1、硬件的设计 利用步进电动机带动丝杆转动，利用丝杆的转动带动工作台的前进。对进给装置电气传动系统的关键部件进行设计计算，同时也要对进给装置传动装置的关键部件进行设计计算。 2、软件的设计 利用PLC来实现对电机的控制。针对不同的工件调用相应的程序来对电机的运行进行控制，实现多工步自动推料进给。 第二章设备的测试与转接板的制作 2．1设备的测试 1、设备改造分析 原设备为PMAC设备，现在用的是其中的电机驱动电路和限位关系，因此必须了解其中的MYCOM步进电机的驱动关系和限位原点定义。 MYCOM步进电机的驱动器说明： CP11端子：1-------5V 2-------PLUS（脉冲输入） 3-------5V 4-------DIR（方向输入） CP12端子：1-------电机A向 2-------电机A/向 3-------电机B向 4-------电机B/向 CP13端子：1-------24V 2-------24V 3-------GND 4-------GND 要实现多工步自动推料进给，只要电机要按照规定的方式转动即可，故只需控制脉冲和方向。即只需将外部信号给CP11端子，CP12端子和CP13端子并不会影响电机的转速和转动方向，故可以用原PMAC设备的部件。 2、设备限位关系的测量 限位原点的定义： 经过对原设备的观察，得知原设备及限位开关是点接触式的限位开关，故电压大小不会影响其工作。 图1 图1为原PMAC设备的限位接控制输入的十针插座，在各个位置时对十针插座的测量结果如下： 任意位置时：1、3、4、5、6、7、8、9接通 X电机转动，X轴带动工作台到X原点时：1、3、5、6、7、8、9接通 Y电机转动，Y轴带动工作台到Y原点时：1、3、4、6、7、8、9接通 X电机转动，X轴带动工作台到X左极限时：1、3、4、5、7、8、9接通 X电机转动，X轴带动工作台到X右极限时：1、3、4、5、6、7、9接通 Y电机转动，Y轴带动工作台到Y左极限时：1、3、4、5、6、8、9接通 Y电机转动，Y轴带动工作台到Y右极限时：1、3、4、5、6、7、8接通 注：在测量X轴向的各个位置时Y轴位于非圆点，非极限位： 在测量Y轴向的各个位置时X轴位于非圆点，非极限位。 由以上测量结果分析可知： （1）、原设备的限位开关使用的是限位开关的常闭触点； （2）、原设备的COM端是1、3即模拟地，而2和10没有使用； （3) 、X轴原点接入点为4，Y轴原点接入点为5，X轴左极限接入点为6，X轴右极限接入点为8，Y轴左极限接入点为7，Y轴右极限接入点为9。 可以得出原设备的限位接线关系如图2所示： 图2 2．2制作转接板及电路分析 １、电路分析 要实现PLC对步进电机的控制要做以下两步： （１）：将PLC的发出的脉冲和方向信号送给步进电机驱动器； （２）：将工作台的限位开关引入到PLC的输入点。 ２、电路原理图如图３ 图３ 其中电阻Ｒ１和Ｒ２分别为脉冲和方向的下拉电阻。 下拉电阻Ｒ１的连接说明： 程序编好后，经PLC调试有脉冲输出，但是当它跟ＰＭＡＣ设备的电机驱动器连接后电机却不转，为了解决这一问题做了以简单的检验设备，如图４： 图４ 发光二极管的最大要求电流是10MA而所要测的电路中两端电压是5V，所以取得电阻为500欧姆。 检验过程如下： （1）、通过原设备的手摇设备使原设备有脉冲输出并驱动电机转动，PLC的脉冲输出是断开的，经检验，发光二极管闪烁，得知原设备输出的是高低电平脉冲。 （2）、将PLC接通并将程序输入到PLC中，通过检验PLC输出端，此时输出端没有联接到电机驱动器上，经检查，发光二极管闪烁，得知PLC输出的也是高低电平脉冲。 （3）、将PLC输出端联接到电机驱动器上，并将检验电路接到脉冲输出端和0V之间，此时电机转动，发光二极管也闪烁。 通过以上的检测，推理得知在电机驱动器里应该有一个电容，当脉冲处于高电平时电容充电，当脉冲处于低电平时由于有电容，低电平不能马上被输入到电机驱动器里，不能被识别所以电机不转。当接一电阻时起到了将电容电压拉低的作用，这样低电平可以输入到电机驱动器里，这样电机就可以转了。示意图如图５： 图５ 下拉电阻Ｒ２的连接说明： 当程序编好进行调试时，发现不管ＰＬＣ方向控制输出端是１还是０电机只是右转，为分析并解决这一问题做以下测试： （１）、将ＰＬＣ的方向输出端与电机驱动器断开，用万用表的支流档来测试ＰＬＣ的方向输出端电压是否有变化。测量结果是当ＰＬＣ方向控制输出端是１时该端电压是５伏，当ＰＬＣ方向控制输出端是１时该端电压是０伏。 （２）、将原设备的脉冲方向端接到电机驱动器上，通过原设备的手摇设备驱动电机转动。测量结果是当电机右转时方向控制端的电压是５伏，当电机左转是方向输出端的电压是０伏，当电机不转时方向输出端的电压是５伏。 （３）将原设备的脉冲方向端与电机驱动器上断开，测的电机驱动器的方向控制端的电压是５伏。 对测试结果分析得知：电压驱动器上在方向端提供５伏的电压。故当需要电机左转时需要一个下拉电阻来将方向端的电压拉低，使得电机可以左转。通过使用ＰＬＣ来控制继电器来使得电压拉低。 环形分配器说明（如图6）： 步进电动机的各相绕组必须按一定的顺序通电才能正常工作。这种位电动机绕组的通电顺序按一定规律变化的部分称为脉冲分配器，又称为环型脉冲分配器。实现环型分配的力法有3种：一种是采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环型分配，简称软环分。该方法能充分利用计算机软件资源，以降低硬件成本．尤其是对多相电动机的脉冲分配具有更大的优点。但由于软环分占用计算机的运行时间，故会使插补次的时间增加，易影响步进电动机的运行速度。另种足采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环型脉冲分配器。这种方式灵活性很大，可搭接任意通电顺序的环形脉冲型分配器，同时在工作时不占用计算机的工作时间。第三种是采用专用环型分配器器件，如cH250，即为一种三相步进电动机专用环型分配器，它可以实现三相步进电动机的各种环型分配，使用方便，接口简单。 ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下：ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。