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PLC控制步进电机分度的设计与实现详细说明
许程景
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简要介绍利用 PLC 控制步进电机对执行元件进行自动分度， 重点介绍一种 PLC 控制步进电机的分度算法， 可实现 360°内转角误差为 0， 保证了精确分度， 并给出分度算法梯形图。
大型轴承内、外套上的分度、打孔是轴承中的关键工序， 它的工艺水平和质量的高低直接影响轴承的质量、寿命和制造成本。目前轴承行业大型轴承内、外套的分度方式普遍采用人工分度方式， 其分度精度低、累积误差大、工作效率低、工人劳动强度大， 对轴承性能的提高造成很大的影响。我们所研制的大型数控分度头， 采用 PLC 可编程控制器， 控制步进电机驱动蜗轮蜗杆对执行工件进行自动分度， 结构简单、制造费用低， 较好地解决了生产中的实际问题。
总体设计方案步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下， 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数， 而不受负载变化的影响， 即给电机加一个脉冲信号， 电机则转过一个步距角。其重要特点是只有周期性的误差而无累积误差。步进电机的运行要有步进电机驱动器这一电子装置进行驱动， 这种装置就是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移， 或者说： 控制系统每发一个脉冲信号， 通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。因此， 控制步进脉冲信号的频率， 可以对电机精确调速; 控制步进脉冲的个数， 可以对电机精确定位。在我们所设计的数控分度头中， 就是利用这一线性关系， 用 PLC 进行电气控制、编写分度算法程序， 控制脉冲信号的频率和脉冲数， 步进电机驱动蜗轮蜗杆对执行工件进行精确分度， 并可实现调整、手动分度、自动分度等多种电气控制。电气控制方案为 PLC+步进电机及可细分驱动器+数显尺。 PLC 选用 DVP20EH00T， AC220V 供电 20 点， 200Hz 晶体管输出类型; 根据分度精度要求考虑， 选用可细分驱动器及步进电机， 考虑分度时对工件的扭矩 M=FR=fNR， 计算出最大扭矩为 27Nm。按矩频特性选取步进电机， 选 130BYG350A 型三相混合式步进电机及配套细分驱动器 MS- 3H130M。
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