基于PLC控制步进电机的数控滑台课程设计569999.docxVIP

课程设计（学年论文）说明书课题名称：基于PLC的单轴数控伺服滑台设计专业班级： 10机械设计制造及其自动化 01 班目录摘????要3一、滑台整体方案图3二、数控滑台的总体设计方案32.1滑台设计32.2运动设计32.3滚珠丝杆副的尺寸计算与参数选用32.3.1滚珠丝杆副简介32.3.2滚珠丝杆副的消除间隙和预加载荷32.3.3滚珠丝杆副的结构32.3.4滚珠丝杆副的尺寸计算3A.根据定位精度要求确定脉冲当量选择步距角3B.根据电机的最高运行频率及步距角，确定电机最高转速32.3.5滚珠丝杠计算、选择3i.导程的选择3ii.平均转速3iii.平均载荷Fm3iv.时间寿命与回转寿命3v.额定动载荷????3vi.预紧载荷??????3vii.丝杆公称直径????3viii.丝杆初选3ix.丝杆螺纹长度????31)丝杆刚度????32)螺母刚度??????33)支承刚度??????34)轴向总刚度????????32.6轴承的选定32.7联轴器的选择3三、电机的选定3(一)驱动转矩3(二)由预加载荷产生的转矩3(三)惯性加速转矩3(四)总转矩的计算3(五)驱动器的选择3(六)行程控制3(七)进给速度控制3(八)进给方向控制3四、直线导轨的选定3a)导轨的选择3b)光栅传感器的设计3五、PLC控制系统的设计3(I)控制系统的设计方案3?设计任务和要求如下设计任务和要求如下：3I/O接口规格3?接线图3?PLC控制的安装接线图3?梯形图3?指令程序3(II)PLC控制系统的接地方法3参考文献3基于PLC的单轴数控伺服滑台设计摘????要随着微电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能；可靠性也大大提高；数控系统本身将普遍实现自动编程?PLC（可编程控制器）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,?在工业上有着广泛的应用。论文介绍了步进电机的工作原理和控制原则,?以及步进电机的驱动器工作方式。光栅尺传感器系统主要应用于直线移动导轨机构或精密位移量的测量，可实现移动量的高精确显示和自动控制，已广泛应用于机床加工和仪器的精密测量。本系统简单实用，成本低，完全满足系统的控制要求，具有很好的实用性,本文还将给出一些必要的系统设计资料，供参考之用??关键词：PLC、步进电机、光栅尺一、滑台整体方案图二、数控滑台的总体设计方案?2.1滑台设计1.滑台——对数控滑台而言，主要是纵横方向两个坐标的传动，根据设计任务要求，决定采用点位控制，用伺服电机驱动的开环控制系统，这样可以使控制系统简单，成本低，调试维修容易，为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚珠滚动导轨，为尽量消除齿侧间隙。?1.交流伺服电机--交流电动机与直流伺服电机相比，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪～70﹪，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。?2.联轴器—采用机械式结构的联轴器，这种联轴器的特点是大扭矩承载、高扭矩刚性和卓越灵敏度；免维护、超强抗油和耐腐蚀性；零回转间隙；体积小巧的联轴器，总长度短?，结构简单。?3.滚珠丝杠—选用的滚珠丝杠精度高，并通过使用高纯净度的合金钢并采取特殊的表面热处理方式，使产品具有优异的耐久性。?4.丝杠螺母座—采用径向安装尺寸小，安装简便的丝杠螺母座。?5.滑鞍—采用田字格结构，彻底减轻滑鞍的重量。??2.2运动设计?数控机床半闭环进给系统如下在图a?中，伺服电动机2经齿轮副3（或同步齿形带副），滚珠丝杆4拖动工作台5。反馈装置1与电动机轴相联，发出反馈信号。图b?与图a?基本相同，但反馈装置在丝杆的端部。在图c?中，伺服电动机直接与丝杆联接。图a?和图c?的优点是可以把反馈装置（如旋转变压器、测速发电机、脉冲编码器）等装在伺服电动机内，成为一个部件。图b?的优点是齿轮等传动副3处于半闭环之内，其传动误差可由反馈校正。?2.3滚珠丝杆副的尺寸计算与参数选用?2.3.1滚珠丝杆副简介?数控机床为了提高进给系统的灵敏度,定位精度和防止爬行,必须降低摩擦并减少静、动摩擦系数之差。因此，行程不太长的直线运动机构常用滚珠丝杆副。滚珠丝杆副的传动效率高达85%～98%,是普通滑动丝杆副的2～4倍。滚珠丝杆副的摩擦角小于1°,因此本能自锁。如果滚珠丝杆副驱动升降运动(如主轴箱或升降台的升降),则必须有制动装置。滚