毕业设计-基于PLC的行程200mm电动滑台结构及控制系统开发

1、密级：学号： 本科生毕业设计基于PLC的行程200mm电动滑台结构及控制系统开发学 院： 智能工程学院 年 级： 20级机设专升本1班 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 指导老师一： 指导老师二： 摘 要电动滑台，是直线滑台的一种，工业上又常称为直线模组，线性模组，单轴机械手臂，单轴机器人等，由直线滑台与马达驱动的结合构成。在工业自动化应用中，通过马达驱动实现带动工件自动线性运动。通过多方向轴的组合，组成设备上的运动执行机构，这种机构常被称为：工业机械手、XYZ轴机械手、坐标轴滑台等。PLC(可编程逻辑控制器)是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程

2、的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。基于PLC的电动滑台控制系统能够满足各种控制要求,且灵活性好、可靠性高,有效提高了组合机床的自动化程度。关键词：电动滑台；PLC(可编程逻辑控制器)；控制系统AbstractElectric slide, is a kind of linear slide, industrially often referred to as linear module, linear module, single-axis mechanical arm, single

3、-axis robot, etc., by the combination of linear slide and motor drive. In industrial automation applications, the automatic linear motion of the workpiece is realized by motor drives. Through the combination of multi-directional axes, the motion actuator on the equipment is composed, which is often

4、referred to as: industrial manipulator, XYZ axis manipulator, coordinate axis slide and so on.PLC (Programmable Logic Controller) is an electronic system for the operation of digital operations specifically designed for applications in industrial environments. It uses a programmable memory in which

5、instructions for performing operations such as logical operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations are stored, and various types of mechanical equipment or production processes are controlled through digital or analog inputs and outputs.The PLC-based electric slide contr

6、ol system can meet various control requirements, and has good flexibility and high reliability, which effectively improves the degree of automation of the combined machine tool.Key Words: Electric slide; PLC (Programmable Logic Controller); Control Sys目 录第一章 引言11.1 概述11.2 国内外研究现状11.3 选题的目的及意义2第二章 电动

7、滑台的总体设计方案32.1 电动滑台结构选用32.1.1 电动滑台的结构分别是:同步齿型带结构和丝杆式结构。32.2 电动滑台控制系统硬件设计42.3 螺母丝杠的选用52.4 滚珠丝杆副的尺寸计算与参数选用52.4.1 滚珠丝杆副简介52.4.2 滚珠丝杆副的消除间隙和预加载荷62.4.3 滚珠丝杆副的结构62.4.4 滚珠丝杆副的长度选用72.5 步进电机的选择72.6 联轴器的选择8第三章 机械部分的设计10第四章 PLC控制电动滑台的设计114.1 电动滑台的PLC控制办法114.1.1 行程控制114.1.2 PLC的进给方向控制方法114.1.3 PLC的进给速度控制方法114.2

8、PLC编程语言介绍114.3 驱动器的连接124.3.1 驱动器与电源的连接134.3.2 驱动器与步进电机的连接134.3.3 驱动器和PLC的连接14第五章 电动滑台设计任务及要求155.1 电动滑台的设计任务155.2 电动滑台的设计要求155.3电动滑台数据的计算155.4 PLC的控制165.4.1 I/O的分配165.4.2 I/O口接线图165.4.3 程序流程图175.4.4梯形图175.4.5脉冲输出19第六章 总结与展望21参考文献22致谢23第一章 引言1.1 概述设备中电动滑台常用的可编程操控器(简称PLC)以其通用性强、可靠性高、指令体系简单、编程简便易学、易于掌握、

9、体积小、修理作业少、现场接口装置方便等一系列长处，被广泛应用于工业自动操控中。特别是在组合机床自动生产线的操控及CNC机床的S、T、M功用操控更显示出其杰出的性能。PLC操控的步进电机开环伺服组织应用于组合机床自动生产线上的直线模组滑台操控，可省去该单元的数控体系使该单元的操控体系本钱降低7090%，甚至只占用自动线操控单元PLC的35个I/O接口及1KB的内存。特别是大型自动线中能够使操控体系的本钱显著下降。1.2 国内外研究现状电动滑台的发展空间巨大，越来越多的公司参与到电动滑台的研究开发中。国外的一些企业和机构很早之前就开始研发电动滑台产品，技术也比较先进。现在国际上生产电动滑台比较知名

10、的公司有：美国的Danaher Motion、Moog、Parker、Exlar、Duff-Norton，丹麦的Linak，日本的Cosmic，德国的Bosch等。美国Danaher Motion公司生产的电动滑台在国际上享有盛誉。Danaher Motion公司设计研发的电动滑台在一些场合已经可以完全代替液压滑台和气滑台等，为用户带来了巨大的经济效益。美国的Parker公司是全球领先的传动系统制造公司，该公司生产的系列电动滑台在精度、行程长度和承载能力上都已达到国际一流水平。该公司生产的一些电动滑台产品已经在航天设备上得到了应用。系列电动滑台和各种附件组合使用，被广泛应用于机床垂直进给轴、纺

11、织设备拉伸和夹紧机构、测试器械等设备上。美国的Exlar公司在采用滚柱丝杠驱动电动滑台方面做的非常出色，并已经能够将驱动电机和滚柱丝杠一体化设计，该公司研发的系列和Exlar公司的系列电动滑台系列电动滑台受到业内一直好评。Exlar公司生产的系列电动滑台，在六自由度并联运动模拟平台、娱乐仿真设备、生物测试设备和造波机等设备上已经得到了应用。国内也有很多企业从事电动滑台的研究开发，比较知名的有上海冀望、重庆海通、江苏南合公司、北京力姆泰克、南京思展等。这些公司都积极投入资金进行电动滑台的研究开发，在电动滑台产品研究方面也都收获了一些成果。电动滑台的应用领域越来越广泛，电动滑台的市场也越来越大。随

12、着工厂自动化的要求逐步提高，将会有越来越多的公司投入到电动滑台的研究开发中。1.3 选题的目的及意义在制造业中，电动滑台的身影几乎随处可见。作为将旋转运动转变成直线往复运动的产品，它几乎可以替代液压缸和气缸所能达到的工作，甚至在自动控制、远距离控制及集中控制上，电动滑台比气缸及液压缸更具优势。而电动滑台在制造业中大受欢迎，与它的诸多优点是分不开的：可通过各种丝杆、连接杆或摇杆等机构完成转动、摇摆等各类复杂的动作; 高精度、高承载、高效率; 结构简捷，由电机直接驱动，外形尺寸小； 本体由铝合金材料构成，产品的重量轻；使用高精度的直线导轨滑块，运动非常平稳；可根据需要选配步进电机或伺服电机及相应驱

13、动器，并且客户可以自由选择不带电机及驱动器的产品；产品的行程大小可根据需求定制，安装简单并长期免维护。产品成本低，体积小：省去了油泵、油箱、空压机以及许多复杂的管路和其它辅助设备及节省了大量的空间。 产品故障率低，无油液污染：由于避免采用油液或气体传动，无漏油漏气等故障现象，使污染问题得到了根本性的解决。能耗低，电机直接驱动省去了中间的能量转化环节，整机效率非常高，降低了能耗。第二章 电动滑台的总体设计方案2.1 电动滑台结构选用2.1.1 电动滑台的结构分别是:同步齿型带结构和丝杆式结构。首先介绍同步带结构，如下图2.1所示:图2.1标注简体说明:1、皮带轮外壳2、盖条3、齿形带4、缸筒型材

14、5、滑块6、马大连接座介绍丝杆式结构，如下图2.2所示：图2.2标注简体说明:1、端盖2、滚珠螺杆3、滑块4、缸筒型材5、盖条两种结构各有各自的使用方式，同步齿形带的速度传动快慢效果比丝杆结构的好，很大原因是丝杆导程的设计，因为这样设计的丝杆，其电动滑台的运动精度要比同步齿型带的高5倍以上.因此，同步齿型带结构的电动滑台多被用于1米以上的长行程运输传动的机械设备(比如:设备与设备间的移载机械手)或者从经济角度出发而使用。而丝杆式结构由于其具有较高的精度，故多被用于微调或微动作运动的机械设备（比如:X光检验机)。根据本毕业设计的要求，选用滚珠螺杆式电动滑台。2.2 电动滑台控制系统硬件设计普通直

15、线传动主要由液压驱动、气动驱动、直线电机驱动、旋转电机和丝杠螺母传动组成。滚动丝杠螺母的特点有小摩擦力矩传动，传动效率高，结构紧凑，刚性好，精度高，寿命长等特点，因此，我们采用滚动丝杠螺母机构和滚动导轨副设计电动滑台。图2.1是一个电动滑台。结构采用滚珠丝杠的安装，电机通过联轴器与滚珠丝杠轴连接，滚珠丝杠轴承的两端通过螺母固定在底座上。当电机转动时，滚珠丝杠轴由联轴器驱动，驱动滚珠丝杠副沿直线滑轨方向作直线运动，实现一个直线自由度。图2.1 电动滑台结构图1.直线滑轨滚珠丝杠副3.工作台4.联轴器5.步进电机2.3 螺母丝杠的选用丝杠螺母机构又称螺旋传动机构,它主要用来将旋转运动变换为直线运动

16、或将直线运动变换为旋转运动。按照摩擦性质还有滑动(摩擦)丝杠螺母机构和滚动(摩擦)丝杠螺母机构之分。滑动丝杠螺母机构:结构简单、加工方便、制造成本低、具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大、传动效率低(30%-40%)。滚珠丝杠螺母机构:结构复杂、制造成本高，无自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传动效率高(92%-98%)。因此在本次设计中使用滚珠丝杠螺母。丝杠螺母机构的传动形式有:（1）螺母固定、丝杠转动并移动。因螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其刚性较差，因此只适用于行程较小的场合。（2）丝杠转动、螺母移动。需要限制螺母的转动，故

17、需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杠刚性较好，工作行程大，在机电一体化系统中应用较广泛。（3）螺母转动、丝杠移动。需要限制螺母移动和丝杠的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，很少应用。（4）丝杠固定、螺母转动并移动。结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便，很少应用。因此在本次设计中可以选择丝杠转动、螺母移动的传动形式。当丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。滚珠丝杠螺母间因无间隙，直线运动时精度较高，尤其在频繁换向时无需间隙补偿。滚珠丝杠螺母间摩擦力很小，转动时非常轻松。滚珠丝杆转动一周螺母

18、移动的距离为一个螺距距离,如果是丝杠每转一周螺母移动四个（或五个）螺旋线的距离，那么表示该丝杠是四线(或五线）丝杠，俗称四头（或五头）丝杠。一般小导程滚珠丝杠都采用单线，中，大或超大导程采用两线或多线。2.4 滚珠丝杆副的尺寸计算与参数选用2.4.1 滚珠丝杆副简介滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动,它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。这一发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变一样。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工业设备、精密仪器、精密数控机床。尤其是近年来，滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执行单

19、元，在机床行业得到广泛运用，极大的推动了机床行业的数控化发展。滚珠丝杆的特点主要有:(1)传动效率高在滚珠丝杆副中，自由滚动的滚珠将力与运动在丝杆与螺母之间传递。这一传动方式取代了传统螺纹丝杆副的丝杆与螺母间直接作用方式,因而以极小滚动摩擦代替了传统丝杆的滑动摩擦。使滚珠丝杆副传动效率达到90%以上，为滑动丝杆副的24倍，整个传动副的驱动力矩减少至滑动丝杆的1/3左右，发热率也因此得以大幅降低。(2)运动平稳滚珠丝杆副在工作中摩擦阻力小，灵敏度高，而且摩擦系数几乎与运动速度无关,启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩的差别很小。所以滚珠丝杆副运动平稳，启动时务颤动，低速时无爬行。( 3）可以预紧通过对

20、螺母施加预紧力能消除丝杆副的间隙，提高轴向接触刚度，而摩擦力矩的增量却不大。(4）定位精度和重复定位精度高由于前述的三个特点，滚珠丝杆副发热率低,温升以及在加工过程中对丝杆采取预紧拉伸并预紧消除轴向间隙等措施,因此采用精密滚珠丝杆副时可以获得较高的定(5）使用寿命长滚珠丝杆和螺母均用合金钢制造，螺纹滚道经热处理（硬度HRC5862）后磨至所需的精度和表面粗糙度，具有较高抗疲劳的能力。滚动摩擦磨损极微，因此具有较高的使用寿命和精度保持性。实践证明，使用寿命约为普通滑动丝杆副的410倍，甚至更高。(6)）同步性好由于滚珠丝杆副运转顺滑、消除轴向间隙以及制造的一致性，采用多套相同的滚珠丝杆副同时传动

21、几个相同的部件或装置时，由于反应灵敏，无阻滞，无滑移，可以获得较好的同步运动。( 7）使用可靠，润滑简单，维修方便与液压传动相比，滚珠丝杆副在正常使用条件下故障率低。维修保养也极为简单,通常只需进行一般的润滑和防尘。(8）不自锁由于滚珠丝杆副的摩擦角小,所以不能自锁。当用于竖直传动或需急停时，必须在传动系统中附加自锁机构或制动装置。(9)传动可逆性滚珠丝杆副没有滑动丝杆粘滞摩擦,消除了在传动过程中可能出现的爬行现象，滚珠丝杆副能够实现两种传动方式将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动并传递动力。2.4.2 滚珠丝杆副的消除间隙和预加载荷滚珠丝杆可以消除反向间隙。为了提高刚度,还可使

22、它在过盈的条件下工作，即可以预加载荷，或称预紧。消除间隙和预加载荷有很多方法。在机床上常用的是双螺母法。把左、右螺母往两头撑开，左、右螺母接触方向相反。左、右螺母装在一个共同的螺母体内。这就可使螺母作为一个整体，与丝杆间处于无间隙或过盈状态以提高接触刚度。常见的消除间隙和预加载荷的方式有双螺母式和齿差式。本设计采用的是双螺母垫片预紧的方式。滚珠丝杆的预紧是根据下述原则确定的:如在预紧后的滚珠螺母体上受一个外载荷F，方向为向右，则右螺母4的接触变形（指螺母滚道-钢珠-丝杆滚道沿接触线的变形）加大，左螺母则减小。F大到某种程度，可使左螺母的接触变形减小到零。如果F再加大，则左螺母与丝杆间将出现间隙

23、，影响定位精度。可以证明，使不受力侧的螺母接触变形降至零的外载荷F，约等于预加载荷OF的3倍，(准确值为2.83倍)，F=30F。因此，滚珠丝杆的预加载荷的0F，应不低于丝杆最大轴向载荷的1/3。预紧后的刚度，可提高到为无预紧时的2倍。但是，预加载荷过大，将使寿命下降和摩擦力矩加大。通常，滚珠丝杆在出厂时，就已由制造厂调好预加载荷。预加载荷往往与丝杆副的额定动载荷Ca有一定的比例关系。2.4.3 滚珠丝杆副的结构滚珠丝杆副的结构主要有内循环和外循环两种方式。本设计采用内循环（浮动反向器）方式。其主要特性有:滚珠返回通道短，不受负荷的滚珠最少，滚珠间摩擦损失小，提高了传动的灵敏度;(2）螺母径向

24、和轴向尺寸较小;(3)返回器刚性高，滚珠循环装置有较高的可靠性;(4）返回器在螺母返回孔内自由浮动，返回器回路与螺母螺纹滚道的对接可以自动调整，滚珠在返回循环过程中摩擦阻力小，传动平稳，定位精确;(5)返回器如用工程塑料制作，则吸振性能好，耐磨，噪声小，一次成型，工艺简单，成本低。本设计采用双螺母垫片预紧的方式。双螺母预紧的特点有:(1)修磨垫片来改变两个螺母间的轴向距离。分为拉伸预紧和压缩预紧两种。本设计采用拉伸预紧的方式。(2）结构简单，调整片做成两半,修磨时不需拧下螺母。调整后不易松动，刚度高。2.4.4 滚珠丝杆副的长度选用在本次设计中只是设计一个小型的电动滑台，因此在本次设计中滚珠丝

25、杆转动一周螺母移动的距离为一个螺距距离。在设计要求中指出螺母的最大行程为200mm,所以丝杆的长度至少要大于200mm。螺母的有效行程为200mm，由于滑台采用轴承进行两端固定，可取轴承之间的距离为300mm.加上轴承安装长度和与联轴器的连接长度,取丝杠的长度为350mm。2.5 步进电机的选择步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到

26、调速的目的。现在比较常用的步进电机包括多段反应式步进电机、永磁式步进电机和混合式步进电机等。反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。因此在本次设计中使用混合式步进电机，其步进角为1.8度。又因为在本次设计中四缸的行程只有300mm 不算大，所以可以选择常州宝来公司型号为28B

27、YGH201的一款电动机。如下图所示:2.2 步进电机其具体参数为表一表二2.6 联轴器的选择滚珠丝杠与电机连接时中间必须加装联轴器以达到柔性连接。联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。联轴器种类繁多，按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为:固定式联轴器;可移式联轴器。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。在本次设计中要使用步进电机作为驱动装置，而步进马达能在低速区域时传达

28、高扭矩，适用于高精度的定位。为了方便起见本次设计中选用一款挠性联轴器如下图所示图2.3 联轴器第三章 机械部分的设计机械结构大体为电动机、联轴器、滚珠丝杠副、光杆、滑台等组成。电动滑台的所有机构需要在一个底座上进行安装。电动机需安装在一个电机支撑上，使电动机固定;电机支撑需要用内六角圆柱螺钉与底座连接;电动机的轴与联轴器的左端连接，联轴器的右端直接与丝杠连接;因为联轴器与螺母丝杠副悬空需用一个垫块来固定，垫块与底座要用一个内六角圆柱螺钉来固定;螺母丝杠上有一个螺母，螺母稍小需套上一个螺母座，螺母座上装滑台，同时滑台的长度也需要能够覆盖在光杆上，与光杆上的螺母进行连接，方便导向，螺母座与滑台的连

29、接固定也需内六角圆柱螺钉;同理在螺母丝杠副的右端也需要一个固定端垫块来使其悬空，其与垫块的连接要用内六角圆柱螺钉来连接;光杆的安装需与螺母丝杠副的丝杠平行，用支撑单元安装在固定端垫块上来使其与丝杠在同一水平面上。图3.1 机械结构部分第四章 PLC控制电动滑台的设计4.1 电动滑台的PLC控制办法4.1.1 行程控制一般液压滑台和直线模组滑台的行程控制都是用位置或者是压力传感器（行程开关/死挡铁）来控制完成的；而直线模组滑台的行程却是选用了数字控制来完成。通过直线模组滑台的结构我们可以知道，滑台的行程正比于步进电机的总转角，因此只要操控步进电机的总转角就可以了。由步进电机的作业原理和特性可知步

30、进电机的总转角正比于所输入的操控脉冲个数;因而能够依据伺服组织的位移量断定PLC输出的脉冲个数: n=L/d （1）式中 L伺服组织的位移量( mm)d伺服组织的脉冲当量( mm/脉冲)4.1.2 PLC的进给方向控制方法进给方向的控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以经过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向；如三相步进电机的通电顺序是A-AB-B-BC-C-CA-A.时步进电机正转；当绕组按照A-AC-C-CB-B-BA-A.顺序通电时步进电机反转。所以能够经过PLC输出的方向控制信号改动硬件环行分配器的输出顺序来完成，或经过编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现的

31、。4.1.3 PLC的进给速度控制方法伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入的脉冲频率；因此可以根据该工序要求的进给速度,其PLC输出的脉冲频率： f=V/60d（Hz） (2)式中V伺服组织的进给速度(mm/min)d伺服组织的脉冲当量( mm/脉冲)4.2 PLC编程语言介绍PLC通常不采用微机的编程语言，而是采用面向控制过程、面向问题的自然语言编程。国际电气技术联合会IEC于1993年制定了PLC编程语言的国际标准(IEC1131-3)。该标准规定了5种编程语言，其中3种图形化语言，2种文体化语言。图形化语言有梯形图(Ladder Diagram-LD)，顺序

32、功能图(Sequential Function Chart-SFC)，功能块图(Function Block Diagram-FBD)。文本化语言有指令表(Instruction List-IL)和结构文本(Structures Text-ST)。这5种语言够成了PLC的官方语言，而其中的梯形图和功能块图由于可操作性好，得到了大家的肯定，发展较快。4.3 驱动器的连接图4.1 驱动器的连接图中控制器为发出位置控制命令的装置，其主要作用是通过编制程序下达控制指令，是步进电机按照控制要求完成位移和定位，在本次设计中控制器选择了PLC;驱动器又称放大器，作用是把控制器送来的信号进行功率放大，用于驱动

33、电机运转，可以说驱动器是集功率放大和位置控制为一体的智能装置，其中驱动器又与电源连接来为整个系统供电。因此可大概知晓滑台的控制系统实物图连接如下所示图4.2 控制系统在本次设计中使用的驱动器为MSST5/10-Q驱动器，其实物如下图所示图4.3 驱动器4.3.1 驱动器与电源的连接( 1) MSST5/10-Q驱动器适用24V-80V电源，在本次设计中考虑到PLC使用24V电源;(2）将电源“+”端连接至驱动器上标有“V+”的端口上，电源“-”连接至驱动器上标有“V-”的端口上，底座上的接地螺钉应与大地相连。如下图所示:图4.44.3.2 驱动器与步进电机的连接当步进电机连接到驱动器时，先确认

34、电机电源已关闭;确认为使用的电机引线未与其他物体发生短路;在驱动器通电期间，不能断开电机;不要将引线接到地上或电源上。本次使用型号为28BYGH201的一款电动机，其与电机的连接部分如下图所示:图4.5其具体的接线图如下图所示：图4.64.3.3 驱动器和PLC的连接图4.7第五章 电动滑台设计任务及要求5.1 电动滑台的设计任务1.螺母的平移速度10mm/s100mm/s可调。2.螺母最大行程200mm。3.电机采用端面安装形式，用联轴器连接电机输出轴丝杠。5.2 电动滑台的设计要求工作台前进到尽头后，停5秒钟；然后电机反转（可由脉冲方向实现)，到尽头后，停2秒钟；然后电机正转。如此循环下去

35、。按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住)。按下脱机按钮，电机的轴松开。5.3电动滑台数据的计算由电动滑台的设计任务可以知道螺母的平移速度为10mm/s100mm/s,且在设计中使用的是滚珠丝杆转动一周螺母移动的距离为一个螺距距离，所以可知滑台的平移速度也为10mmm/s100mm/s。在此次设计中选择丝杆的导程为5mm,所以丝杠每秒需转2圈20圈;又因步进电机与丝杆使用联轴器连接的，所以他们的传动比i为1，所以步进电机也需要每秒转720度7200度。在本次设计中，选用的是两相混合式步进电机，两相步进角一般为1.8度即步进电机一个脉冲转1.8度，也就是说步进电机每秒转720度-7200度分别

36、需要400个4000个脉冲，即给200个脉冲可使步进电机转动一圈，由此可算出步进电机的脉冲当量为5/200=0.025mm/脉冲。本设计选择滑台的平移速度为50mm/s,由于螺母最大行程为300mm,则前进一次需要4秒。己知导程为5mm,则丝杠每秒需要转动10 圈(50mm/s/5)，所以需要给步进电机每秒2000个脉冲（即频率)，所以滑台向前移动至限位开关处需要给步进电机2000*4=8000个脉冲。(或用n=L/d)根据输入脉冲的多少可以计算出在这一次直线运动中螺母的具体位置，实现位置检测功能。PLC输出脉冲频率:f=V/60d,即f=50/(60*0.025)=2000Hz。5.4 PL

37、C的控制5.4.1 I/O的分配因采用PLC 控制，需分配其I/0口，它决定着系统如何工作，该系统的I/0口分配如下表所示。表5.1表5.25.4.2 I/O口接线图该系统PLC 的I/O 接线图如下图所示。图5.15.4.3 程序流程图图5.25.4.4梯形图图5.35.4.5脉冲输出PLC控制步进驱动器进行位置控制有下列4种方式:通过I/o方式进行控制;通过模拟量输出方式进行控制;通过通信方式进行控制和通过高速脉冲方式进行控制。通过高速脉冲进行位置控制，是比较常用的方式。在小型PLC中，脉冲信号的输出也有两种方式。一种是通过PLC内置的高速脉冲输出口输出口输出。三菱FX PLC的FX2N系列规定了Y0，Y1为高速脉冲输出口，脉冲的频率和脉冲数目直接控制驱动器进而控制电动机进行位置控制，PLC的这些脉冲输出点一旦被指定为高速脉冲输出口，就不能再作他用。由于高速脉冲的频率都比较高，所以，必须选用晶体管型输出