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维护FANUC驱动器. PLC直接控制步进电机的应用实例

2020-07-24 09:06分类:步进电机 阅读:

 

直接控制步进电机的可编程控制器可以显着降低组合机床自动生产线控制系统的成本. 介绍了利用PLC控制步进电机驱动的数控滑台的方法,伺服控制,驱动和接口以及步进电机PLC控制的软件逻辑.

1概述

在模块化机床的自动生产线中,一般根据不同的加工精度要求设置三种类型的滑台(1)液压滑台用于切削量大,加工精度要求低的粗加工过程; (2)机械滑动工作台用于半精加工,切削量中等,对加工精度有一定要求; (3)CNC滑台用于精加工,切削量小,加工精度要求高. 可编程控制器(简称PLC)具有通用性强,可靠性高,命令系统简单,编程简单易学,易于掌握,体积小,维护工作量少富士驱动器维修,现场接口方便等优点,在工业上得到了广泛的应用. 安装. 在自动控制下. 特别是在模块化机床的自动生产线的控制以及数控机床的S,T,M功能的控制中,它表现出了出色的性能. PLC控制的步进电机的开环伺服机构应用于模块化机床自动生产线上的CNC滑台控制. 即使只占用PLC和PC的3〜5个I / O接口的自动线控制单元,该单元的CNC系统也可以省去plc控制步进电机,并且该单元的控制系统成本可以降低70〜90%.

2个PLC控制的CNC滑台结构

通常,模块化机床自动生产线中的CNC滑台采用由步进电机驱动的开环伺服机构. 由PLC控制的CNC滑台由可编程控制器,圆形脉冲分配器,步进电机驱动器,步进电机和伺服驱动机构组成,如图1所示.

图1

伺服驱动机构中的齿轮Z1和Z2应采取防反冲措施,以避免反向死区或降低加工精度;丝杠副应根据机组孔副的加工精度要求科比变频器维修,决定是否使用钢球. 采用滚珠丝杠副,传动效率高,系统刚性好,传动精度高,使用寿命长,但成本高,不能自锁.

3种数控滑台的PLC控制方法

CNC滑台的三个主要控制因素:

3.1行程控制

通常,液压滑台和机械滑台的行程控制是通过位置或压力传感器(行程开关/止动铁)实现的; CNC滑台的行程通过数字控制实现. 从数控滑台的结构可以知道,滑台的行程与步进电动机的总旋转角成正比,因此控制步进电动机的总旋转角就足够了. 从步进电机的工作原理和特性可以知道,步进电机的总旋转角度与输入控制脉冲的数量成正比;因此,PLC输出的脉冲数可以根据伺服机构的位移来确定:

n = DL / d(1)

其中DL——伺服机构的位移(毫米),d——伺服机构的脉冲当量(毫米/脉冲)

3.2进给速度控制

伺服机构的进给速度取决于步进电机的速度,而步进电机的速度取决于输入脉冲频率;因此,可以根据过程所需的进给速度来确定PLC输出的脉冲频率: <

f = Vf / 60d(Hz)(2)

公式Vf——伺服机构的进给速度(mm / min)

3.3进纸方向控制

进给方向控制是步进电机的转向控制. 可以通过改变步进电机每个绕组的通电顺序来改变步进电机的转向;例如,当步进电动机正转时,三相步进电动机的通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A.... 当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A的顺序通电时...步进电机反转. 因此,可以通过PLC输出的方向控制信号改变硬件圆形分配器的输出顺序发那科控制器维修,或者通过编程来改变步进电机绕组的通电顺序来改变输出脉冲的顺序.

4PLC的软件控制逻辑

从滑台的PLC控制方法可以看出,应相应地控制步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率. 因此,在控制软件上设置一个可控制脉冲数和脉冲频率的脉冲信号发生器;对于较低频率的控制脉冲,可以使用PLC中的计时器来构成,如图2所示. 可以通过计时器的定时常数来控制脉冲频率以控制脉冲周期,并且可以通过以下方式控制脉冲总数: 设置脉冲计数器C10. 当脉冲数达到设定值时,计数器C10会切断脉冲发生器电路以停止工作. 当没有脉冲输入时伺服驱动器原理,伺服机构的步进电机停止运行,并且定位了伺服执行器. 当伺服驱动器的位移速度较高时,可以使用PLC中的高速脉冲发生器. 不同PLC的高速脉冲频率可以达到4000〜6000Hz. 对于自动生产线上的通用伺服机构,其速度可以完全满足.

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图2

5个伺服控制,驱动器和接口

5.1步进电机控制系统的组成

步进电机的控制系统由一个可编程控制器,一个圆形脉冲分配器和一个步进电机电源驱动器组成. 其结构如图1所示.

在控制系统中,PLC用于生成控制脉冲;通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲,以控制步进电机的旋转角度,然后控制伺服机构的进给. 同时,脉冲频率是通过伺服机构的编程来控制的. 环路脉冲分配器的进给速度将根据步进电机的上电顺序将可编程控制器输出的控制脉冲分配给相应的绕组. PLC控制的步进电机可以采用软件循环分配器,也可以采用硬件循环分配器,如图1所示. 使用软环会占用更多的PLC资源,尤其是当步进电机绕组的相数M> 4较大时. 规模生产线应予以充分考虑. 使用硬件环形分配器风机维修,虽然硬件结构稍微复杂一些,但可以节省PLC的I / O点. 目前,市场上有各种专用芯片. 步进电机电源驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到数十至数百伏,几安培至十安培的驱动能力. 普通的PLC输出接口具有一定的驱动能力,而普通晶体管DC输出接口的负载能力仅为几十到数十伏特和几十到几百毫安. 但是,功率步进电动机需要数十至数百伏的驱动能力以及几安培至十安培以上的驱动能力,因此应使用驱动器来放大输出脉冲.

5.2可编程控制器的接口

如果伺服机构使用硬件环形分配器plc控制步进电机,则PLC占用的I / O点数少于5点,通常只有3点. 端口I占用一点作为启动控制信号. 端口O占用2点,一个点用作PLC的脉冲输出接口,连接到伺服系统硬环的时钟脉冲输入端,另一点用作步进电机转向控制信号,连接硬环的相序分布控制端如图3所示. 当伺服系统使用软件环形分配器时,其界面如图4所示.

6个应用示例和结论

PLC控制的开环伺服机构用于大型生产线的CNC滑台. 每个滑台仅占用4个I / O接口,从而节省了CNC控制系统. 脉冲当量为0.01〜0.05mm. 进给速度为Vf = 3〜15m / min,完全满足工艺要求和加工精度要求.

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