實(shí)驗(yàn)五 步進(jìn)電機(jī)單軸定位控制實(shí)驗(yàn)

1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器位置控制單元反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)方向信號(hào)正向脈沖反向脈沖(a)脈沖＋方向)正向脈沖(b)正脈沖＋負(fù)脈沖)正向脈沖實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五步進(jìn)電機(jī)單軸定位控制實(shí)驗(yàn)步進(jìn)電機(jī)單軸定位控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)和掌握步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的操作和使用方法；2.學(xué)習(xí)和掌握步進(jìn)電機(jī)單軸定位控制方法；3學(xué)習(xí)和掌握PLC單軸定位模塊的基本使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直

2、線位移量的機(jī)電執(zhí)行元件，即步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸入的是電脈沖信號(hào)，輸出的是角位移或直線位置。每給一個(gè)脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，這個(gè)角度稱為步距角。運(yùn)動(dòng)速度正比于脈沖頻率，角位移正比于脈沖個(gè)數(shù)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)典型控制系統(tǒng)框圖如圖129所示。圖129步進(jìn)電動(dòng)機(jī)典型控制系統(tǒng)框圖位置控制單元可根據(jù)需要的頻率和個(gè)數(shù)以及設(shè)定的加減時(shí)間控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此定位單元的輸出脈沖形式有“脈沖＋方向”和“正脈沖＋負(fù)脈沖”兩種，它們均可

3、控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。輸出脈沖形式通過(guò)參數(shù)設(shè)定來(lái)選擇。其脈沖形式如圖1210所示。PLC中的雙軸定位模塊FX2N20GM，該模塊與PLC相連，可以單獨(dú)或同時(shí)控制兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器為和利時(shí)產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1212所示。工作原理：PLC及20GM實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的通電控制和定位控制，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)絲桿帶動(dòng)工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步機(jī)械實(shí)際移動(dòng)的位移量稱為脈沖當(dāng)量，脈沖當(dāng)量是數(shù)控系統(tǒng)中很重要的參數(shù)。

4、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲桿直接連接，因此，脈沖當(dāng)量的計(jì)算公式為：脈沖當(dāng)量＝絲桿螺距｛3600（步距角細(xì)分系數(shù)）｝在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，絲桿的螺距為5mm，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為1.80，細(xì)分系數(shù)為所設(shè)定的數(shù)據(jù)。正限位和負(fù)限位開關(guān)的安裝位置由絲桿的導(dǎo)程確定，保證絲桿不被損壞，即當(dāng)這兩個(gè)開關(guān)的位置確定后，定位模塊保證工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)只能在這兩個(gè)行程開關(guān)之間進(jìn)行。原位開關(guān)用來(lái)確定機(jī)械坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。位置控制模塊回原點(diǎn)操作，就是使機(jī)械原點(diǎn)和電氣原點(diǎn)統(tǒng)一。三

5、、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(一)系統(tǒng)通電和準(zhǔn)備1在斷電的情況下，按圖1213接線（虛線框外的連線已接好）；2征得老師同意后，合上斷路器QF1和QF2；3將編程電纜連于PLC上，利用PC機(jī)上的編程軟件“FXGPWINC”向PLC輸入PLC控制程序（此時(shí)，PLC處于中止運(yùn)行狀態(tài)）；4將編程電纜連于20GM上，利用PC機(jī)上的定位軟件“FXVPSE”向20GM輸入定位程序（此時(shí)，20GM的狀態(tài)開關(guān)拔向手動(dòng)位置“MANU”）；5將PLC設(shè)