機(jī)電專業(yè)課程設(shè)計(jì)基于plc的單軸控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-07-04 01:08本頁(yè)面
【正文】 ，我們首先分析我們需要實(shí)現(xiàn)怎樣的功能，進(jìn)而確定I/O點(diǎn)數(shù)，指導(dǎo)老師要求我們實(shí)現(xiàn)下面的基本功能： 快進(jìn) 共進(jìn)1 工進(jìn)2 快退 其中還包括手動(dòng)及自動(dòng)的控制。，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意幾點(diǎn)：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、響應(yīng)性能好、造價(jià)低、可維護(hù)性、人機(jī)交互界面可操作性比較好。 在電機(jī)的選型方面，我組選的是90BYG2501混合式步進(jìn)電機(jī)，他的工作最大電流是4A，電源電壓50v,通過(guò)我組綜合考慮我組選擇驅(qū)動(dòng)器型號(hào)如下：驅(qū)動(dòng)器型號(hào) 電流 供電電源 細(xì)分?jǐn)?shù) 適配電機(jī) 備注 SJ2H090M5 DC80v 2/5/10/20/40 85, 適配電機(jī)5A以下 cp+ cpdir+ dir SJ2H090MS2/5驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)二相混合式步進(jìn)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)器采用原裝進(jìn)口模塊，實(shí)現(xiàn)高頻斬波，恒流驅(qū)動(dòng)，具有很強(qiáng)的抗干擾性、高頻性能好、起動(dòng)頻率高、控制信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)實(shí)現(xiàn)光電隔離、電流可選、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好、噪聲小， 以下所有的85BYG、86BYG,90BYG 系列二相混合式步進(jìn)電機(jī)。 驅(qū)動(dòng)器供電電壓：驅(qū)動(dòng)器供電電壓是判斷驅(qū)動(dòng)器升速能力的標(biāo)志。查圖相應(yīng)表格，可知90BYG2601電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá)15000，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限綜上所述，本次設(shè)計(jì)中工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)選用90BYG2501步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。m，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩=m 換算到電動(dòng)機(jī)上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jl=Js+Jw=考慮到重力影響，取X向電機(jī)負(fù)載，因此取G=Gx=250N 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算（1）滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js===m式中： ——移動(dòng)部件負(fù)載（N）；G——移動(dòng)部件重量（N）； Px——與重量方向一致的作用在移動(dòng)部件上的負(fù)載力（N）； ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；η——滾珠絲桿的傳動(dòng)效率；T——電機(jī)軸負(fù)載力矩（N且P=Px+uG，Px滾珠絲桿的牽引力，G上托板的重量，所以T===根據(jù)脈沖當(dāng)量和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，傳動(dòng)比為1直接用聯(lián)軸器將電機(jī)和絲桿直接連接，有利于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高精度，初選絲桿導(dǎo)程Ph=4mm,電動(dòng)機(jī)步距角= 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算(1)空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩Tlf Tlf===δ)脈沖當(dāng)量是一個(gè)進(jìn)給指量時(shí)工作臺(tái)的位移量，應(yīng)小于等于工作臺(tái)的位置精度，由于定位精度為177。 步距角要滿足系統(tǒng)最小位移量的要求 。（二）步進(jìn)電機(jī)的選用 確定脈沖當(dāng)量，初選電動(dòng)機(jī)步距角，計(jì)算傳動(dòng)比 考慮到傳動(dòng)系統(tǒng)存在誤差，脈沖當(dāng)量通常要小于定位精度值。電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步進(jìn)角，盡管存在一定的轉(zhuǎn)角誤差，但電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)，轉(zhuǎn)角累計(jì)誤差將歸零。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷Fk 應(yīng)滿足 Fk =fkπ2EIKa2≥ P (328)式中 Fk ——臨界載荷，單位為N； fk ——絲杠支承系數(shù)； K ——壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，～4，垂直安裝時(shí)取小值； a ——滾珠絲杠兩端支承間的距離，單位為mm。查表知E級(jí)精度的絲杠允許誤差，故剛度足夠。滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 □L2 □L2可從產(chǎn)品型號(hào)中查出，或由下式計(jì)算：□L2=(P10ZΣ)公式中 DW —— 滾珠直徑，單位為mm； ZΣ —— 滾珠總數(shù)量， ZΣ ＝ Z 圈數(shù)列數(shù)； Z —— 單圈滾珠數(shù)， Z ＝ πd0 / DW （外循環(huán)） 或 Z ＝（πd0 / DW )3（內(nèi)循環(huán)）□L2=(P10ZΣ)=(100)=剛度驗(yàn)算 絲杠的總變形量□L= □L1 +□L2=+=。10550=177。絲杠兩端支承間的距離。軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形、絲杠與螺母之間滾道的接觸變形等。⑶、傳動(dòng)效率計(jì)算式中：——摩擦角；——絲杠螺紋升角。⑴、最大動(dòng)負(fù)載Q的計(jì)算查表得系數(shù)，壽命值查表得使用壽命時(shí)間T=15000h，初選絲杠螺距t=4mm，得絲杠轉(zhuǎn)速n=1000Vmaxt=100034=750(r/min)所以 L=6075015000106=675X向絲杠牽引力 所以最大動(dòng)負(fù)荷X向 QX=367511=(N)查表，取滾珠絲杠公稱直徑 ，選用滾珠絲杠螺母副 的型號(hào)為 SFK1004，其額定動(dòng)載荷為395N，足夠用。 滾珠絲杠的負(fù)荷包括銑削力及運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。當(dāng)導(dǎo)軌在中心位置時(shí)，兩端滾動(dòng)體受力相等，工作臺(tái)保持水平；當(dāng)導(dǎo)軌移動(dòng)到邊緣位置，兩端滾動(dòng)體受力不相等，變形不一致，使工作臺(tái)傾斜一定的角，由此會(huì)造成誤差，故對(duì)導(dǎo)軌預(yù)加負(fù)載以提高導(dǎo)軌精度。并采用雙排兩列4個(gè)直線滾動(dòng)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)平臺(tái)的支撐。但滾動(dòng)導(dǎo)軌的抗振性能較差，對(duì)防護(hù)要求較高。XY工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的總重量：約307N。PLC 環(huán)形脈沖分析 功率放大器 電機(jī)繞組 定比傳動(dòng)裝置 運(yùn)動(dòng)能換機(jī)構(gòu)控制按鈕X軸執(zhí)行件（上托板）PLC裝置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)滾珠絲杠
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