：如在預(yù)緊后的滾珠螺母體上受一個(gè)外載荷F，方向?yàn)橄蛴遥瑒t右螺母4的接觸變形（指螺母滾道-鋼珠-絲桿滾道沿接觸線的變形）加大，左螺母則減小。F大到某種程度，可使左螺母的接觸變形減小到零。如果F再加大，則左螺母與絲桿間將出現(xiàn)間隙，影響定位精度?？梢宰C明，使不受力側(cè)的螺母接觸變形降至零的外載荷F，約等于預(yù)加載荷0F的3倍，（準(zhǔn)確值為2.83倍），F(xiàn)=30F。因此，滾珠絲桿的預(yù)加載荷的0F，應(yīng)不低于絲桿最大軸向載荷的1/3。預(yù)緊后的剛度，可提高到為無預(yù)緊時(shí)的2倍。但是，預(yù)加載荷過大，將使壽命下降和摩擦力矩加大。通常，滾珠絲桿在出廠時(shí)，就已由制造廠調(diào)好預(yù)加載荷。預(yù)加載荷往往與絲桿副的額定動載荷aC有一定的比例關(guān)系。2.3.3滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)主要有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)循環(huán)（浮動反向器）方式。其主要特性有：（1）滾珠返回通道短，不受負(fù)荷的滾珠最少，滾珠間摩擦損失小，提高了傳動的靈敏度；（2）螺母徑向和軸向尺寸較小；（3）返回器剛性高，滾珠循環(huán)裝置有較高的可靠性；（4）返回器在螺母返回孔內(nèi)自由浮動，返回器回路與螺母螺紋滾道的對接可以自動調(diào)整，滾珠在返回循環(huán)過程中摩擦阻力小，傳動平穩(wěn)，定位精確；（5）返回器如用工程塑料制作，則吸振性能好，耐磨，噪聲小，一次成型，工藝簡單，成本低。本設(shè)計(jì)采用雙螺母墊片預(yù)緊的方式。雙螺母預(yù)緊的特點(diǎn)有：（1）修磨墊片來改變兩個(gè)螺母間的軸向距離。分為拉伸預(yù)緊和壓縮預(yù)緊兩種。本設(shè)計(jì)采用拉伸預(yù)緊的方式。（2）結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整片做成兩半，修磨時(shí)不需擰下螺母。調(diào)整后不易松動，剛度高。2.3.4滾珠絲桿副的尺寸計(jì)算A. 根據(jù)定位精度要求確定脈沖當(dāng)量選擇步距角根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初步選擇導(dǎo)程為5mm的絲桿；本系統(tǒng)中的定位精度均為0.025mm，因此脈沖當(dāng)量均取=0.025mm/Hz，為脈沖當(dāng)量為0.025mm/hz；i為傳動比a=360iP因?yàn)楸净_的滾珠絲杠和電機(jī)是用聯(lián)軸器直接相連，故i=1，可得步進(jìn)電機(jī)步距角=0.9根據(jù)快速進(jìn)給速度，確定電機(jī)的最高運(yùn)行頻率vmax=60fmax1000vmax為工作臺運(yùn)行最高速度（m/min）；fmax為步進(jìn)電機(jī)最高運(yùn)行頻率（Hz）。代入工作臺最快進(jìn)給速度60m/min，脈沖當(dāng)量0.025mm/Hz計(jì)算得maxf=40000HZB. 根據(jù)電機(jī)的最高運(yùn)行頻率及步距角，確定電機(jī)最高轉(zhuǎn)速nmax=fmax360計(jì)算可得nmax=2400r/min2.3.5滾珠絲杠計(jì)算、選擇i. 導(dǎo)程的選擇絲桿的導(dǎo)程必須滿足下式Ph0為導(dǎo)程（mm）Vmax為工作臺運(yùn)行最高速度（mm/s）；nmax為電機(jī)最高轉(zhuǎn)速（r/min）;I為傳動比;代入數(shù)據(jù)得導(dǎo)程Pho5mm，故取PB=5（mm）ii. 平均轉(zhuǎn)速由于我們要選擇的絲桿的運(yùn)轉(zhuǎn)方式為無切削方式，由上表可知取絲桿平均轉(zhuǎn)速nm=1400r/min由于我們要選擇的絲桿的運(yùn)轉(zhuǎn)方式為無切削方式，由上表可知取絲桿平均轉(zhuǎn)速nm=1400r/miniii. 平均載荷Fm軸向載荷Fa=Fw+FFw為摩擦阻力，F(xiàn)w=mg其中m=10kg，取0.2;F為切削阻力，為0;計(jì)算可得Fa=19.6N;故平均載荷Fm=Fa=19.6Niv. 時(shí)間壽命與回轉(zhuǎn)壽命工作壽命為5年，一年工作300天，每天工作6小時(shí)，因此工作壽命Lh=5*300*6=9000（小時(shí)）回轉(zhuǎn)壽命L=Lh*nmax*60*I=6480000000rv. 額定動載荷Fw為載荷系數(shù)，此處為普通運(yùn)動，由下表取Fw=1.4計(jì)算可得Ca=4240.21N故選絲桿時(shí)，絲桿的額定動載荷Ca應(yīng)該大于等于4240.21Nvi. 預(yù)緊載荷Fao=Fa/3=19.6N/3=6.53N其中Fa為軸向載荷vii. 絲桿公稱直徑絲桿臨界轉(zhuǎn)速nk=2400*50.8=3000r/minln為臨界長度，取350mmfnk為支承系數(shù)，當(dāng)支承方式為固定-支承時(shí)，取18.9計(jì)算可得d2=1.97mm故所選的絲桿的底徑d2應(yīng)大于等于1.97mmviii. 絲桿初選綜上可知，我們要選的絲桿應(yīng)滿足：導(dǎo)程Pho5mm底徑d29.7mm額定動載荷Ca2420.21N又根據(jù)所設(shè)計(jì)的二維滑臺的精度等設(shè)計(jì)要求，我們初步選取的絲桿型號如下NFSG2053.53P2l2*l1ix. 絲桿螺紋長度l1=lu+2lelu為有效行程，為350mmle為余程，根據(jù)導(dǎo)程PB=5mm和下表可知le=20mm計(jì)算可得l1=390mm故絲桿螺紋的長度不得小于390mm加上絲桿螺母總成的一半21.5mm（螺母總長為43mm）得絲桿螺紋長度411.5mm，在此取絲桿螺母長度為l1=430mm。則軸承之間的距離la=430mm。加上軸承安裝長度和與聯(lián)軸器的連接長度，取絲桿長度為500mm故絲桿編號為：NFSG2053.53P25004302.3.6滾珠絲桿傳動系統(tǒng)剛度1) 絲桿剛度當(dāng)ls1=lk時(shí)，Rs為最小值，一般情況下計(jì)算最小剛度值Ra=165*（d0-0.707Dw）2Lst可得Ra=144.8N/min此時(shí)計(jì)算軸向彈性變形量s=FaRs計(jì)算可得s=0.14m2) 螺母剛度Rnu=0.8*R*（Fs0Ca）1/3Ca=10033NFs0=1/3Fa=6.5N剛度計(jì)算系數(shù)取0.1（墊片預(yù)緊）計(jì)算可得Rnu=45.8N/mnu=FaRnu計(jì)算可得nu=0.43m3) 支承剛度查表可得RaL=1020N/mal=FaRal計(jì)算可得aL=0.019m4) 軸向總剛度1Rtot=1Rs+1Rnu+1Ral計(jì)算可得Rtot=33.65N/mtot=s+nu+al計(jì)算可得tot=0.589m2.6軸承的選定軸承跟絲桿的配合方式是過盈配合，根據(jù)絲桿內(nèi)徑（20mm），選取內(nèi)徑為20mm的軸承。支承方式選用“固定游動”型。在固定端固定端采用一對深溝球軸承，型號如下：新標(biāo)準(zhǔn)6203 ，尺寸為：軸承系列：深溝球軸承內(nèi)徑d：17mm外徑D：40mm厚度B：12mm材質(zhì)：軸承鋼載荷方向：向心或徑向或二者皆可 內(nèi)外徑尺寸：17*402.7聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)原理及型號選擇一般機(jī)械都是由原動機(jī)、傳動機(jī)和工作機(jī)構(gòu)組成，這三部分必須聯(lián)接起來才能工作，而聯(lián)軸器就是把它們聯(lián)接起來的一種重要裝置。聯(lián)軸器主要用于兩軸之間的聯(lián)接，它也可用于軸和其它零件（卷筒、齒輪、帶輪等）之間的聯(lián)接。它的主要任務(wù)是傳遞扭矩。根據(jù)被聯(lián)接兩軸的相對位置關(guān)系，聯(lián)軸器可分為剛性、彈性和液力三種。剛性聯(lián)軸器用在兩軸能嚴(yán)格對中，并在工作時(shí)不發(fā)生相對位移的地方；彈性聯(lián)軸器用在兩軸有偏斜或工作中有相對位移的地方；液力聯(lián)軸器是用液體動能來傳遞功率，用在需要保護(hù)原動機(jī)不遭過載損壞而又可空載起動的地方。幾種常用的聯(lián)軸器：一、剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸軸線的相對偏移的能力，也不具備緩沖減震性能；但剛性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜。適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、軸的剛性較大、且能保證被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移極小的情況下。凸緣式聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼式聯(lián)軸器聯(lián)軸器型號的計(jì)算及其選則：公式：TC=KTT1.名義轉(zhuǎn)矩T（Nm）名義轉(zhuǎn)矩T=9550pn=9550*0.42400=1.592Nm2.計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC考慮機(jī)器啟動時(shí)的彈性力和過載等影響，應(yīng)將名義轉(zhuǎn)矩修正為計(jì)算轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC（Nm）可按下式計(jì)算：TC=KT式中K的工作情況系數(shù)為1.251.5則Tc=1.25*1.592=1.99Nm據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表17-2選擇凸緣聯(lián)軸器（GB5843-86），所以聯(lián)軸器選擇的型號為：YL3-YLD3型 確定聯(lián)軸器的型號需滿足TcT T為了聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩Tc=1.99NmT=25Nm滿足要求校核聯(lián)軸器最大轉(zhuǎn)速：聯(lián)軸器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足nmaxnn為聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)速nmax=24004時(shí)，因此大型生產(chǎn)線應(yīng)對此予以充分考慮采用硬件環(huán)行分配器，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，但可以節(jié)省占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)。在PLC對步進(jìn)電機(jī)的控制中,需要根據(jù)下面計(jì)算出3個(gè)參數(shù):脈沖當(dāng)量=(步進(jìn)電機(jī)步距角螺距)/(360傳動速比)脈沖頻率上限=(移動速度步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù))/脈沖當(dāng)量最大脈沖數(shù)量=(移動距離步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù))/脈沖當(dāng)量根據(jù)這3個(gè)參數(shù),才能計(jì)算出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)。步進(jìn)電機(jī)的控制以開環(huán)控制居多。如果用光柵尺做速度或位置反饋,結(jié)合PLC的高速脈沖計(jì)數(shù)功能,就可實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制本系統(tǒng)由歐姆龍CPM1A控制器、和森創(chuàng)60CB040C-010000型交流伺服電機(jī)、和MS0040C型號的驅(qū)動器、歐姆龍區(qū)域傳感器 F3W-D052A光柵尺、西門子TP170人機(jī)界面組成。系統(tǒng)框圖如圖所示 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下：1、任務(wù)：工作臺來回往復(fù)運(yùn)動由伺服電動機(jī)帶動蝸輪驅(qū)動工作臺，工作臺速度和方向由限位開關(guān)SQ1SQ4控制。工作臺循環(huán)工作過程為：工作臺起動向右移動工進(jìn)減速至換向左移快速返回減速至換向進(jìn)入正向工作狀態(tài)。2、要求：（1）電氣原理圖設(shè)計(jì)，工作方式設(shè)置為自動循環(huán)、點(diǎn)動二種。（2）PLC梯形圖設(shè)計(jì)，工作方式設(shè)置為自動循環(huán)、點(diǎn)動、單周循環(huán)和步進(jìn)四種。（3）有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。（4）自動循環(huán)時(shí)應(yīng)按上述順序動作。I/O接口規(guī)格 接線圖 PLC控制的安裝接線圖 梯形圖 指令程序(II) PLC控制系統(tǒng)的接地方法1.由于PLC機(jī)柜和操作臺、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如腐蝕、絕緣破損等）而有可能帶危險(xiǎn)電壓，所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地，低于36V供電的設(shè)備，無特殊要求可不做接地保護(hù)。2.PLC控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位，基準(zhǔn)電位的連接線稱為系統(tǒng)地，通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線，系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。3.為防止靜電感應(yīng)和磁場感應(yīng)而設(shè)置的屏蔽接地端子應(yīng)做屏蔽接地。其中信號回路接地和屏蔽接地又通稱為工作接地參考文獻(xiàn)1. 孫波主編.畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典.西安電子科技大學(xué)出版社，20082. 蔣秀珍主編.精密機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社.20103. 馮浩 王建新 趙書尚主編.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社.20094. 王昆 何小柏 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