机械5

小型模具柔性制造系统立体仓库及巷式起重机的设计： PLC程序.doc 开题报告.doc 小型模具柔性制造系统立体仓库及巷式起重机的设计.doc 接线图和底座.dwg 目录.doc 起重机和导轨.dwg 附录.doc 巷式起重机主要由步进电机、光杆、滚珠丝杠、气动储取货物机构组成。 2.1步进电机的选择 2.1.1步进电机的运动控制 步进电机是生产机械上常用的另一种运动部件，它具有结构简单，控制方便，定位准确，成本低廉等优点，因而应用十分广泛。目前世界上主要的PLC厂家生产的PLC均有专门的步进电机控制指令，可以很方便地和步进电机构成运动控制系统。 步进电机和生产机械的连接有很多种，常见的一种是步进电机和丝杠连接，将步进电机的旋转运动转变成工作台面的直线运动。 在这种应用中，关系运动直接后果的参数有以下几个： N：PLC发出的控制脉冲的个数
n：步进电机驱动器的脉冲细分数（如果步进电机驱动器有脉冲细分驱动） θ：步进电机的布距角，即步进电机每收到一个脉冲变化，轴所转过的角度 d：丝杠的螺纹距，它决定了丝杠每转过一圈，工作台面前进的距离 根据以上几个参数，我们可以得到以下结果： PLC发出的脉冲个数到达步进电机上，脉冲实际有效数应为N/
n 步进电机每转过一圈，需要的脉冲个数为360/θ 则PLC发出N个脉冲，工作台面移动的距离为： PLC要和步进电机配合实现运动控制，还需要在PLC内部进行一系列设定，或者是编制一定的程序。不同的PLC类型所要编制的程序不同，控制字也有不同，参考其说明书就可以知道这种差异。另外，步进电机控制是要用高速脉冲控制的，所以PLC必须是可以输出高速脉冲的晶体管输出形式，不可以使用继电器输出形式的PLC来控制步进电机。 2.1.2步进电机的原理与选择 1.步进电机的工作原理 步进电机是数字控制系统中的执行电动机，当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转一步，当电脉冲按某一相序加到电动机时，转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小；改变输入脉冲的通电相序，就能控制步进电动机转子机械位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按某一相序连续加到步进电动机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿某一方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就能控制步进电动机的转速和转向，实现宽广范围内速度的无级平滑控制。步进电动机的这种控制功能，是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式、永磁式和混合式，步进电动机的相数可分为：单相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多种。增加相数能提高步进电动机的性能，但电动机的结构和驱动电源就会复杂，成本就会增加，应按需要合理选用。 2.步进电动机的特点 步进电动机是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的，其特点是没有积累误差(精度为100％)，所以广泛应用于各种开环控制。 步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比 步距值不容易因为电气、负载、环境条件的变化而改变,使用开环控制(或半闭环控制)就能进行良好的定位控制。 起制动、正反转、变速等控制方便。 价格便宜,可靠性高。 步进电动机的主要缺点是效率较低,并且需要配上适当的驱动电源。 步进电动机带负载惯性的能力不强,在使用时既要注意负载转矩的大小,又要注意负载转动惯量的大小,只有当两者选取在合适的范围时,电机才能获的满意的运行性能。 由于存在失步和共振，因此步进电机的加减速的方法根据利用状态的不同而复杂多变。 3.步进电机驱动系统的基本组成 与交直流电动机不同，仅仅接上供电电源，步进电机不会运行的。为了驱动步进电动机，必须由一个决定电动机速度和旋转角度的脉冲发生器（在该立体仓库控制系统中采用PLC作脉冲发生器进行位置控制）、一个使电动机绕组电流按规定次序通断的脉冲分配器、一个保证电动机正常运行的功率放大器，以及一个直流功率电源等组成一个驱动系统，如下图所示。