机电控制实习（二）指导书（学生用） - 图文(7)

4.2 2轴联动控制

试编程实现让2个步进马达以不同速度运行，运行到不同圈数后停止，并要求步进电机满足下面5个要求：

① 单双八拍方式A-AB-B-BC-C-CD-D-DA；

② 电机1在第1圈加速到125 rpm（步进间隔5ms），随后匀速运转5圈，然后在1圈内减速停止，共运转7圈；

③ 电机2在第1圈加速到625 rpm（步进间隔1ms），随后匀速运转10圈，然后在1圈内减速停止，共运转12圈；

④ x轴和y轴联动（同时运动）； ⑤ 只允许使用定时器T0。 解：

已知转子齿数为12，步进电机工作于单双八拍方式A-AB-B-BC-C-CD-D-DA，则步距角=360/(12×8)=3.75 度。

当步进电机的转速分别为125rpm、625rpm时，按下式计算步进间隔：

603.75?0.625sVn = ×= rpm

TinTin360?由Vn=125得：Tin=0.005s=5ms； 由Vn=625得：Tin=0.001s=1ms。

设定T0的定时间隔为1ms，T0初值=216-922=64614=FC66H。

解题思路：

速度不一样，转动圈数不一样 → 步进间隔不一样，总步数不一样 假设电机1转4步，电机2转6步（实际值不是这么多） 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

循环查询电机1和电机2的步进间隔时间是否到，若到则输出相序信号。

某一时刻电机1和电机2的相序 → 前一步的相序、步进间隔，步进间隔→上一步的步进间隔、加减速状态。

程序思想：

预处理：定义速度基时MotorTimer1和MotorTimer2（步进时刻）、速度变量（控制步进间隔）rate1和rate2、加速标志ac1和ac2、步进数变量step1和step2、步进电机的相序数组以及1ms定时计数变量Tick_1ms。rate1=17, rate2=13.(在1圈内加速，即电机每转1齿加速1次) 主程序

步进电机初始化：P1口输出高电平使步进电机的所有相断电；

系统初始化：定时器0的模式和初值设置，开定时器0中断，开定时器0，P1口输出步进电机1和步进电机2的初始相序； While（1） {

调用compute_speed (&Rate1, &ac1, step1, 6)函数计算步进电机1的步进间隔Rate1； 调用TickOut(&MotorTimer1 , Rate1)计时函数计算电机1的步进间隔时间是否到，如果时间到且步进总步数未完，则调用SetMotor1 ()函数获取步进电机1的相序；

调用compute_speed(&Rate2, &ac2, step2, 11)函数计算步进电机2的步进间隔Rate2； 调用TickOut(&MotorTimer2 , Rate2)计时函数计算电机2的步进间隔时间是否到，如果时间到且步进总步数未完，则调用SetMotor2 ()函数获取步进电机2的相序；

从P1口输出步进电机1和步进电机2的相序给ULN2003D驱动电机转动。 }

注意：若使用T0作为1ms定时器、T1作为5ms定时器，则TickOut函数应有2个，并且Rate1和Rate2的初值相同（都可设为13）。

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思考题：

① 假设数控机床有x轴和y轴，分别对应步进电机1和步进电机2，步进电机1每转1圈x轴运动1mm，步进电机2每转1圈y轴运动1mm，刀架当前的坐标位置是（20mm，50mm），如何使刀架移动到坐标位置（70mm，150mm）？如何使刀架移动到坐标位置（70mm，-150mm）？

② 数控机床的进给速度有高速档和低速档2种，对应步进电机的转速分别为625rpm和125rpm，若要求x轴和y轴都工作于高速档该如何实现？若要求x轴工作于低速档、y轴工作于高速档该如何实现？

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项目5 PLC机床控制改造实践

一、实习目的

理解PLC机床控制系统的原理，学习PLC机床控制系统的改造方法。

二、实习器材

机床控制柜、电动机、PLC、编程电缆、多股铜芯软电线、绝缘端子、十字螺丝刀、一字螺丝刀、压线钳、数字号码管、扎带等。

三、项目要求

通过分析机床控制功能，理解机床控要求。选择设备，列写PLC的I/0分配表，画出PLC外部连接图。通过PLC外部连接图，进行控制柜电器的布线。完成PLC梯形图的设计，并仿真调试，正确无误后，联机调试。完成调试后，撰写技术文档。

四、实习方法与步骤

1．分析机床控制功能，理解机床控要求。 以Z3040摇臂转床控制系统为例：

摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。主要运动如下：

? 主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转

换实现的，故主电动机只有一个旋转方向。 ? 摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动。

? 主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压

力油。

? 冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。

主电路如下图5-1所示。控制回路与辅助回路如图5-2所示。

图5-1

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图5-2

控制电源由控制变压器TC二次侧输出110V供电，中间抽头603对地为信号灯电源6.3V，215号线对地为照明输出36V。 主电动机的旋转控制

首先将断路器QF2～QF5扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。然后再将断路器QF1扳到接通位置，电源指示灯亮。

按下起动按钮SB1，中间继电器KA通电并自锁，为主电动机与其他电动机的起动做好了准备。

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按下按钮SB2时，交流接触器KM1线圈通电并自锁使主电动机旋转，同时主电动机旋转的指示灯HL4亮。主轴的正转与反转用手柄通过机械变换的方法来实现。 摇臂上升

按下按钮SB3，时间继电器KT1得电，瞬动动合触点(33-35)闭合，KM4得电，M3起动供给压力油，经分配阀体进入松开油腔，推动活塞使摇臂松开。活塞杆通过弹簧片使限位开关SQ2的动断触点断开，KM4线圈断电，SQ2的动合触点(17-21)闭合，KM2线圈通电，主触点闭合，M2旋转使摇臂上升。 摇臂夹紧

摇臂升到所需位置时，松开按钮SB3，KM2和KT1断电，M2断电，摇臂停止上升。当持续1~3s后，KT1的断电延时闭合的动断触点(47-49)闭合，KM5线圈经7-47-49-51号线得电，M3反转，压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧。活塞杆通过弹簧片使SQ3的动断触点(7-47)断开，KM5线圈断电，M3停止，完成摇臂的松开—上升—夹紧动作。 摇臂升降相关

摇臂升降电动机正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。摇臂上升和下降的电路中加入了触点互锁和按钮互锁。摇臂的上升或下降是短时的调整工作，采用点动方式。 限位开关SQ1实现摇臂的上升或下降极限位置保护。SQ1实际上是两个行程开关，动断触点(15-17)是摇臂上升时的极限位置保护，另一动断触点(27-17)是摇臂下降时的极限位置保护。限位开关SQ3的动断触点(7-47)在摇臂可靠夹紧后断开。如果液压夹紧机构出现故障或SQ3调整不当，将造成液压泵电动机M3过载，过载保护热继电器动断触点将断开，KM5释放，M3断电停止。

立柱和主轴箱的松开与夹紧控制

可以单独进行，也可以同时进行。由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。 主轴箱松开

SA2扳向右侧时，触点(57-59)接通，触点(57-63)断开。主轴箱要松开时，按下按钮SB5，时间继电器KT2和KT3线圈同时通电 …… 此处隐藏：2100字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……