【文章內(nèi)容簡介】 =200[20/（200π）178。]=（178。） （）絲杠減速后的慣量為：178。=（178。） （）＋=（178。） 178。且考慮到現(xiàn)有因素，選用信捷公司的MS110STM0503021P5系列專用伺服電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)矩5Nm，極對數(shù)為4， .178。其中：MS—電機(jī)系列 110—機(jī)座號 ST—正弦波驅(qū)動電機(jī) M—反饋元件代號 05030—性能參數(shù)代號 2—電壓等級 1P5—圖43 信捷MS110STM0503021P5系列專用伺服電機(jī)：①MS系列伺服電機(jī)，可以采取水平方向或者垂直方向進(jìn)行安裝，但是如果錯誤安裝在不合適的地方，則會縮短電機(jī)的壽命，或引發(fā)意想不到的事故。②在與機(jī)械連接時，使用連軸器，并使伺服電機(jī)的軸心與機(jī)械的軸心保持在一條直線上。 伺服驅(qū)動器的選型伺服驅(qū)動器是一種控制器，主要用來控制伺服電機(jī)，是屬于伺服系統(tǒng)的一部分，其作用類似于變頻器控制普通交流電機(jī)。主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過速度、位置和力矩三種方式對伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。本次設(shè)計我們選用與信捷MS110STM0503021P5系列專用伺服電機(jī)相配套的DS221P5AS系列伺服驅(qū)動器。，連續(xù)輸出電流6A rms，最大輸出電流18A rms，采用三相全波整流TGBT PWM控制。其中：DS2系列名稱2電壓等級220V圖44 信捷DS221P5AS系列伺服驅(qū)動器表41 驅(qū)動器各端子介紹RST主電路電源輸入端P﹢DC再生制動電阻連接端子U馬達(dá)連接端子VWCN0脈沖、方向輸入輸出線CN1編碼器輸出用連接器CN2編碼器輸入用連接器：①安裝時，使伺服驅(qū)動器的正面向工作人員，并使其垂直于墻壁。②為保證能夠通過風(fēng)扇以及自然對流進(jìn)行冷卻，在伺服驅(qū)動器的周圍留有足夠空間。③并排安裝時，在橫向兩側(cè)各留10mm以上，在縱向兩側(cè)各留50mm以上的空間。另外，在伺服驅(qū)動器的上部安裝冷卻用風(fēng)扇。表42 伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置表用戶參數(shù)名稱修改參數(shù)意義P510伺服ON 設(shè)定/SON伺服一直處于通電電機(jī)停止方式設(shè)置2減速運行停止P406伺服緊急停止轉(zhuǎn)矩300電機(jī)迅速停止續(xù)表P200xxx□脈沖指令形態(tài)2脈沖+方向P528定位完成信號從SO1輸出信號P295撞接近開關(guān)的速度600速度為60rpmP296離開接近開關(guān)的速度100速度為10rpmP538Z相信號輸出n．0011圖45伺服驅(qū)動器與PLC接線圖根據(jù)本設(shè)計要求，我們選擇脈沖+方向的控制方式控制伺服電機(jī)。設(shè)定YO為伺服電機(jī)的脈沖輸出，Y4為伺服電機(jī)的方向輸出。以此類推后兩個伺服驅(qū)動器也是如圖所示接法。觸摸屏主要的功能是實現(xiàn)人與機(jī)器之間的交互，當(dāng)按下了屏幕上的按鈕時，屏幕上的反饋系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置編程的程式驅(qū)動各種連接裝置，可以取代傳統(tǒng)的機(jī)械式按鈕面板。本次設(shè)計的點焊機(jī)控制系統(tǒng)，由于工作環(huán)境比較惡劣，油污比較多，因此選擇昆侖通態(tài)TPC7062KX系列觸摸屏。其中參數(shù)：PLC口—RS232/RS485 操作溫度—0℃～45℃類型—65535真彩色屏幕大小—〞屏幕分辨率—800*480外部尺寸(mm)—*163輸入電壓—DC24V圖46昆侖通態(tài)TPC7062KX系列觸摸屏 熔斷器的選型熔斷器是一種廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)和高低壓配電系統(tǒng)中的最普遍的保護(hù)器件，當(dāng)電路中的電流超過規(guī)定值一段時間后，熔斷器會自身產(chǎn)生熱量使熔體融化，從而使電路斷開。在選擇熔斷器時，其額定電壓應(yīng)高于線路的工作電壓，其額定電流也要大于線路的電流。常用的熔斷器有RL和RT這兩個系列，其中RL系列的額定電壓要高于RT系列。RL系列的電壓有500V，而一般線路中熔斷器的額定電壓不需要這么大，因此本次設(shè)計中選擇RT系列的熔斷器就已經(jīng)滿足要求了。系統(tǒng)主電路中熔斷器的選擇基于點焊機(jī)機(jī)床的額定功率，本設(shè)計點焊機(jī)系統(tǒng)額定功率10KW，額定電壓220V。機(jī)床額定功率為PN=10kw，機(jī)床額定電壓為UN=220V。則有： （） （）查表可知選用RT161250系列熔斷器。其中：RT有填料封閉管式熔斷器16設(shè)計序號1尺碼250熔斷器額定流圖47 德力西RT161系列熔斷器 按鈕開關(guān)的選型按鈕是一種人工控制的主令電氣。主要用來發(fā)布操作命令，接通或斷開控制電路，控制機(jī)械與電氣設(shè)備的運行。按鈕可分為常開、常閉和復(fù)合等類型。常閉按鈕的原理是當(dāng)用手指按下按鈕帽時，按鈕的常閉觸點閉合；當(dāng)手指松開時，按鈕的常閉觸點復(fù)位。常開按鈕的原理是當(dāng)用手指按下按鈕帽時，按鈕的常開觸點閉合；當(dāng)手指松開時，按鈕的常開觸點復(fù)位。復(fù)合按鈕的原理是本身帶有常開觸點和常閉觸點，當(dāng)手指按下時，常閉觸點斷開而后常開觸點閉合；當(dāng)手指松開時，常開觸點復(fù)位而后常閉觸點復(fù)位。根據(jù)本次設(shè)計要求可知，復(fù)合按鈕無需用到，常開和常閉按鈕都需要用到，常開按鈕負(fù)責(zé)系統(tǒng)的一次和二次啟動，而常閉按鈕則負(fù)責(zé)系統(tǒng)的緊急停止。XB2系列按鈕是施耐德公司的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于交流50HZ、額定交流電壓0～380V或額定直流電壓0～220V的電路中。在此我們選擇XB2BT42C（紅色急停）和XB2BA31C（綠色啟動）這兩種型號的按鈕。按鈕參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)使用環(huán)境:周圍溫度：25～+55（無冰凍）操作濕度—45～85%RH（無結(jié)露）接觸電阻—≤50mΩ絕緣電阻—≥100mΩ最高耐壓—3000伏，交流50赫茲耐振動性— 50赫茲，振幅約1mm耐沖擊性—大于10m/s2(約10G）壽命—機(jī)械(100萬）電氣（3萬次以上） 圖48 XB2BA31C按鈕 圖49 XB2BT42C按鈕 行程開關(guān)的選型行程開關(guān)（限位開關(guān)）是一種常用的小電流主令電器，主要是用來檢測機(jī)械運動的位置，用來控制機(jī)械運動的方向或者行程的長短。在工業(yè)生產(chǎn)控制中，我們首先要把行程開關(guān)放在所需的位置，當(dāng)工作的機(jī)械在運動過程中碰到行程開關(guān)時，觸發(fā)行程開關(guān)的觸點，電路實現(xiàn)切換。行程開關(guān)的分類方式有很多，按照其結(jié)構(gòu)可分為微動式、滾輪式、直動式以及組合式；按照其外殼的防護(hù)類型又可分為開啟式、防護(hù)式以及防塵式； JLXK1系列行程開關(guān)適用于頻率為50HZ，直流電壓小于220V或者交流電壓為380V的控制電路中。主要用來改變工作機(jī)械的運動方向和運動速度、控制工作機(jī)械的運動行程。這里選用JLXK1111型行程開關(guān)，用來判定X軸、Y軸的原點。當(dāng)運動軸觸碰到行程開關(guān)時就表示到達(dá)了原點位置。其中：JLX—代表行程開關(guān) K—代表快速 1—為設(shè)計序號 1—為單輪轉(zhuǎn)動式 1—說明有1個常開觸點 1—說明有1個常閉觸點圖410 JLXK1系列行程開關(guān) 焊槍的選擇焊槍工作原理是利用焊機(jī)的高電流，高電壓產(chǎn)生的熱量聚集在焊槍終端，融化焊絲，融化的焊絲滲透到需焊接的部位，冷卻后，被焊接的物體牢固的連接成一體。本次設(shè)計的點焊機(jī)主要針對旋轉(zhuǎn)座椅零部件的加工，零部件為金屬材質(zhì)，因此選用DN225X系列焊槍。適用于鐵線制品、汽車零部件、不銹鋼制品、低壓電器、五金燈飾、餐廚用具、小家電、小五金等焊接。圖411 DN225X系列焊槍 交流接觸器的選型接觸器是一種用于頻繁的斷開或接通大容量控制電路、交直流主電路等大電流電路的自動切換電器。在自動控制系統(tǒng)和電力拖動中，主要用來控制電機(jī)，能實現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，也可以控制其他負(fù)載，比如電焊機(jī)、電熱設(shè)備以及電容器組等，這里我們需要控制焊槍的吸合和斷開。按照通過接觸器主觸點電流的類型，分為直流接觸器和交流接觸器。本次設(shè)計中焊槍使用的是交流電，因此選擇交流接觸器。交流接觸器的工作原理：交流接觸器內(nèi)部有電磁圈，當(dāng)施加交流電壓后，鐵芯中就會產(chǎn)生磁通，該磁通帶動銜鐵克服彈簧的拉力，使得銜鐵帶動觸點動作。其效果為常閉觸點斷開，常開觸點閉合。常用的交流接觸器有CJ10系列、CJ12系、CJ12B系列以及CJ20系列等，CJ10系列為統(tǒng)一設(shè)計產(chǎn)品。焊槍額定功率為PN=2kw，電機(jī)額定電壓為UN=220V，取K=。則接觸器主觸頭電流為： （），則有： （）所以選擇CJ2016型交流接觸器，額定電流為16A。其中：CJ—為交流接觸器代號 20—為交流接觸器設(shè)計序號 16—說明額定電流大小為16A圖412 CJ2016型交流接觸器 PLC的I/O地址表表43 輸入地址表名稱符號輸入地址X軸原點接近開關(guān)SQ1X002Y軸原點接近開關(guān)SQ2X003一次啟動按鈕SB1X004二次啟動按鈕SB2X005X軸信號輸入數(shù)字信號X000急停按鈕SB3X010Y軸信號輸入數(shù)字信號X006Z軸信號輸入數(shù)字信號X007在分配輸入點時，我們要依據(jù)信捷XCM系列PLC的使用手冊確定輸入點的分配。查手冊可知，信捷XCM24T4E系列PLC只有X000、X00X00X007支持高速計數(shù)輸入。因此我們把X軸的信號輸入分配到X000，Y軸的信號輸入分配到X006，Z軸的信號輸入分配到X007。其它一些按鈕和開關(guān)的輸入使用剩下的輸入端。表 44 輸出地址表名稱符號輸出地址X軸脈沖PUL1Y000Y軸脈沖PUL2Y001Z軸脈沖PUL3Y002X軸方向DIR1Y004Y軸方向DIR2Y005Z軸方向DIR3Y006焊槍KMY010在分配輸出點時，我們要依據(jù)信捷XCM系列PLC的使用手冊確定輸出點的分配。查手冊可知，信捷XCM24T4E系列PLC只有Y0～Y3具有高速脈沖輸出。因此，我們把X軸脈沖輸出分配到Y(jié)OOO,Y軸脈沖輸出分配到Y(jié)001，Z軸脈沖輸出分配到Y(jié)002。其它的一些輸出則分配到剩下的輸出端。 PLC外部接線圖圖413 PLC外部接線圖，，整個硬件設(shè)計所涉及到的硬件輸入輸出進(jìn)行歸類，最后以框圖的形式展現(xiàn)出來。，包括PLC選型，伺服電機(jī)選型，伺服電機(jī)驅(qū)動器選型觸摸屏的選型，熔斷器的選型，按鈕的選型以及行程開關(guān)的選型。，從外部接線圖可以很直觀的看出輸入輸出點對應(yīng)的軟元件