【正文】 者角位移的 檢測(cè)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。 然后通控制器的比較和判斷后發(fā)出指令控制滑臺(tái)的位移及移動(dòng)速度和方向。伺服機(jī)構(gòu)采用硬件環(huán)行分 19 配器，則占用 PLC 的 I/O 口點(diǎn)數(shù)少于 5 點(diǎn)，一般僅為 3 點(diǎn) .其中 I 口占用 1 點(diǎn)，作為啟動(dòng)控制信號(hào)； O 口占用 2 點(diǎn)，一點(diǎn)作為 PLC 的脈沖輸出接口，接至伺服系統(tǒng)硬環(huán)的時(shí)鐘脈沖輸入端，另一點(diǎn)作為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號(hào)，接至硬環(huán)的相序分配控制端由于采用軟環(huán)則占用的 PLC 資源較多，特別是步進(jìn)電機(jī)繞組相數(shù) M4 時(shí)，因此大型生產(chǎn)線應(yīng)對(duì)此予以充分考慮采用硬件環(huán)行分配器，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，但可以節(jié)省占用 PLC 的 I/O 口點(diǎn)數(shù)。步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù) )/脈沖當(dāng)量 最大脈沖數(shù)量 = (移動(dòng)距離179。系統(tǒng)框圖如圖 所示 ? 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下設(shè)計(jì)任務(wù)和要求如下： 任務(wù)：工作臺(tái)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)由伺服 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸輪驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，工作臺(tái)速度和方向由限位開關(guān) SQ1— SQ4控制。 （ 3）有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。 。 75% + 179。 75% + 答辯成績(jī)179。 20 I/O 接口規(guī)格 ? 接線圖 ? PLC 控制的安裝接線圖 21 ? 梯形圖 ? 指令程序 (II) PLC 控制系統(tǒng)的接地方法 1. 由于 PLC機(jī)柜和操作臺(tái)、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如腐蝕、絕緣破損等）而有可能帶危險(xiǎn)電壓，所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地，低于 36V 供電的設(shè)備，無(wú)特殊要求可不做接地保護(hù)。 要求： （ 1）電氣原理圖設(shè)計(jì)，工作方式設(shè)置 為自動(dòng)循環(huán)、點(diǎn)動(dòng)二種。步進(jìn)電機(jī)的控制以開環(huán)控制居多。螺距 )/(360179。 10% 波動(dòng) (pp) 10%以下 功耗 投光器： 以下、受光器： 以下 控制輸出 負(fù)載電源電壓 DC30V、負(fù)載電流 100mA 以下 (殘留電壓 1V以下 ) NPN 集電極開路輸出 入光時(shí) ON/遮光時(shí) ON 開關(guān)切換式 揀選指示輸入 采用有接點(diǎn)或無(wú)接點(diǎn)輸入的集電極開路 指示燈亮燈輸入電壓： 0～ 2V 熄燈輸入電壓：開路 (漏電流 以下 ) 保護(hù)回路 電源反接保護(hù)、輸出短路保護(hù)、相互干涉防止功能 (頻率切換開關(guān)方式 ) 響應(yīng)時(shí)間 動(dòng)作、復(fù)位：各 10ms 以下 五、 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (I) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 利用 PLC的高速脈沖輸出功能輸出脈沖信號(hào) ,經(jīng)過(guò)專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器去控制步進(jìn)電機(jī)。然后，通過(guò)對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較，就可以得到光柵尺的移動(dòng)方向。 18 光柵尺位移傳感器 檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理 在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置 4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。 1）正確選擇摩擦副的材料和熱處理 2）降低壓強(qiáng) 3）改變摩擦性質(zhì) 4）加強(qiáng)防護(hù) ，磨損不均勻的原因主要有兩個(gè)： 1）在摩擦面上壓強(qiáng)分布不均； 2）各個(gè)部分的使用機(jī)會(huì)不同。 四、 直線導(dǎo)軌的選定 a) 導(dǎo)軌的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要承受的載荷不大（ 49N），定位精度高，因此在該設(shè)計(jì)中選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。 (七 ) 進(jìn)給速度控制 伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率。 三、 電機(jī)的選定 (一 ) 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Mta= 軸向載荷 Fa= 系統(tǒng)效率，η取 計(jì)算可得 Mta= (二 ) 由預(yù)加載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 Mts= 預(yù)緊載荷 Fs0=1/3Fa= 預(yù)緊螺母內(nèi)的摩擦系數(shù) KP 取 計(jì)算可得 Mts= 15 (三 ) 慣性加速轉(zhuǎn)矩 ?。⒐ぷ髋_(tái)與負(fù)載的慣量： Ja=M Ja為工作臺(tái)與負(fù)載的慣量； M為工作臺(tái)與負(fù)載的總質(zhì)量（ Kg），初取 6Kg ⅱ）、滾珠絲桿慣量： JB= JB為滾珠絲桿的慣量； 為滾珠絲桿的密度， ； LBD為滾珠絲桿總長(zhǎng)， 500mm； Db為滾珠絲桿外徑， 。 m） 可按下式計(jì)算： TC=KT 式中 K的工作情況系數(shù)為 — 則 Tc=*= N178。適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、軸的剛性較大、且能保證被聯(lián)接兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下。它的主要任務(wù)是傳遞扭矩。 430 滾珠絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 1) 絲桿剛度 ???? 當(dāng) ls1=lk 時(shí)， Rs 為最小值，一般情況下計(jì)算最小剛度值 Ra=165* 可得 Ra=此時(shí)計(jì)算軸向彈性變形量 計(jì)算可得δ s= m 2) 螺母剛度 ?????? Rnu=*R* 1/3 Ca=10033N Fs0=1/3Fa= 剛度計(jì)算系數(shù)ε取 （墊片預(yù)緊） 計(jì)算可得 Rnu= 計(jì)算可得δ nu= m 3) 支承剛度 ?????? 查表可得 RaL=1020N/μ m 計(jì)算可得δ aL= m 13 4) 軸向總剛度 ???????? 計(jì)算可得 Rtot= 計(jì)算可得δ tot= m 軸承的選定 軸承跟絲桿的配合方式是過(guò)盈配合，根據(jù)絲桿內(nèi)徑（ 20mm），選取內(nèi)徑為 20mm的軸承。 則軸承之間的距離 la=430mm。 故平均載荷 Fm=Fa= iv. 時(shí)間壽命與回轉(zhuǎn)壽命 工作壽命為 5年，一年工作 300 天，每天工作 6 小時(shí)，因此工作壽命Lh=5*300*6=9000（小時(shí)） 回轉(zhuǎn)壽命 L=Lh*nmax*60*I=6480000000r v. 額定動(dòng)載荷 ???? Fw為載荷系數(shù)，此處為普通運(yùn)動(dòng)，由下表取 Fw= 計(jì)算可得 Ca= 故選絲桿時(shí)，絲桿的額定動(dòng)載荷 Ca 應(yīng)該大于等于 vi. 預(yù)緊載荷 ?????? Fao=Fa/3=vii. 絲桿公稱直徑 ???? 絲桿臨界轉(zhuǎn)速 nk=2400*5247。 I為傳動(dòng)比 。調(diào)整后不易松動(dòng)，剛度高。雙螺母預(yù)緊的特點(diǎn)有： （ 1） 修磨墊片來(lái)改變兩個(gè)螺母間的軸向距離。 滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu) 滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu)主要有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。預(yù)緊后的剛度，可提高到為無(wú)預(yù)緊時(shí)的 2倍。 F大到某種程度，可使左螺母的接觸變形減小到零。這就可使螺母作為一個(gè)整體，與絲桿間處于無(wú)間隙或過(guò)盈狀態(tài)以提高接觸剛度。消除間隙和預(yù)加載荷有很多方法。當(dāng)用于豎直傳動(dòng)或需急停時(shí)，必須在傳動(dòng)系統(tǒng)中附加自鎖機(jī)構(gòu)或制動(dòng)裝置。 （ 6） 同步性好 由于滾珠絲桿副運(yùn)轉(zhuǎn)順滑、消除軸向間隙以及制造的一致性，采用多套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置時(shí)，由于反應(yīng)靈敏，無(wú)阻滯，無(wú)滑移，可以獲得較好的同步運(yùn)動(dòng)。 （ 3） 可以預(yù)緊 通過(guò)對(duì)螺母施加預(yù)緊力能消除絲桿副的間隙，提高軸向接觸剛度，而摩擦力矩的增量卻不大。這一傳動(dòng)方式取代了傳統(tǒng)螺紋絲桿副的絲桿與螺母間直接作用方式，因而以極小滾動(dòng)摩擦代替了傳統(tǒng)絲桿的滑動(dòng)摩擦。這一發(fā)展的深刻意義如同滾動(dòng)軸承對(duì)滑動(dòng)軸承所帶來(lái)得改變一樣。 ,因此本能自鎖。 滾珠絲桿副的尺寸計(jì)算與參數(shù)選用 滾珠絲桿副簡(jiǎn)介 數(shù)控機(jī)床為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度 ,定位精度和防止爬行 ,必須降低摩擦并減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差。圖 b 與圖 a 基本相同，但反饋裝置在絲桿的端部。 —采用徑向安裝尺寸小，安裝簡(jiǎn)便的絲杠螺母座。 服電機(jī) 交流電動(dòng)機(jī)與直流伺服電機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)輸出功率可比直流電動(dòng)機(jī)提高 10﹪～ 70﹪，此外，交流電動(dòng)機(jī)的容量可比直流電動(dòng)機(jī)造得大，達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。 步進(jìn)電機(jī)是一種能將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件 , 在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算