【正文】 進電機的運行方向，如設Y2(Y3)高電平為正轉，則低電平為反轉；PUL+、DIR+、ENA+、開關電源+24v都連接在一起，其余接線如圖31所示。接通電源后，PLC上的LED指示步進電機得電情況，兩個輸入按鈕分別控制兩個方向的反轉后退，點擊輸入按鈕使步進電機反轉后退，若需要兩個方向都能反轉后退和前進進給，需再加上兩個向前按鈕。 PLC插補程序設計概述PLC控制步進電機程序的主要任務：（1）控制旋轉方向（2）按順序傳送控制脈沖（3）判斷步數(shù)是否走完。本課程設計和綜合訓練可根據(jù)給定數(shù)控平臺X方向與Z方向的絲杠的導程Lx和Lz、步進電機步距角αx、αz和脈沖當量δx、δz，若要讓工作臺向前行進amm，則步進電機需要運行a / δx（δz）的步數(shù)。本次設計由于指標中有最大進給速度，例如要求運行角速度為30r/min, 即180度/秒（140步/秒），則運行一步為7143us ，所以輸出高低電平脈沖后各延時3572us即可達到上述目的。步進電機剛啟動時的響應頻率比較低（100～250步/秒）,而電機啟動后進入穩(wěn)態(tài)時的工作頻率又遠大于啟動頻率。所以必須采取啟動時以低于響應頻率的速度運行，然后慢慢加速，加速到響應頻率后，就以此速率恒速運行。當快到達終點時，又使其慢慢減速，在低于響應頻率的速率下運行，直到走完規(guī)定的步數(shù)后停機。因此，在啟動或停機的過程中，可以均勻減少或增加延時時間（此次設計的延時可采用軟件循環(huán)延時，也可以采用定時器延時）。根據(jù)以前學過的知識可知，偏差計算是逐點比較法關鍵的一步，下面以第二象限圓弧為例導出偏差的計算公式。 如圖所示，假定順圓弧SR3的起點為S(XS,YS)，終點E的坐標為（xe, ye）。當動點在圓弧上或在圓弧外側區(qū)域時， 應+X方向進給一步；圖32第三象限順圓弧插補當動點在圓弧內(nèi)側區(qū)域時，應+Y方向進給一步；當時向（+y）軸進給一部，則新的動點坐標為：新動點偏差函數(shù)為 當時，向（X）方向進給一步，則新的動點坐標為新的動點偏差函數(shù)為圖33四個象限圓弧插補偏差計算與進給方向 （1）SR1 → NR2 （X軸反向）； SR1 → NR4 （Y軸反向）； SR1 → SR3 （X軸、Y軸同時反向）； SR NR SR3和NR4這四種線型的偏差計算公式都相同。 NR1 → SR2 （X軸反向）； SR1 → SR4 （Y軸反向）； SR1 → NR3 （X軸、Y軸同時反向）； NR SR NR3和SR4這四種線型的偏差計算公式也都相同。 （2） SR1 → NR1 （ X、Y對調(diào)）； NR1 → SR1 （ X、Y對調(diào)）； 可見，通過對調(diào)X、Y信號和改變進給方向，各個象限不同走向的圓弧插補運動都可以通過進行第一象限順圓弧的插補計算或第一象限逆圓弧的插補計算來完成。如圖所示，設要加工圓弧SE，圓弧的圓心在坐標原點，圓弧的起點S（XS,YS）、終點E（XE,YE）,圓弧半徑為R。令瞬時加工點為i（xi,yi）,它與圓心的距離為Ri。比較Ri和R，可以比較他們的平方值。Ri2=Xi2+yi2R2=x02+y02因此可得圓弧偏差判別式如下： Fi=Ri2R2=xi2+yi2R2 若Fi=0,表明加工點i在圓弧上；Fi0, 表明加工點i在圓弧外；Fi0,表明加工點i在圓弧內(nèi)。若Fi≥0,為逼近圓弧，下一步向+Y軸向進給一步，并算出新的偏差； Fi0，為逼近圓弧，下一步向X軸向進給一步，并算出新的偏差.如此一步步計算和一步步進給，在到達終點后停止運算，就可插補出如圖所示第三象限順圓弧。 為簡化計算，下面進一步推導偏差計算的遞推公式。設加工點正處于i(xi,yi)點，其判別式為 Fi=xi2+yi2R2若Fi≥0，應沿+Y軸向進給一步，到i+1點，其坐標值為 Xi+1=Xi Yi+1=Yi+1 新加工點的偏差為： Fm=Xi+12+Yi+12R2=xi2+(y1)R2=Fi2Yi+1 (31)若Fi0，應沿X軸向進給一步，到i+1點，其坐標值為Xi+1=Xi1 Yi+1=Yi 新加工點的偏差為： Fi=Xi+12+Yi+12R2=(x1)+yi2R2=Fi+2Xi+1 (32)根據(jù)式（31） 和（32）可以看出，只要知道前一點偏差和坐標，就可以求出新的一點的偏差。公式中只有乘2運算，計算大為簡化了。由于加工是從圓弧的起點開始的，起點的偏差為0，坐標為（x0,y0），所以新的加工點的偏差完全可以用前一加工點的偏差遞推出來。綜上所述，逐點比較的逆圓弧插補過程為每走一步要進行以下四個步驟，即判別、進給、運算、比較。（1）判別。根據(jù)偏差值確定刀具的位置是在直線的上方（或線上），還是在直線的下方。（2）進給。根據(jù)判別的結果，決定控制哪個坐標（x或y）移動一步。（3）運算。計算刀具移動后的新偏差，提供給下一個判別依據(jù)。根據(jù)式 （31） 及式 （32）來算新加工點的偏差，使運算大大簡化，但是每一新加工點的偏差是由前一點偏差Fi,i推算出來的，并且一直推算下去，這樣就要知道開始加工時的那一點的偏差是多少。當開始加工時，我們是以人工方式將刀具移到加工起點，既所謂的“對刀”，這一點當然沒有偏差，所以開始加工點的Fi,i=0。 （4）比較。在計算運算偏差的同時，還要進行一次終點比較，以確定是否到達終點。若已經(jīng)到達，就不要再進行計算，并發(fā)出停機或轉換新程序的信號。逐點比較法第三象限順圓弧插補程序流程圖如下： End∑=0？∑=∑1F=F2Yi+1Yi+1=Yi+1F=F+2Xi+1X=Xi1向+Y走一步向X走一步F=0?起 始對 刀初始化：Xe、Ye、F、∑、Xs、Ys； 圖34第三象限順圓弧插補流程圖使用MOV、ADD_I、SUB_I等編程模塊，和一些控制指令進行，注意到了規(guī)定的進給總步數(shù)后應跳過進給段。 程序設計調(diào)試參考文獻[1] . .[2] 鐘肇新，. 廣州:華南理工大學出版社,1999.[3] 黃平、. 北京: 清華大學出版社.[4] . 北京:機械工業(yè)出版社,1997.[5] 鄭文緯,. 北京:高等教育出版社,1997.[6] . 北京:機械工業(yè)出版社,2004.[7] 趙松年,. 北京:機械工業(yè)出版社,1996.[8] 周軍,. ,2001.[9]張建中,.41 /