PLC步进控制.doc

PAGE  PAGE 59 第七章步进控制 步进电机(step motor)— 脉冲电机 电脉冲信号→角位移或直线位移。给步进电动机输入一个电脉冲信号时，它就转过一定的角度或移动一定的距离。由于其输出的角位移或直线位移可以不是连续的，因此称为步进电动机。 优点： 角位移或线位移与脉冲数成正比，其转速n或线速度v与脉冲频率成正比。在负载能力范围内，这种关系不会因电压波动、负载变化、温度变化等原因而变化，其控制性能很好。步进电动机广泛用于数控机床、打印机等控制系统中。 反应式步进电机结构 定子：6个磁极，分为3相，每个磁极上都套有一个绕组。转子：均匀分布的4个齿，无绕组。 1、单三拍控制 A相绕组通电时，B、C两相不通电，气隙中生成以A-A’为轴线的磁场。由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，将使转子齿1、3和定子A-A’对齐，即产生A-A’轴???方向的磁通。如果A相绕组不断电，1、3两转子齿就一直被磁极A-A吸引住而不改变其位置，即转子具有自锁能力。 B相绕组通电时，A、C两相不通电，气隙中生成以B-B’为轴线的磁场。由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，将使离磁极B-B’最近的转子齿2、4和定子B-B’对齐，即产生B-B’轴线方向的磁通。 C相绕组通电时，A、B两相不通电，气隙中生成以C-C’为轴线的磁场。由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，将使离磁极C-C’最近的转子齿1、3和定子C-C’对齐，即产生C-C’轴线方向的磁通。 2、双三拍控制 3、单、双六拍工作方式 步进电机是Kinco三相步进电机3S57Q-04056，与之配套的驱动器为Kinco 3M458三相步进电机驱动器。 1、3S57Q-04056部分技术参数如表7-2所示： 表7-2 3S57Q-04056部分技术参数 参数名称步距角相电流（A）保持扭矩阻尼扭矩电机惯量参数值1.8°5.8A1.0Nm0.04Nm0.3kg.cm23S57Q-04056的三个相绕组必须连接成三角形，接线图如图7-10所示。 2、Kinco 3M458三相步进电机驱动器主要电气参数如下： 供电电压：直流24V～40V 输出相电流：3.0A～5.8A 控制信号输入电流：6～20mA 冷却方式：自然风冷 该驱动器具有如下特点； ①采用交流伺服驱动原理，具备交流伺服运转特性，三相正弦电流输出。 ②内部驱动直流电压达40V，能提供更好的高速性能。 ③具有电机静态锁紧状态下的自动半流功能，可大大降低电机的发热。 ④具有最高可达10000步/转的细分功能，细分可以通过拨动开关设定。 ⑤几乎无步进电机常见的共振和爬行区，输出相电流通过拨动开关设定。 ⑥控制信号的输入电路采用光耦隔离。 ⑦采用正弦的电流驱动，使电机的空载起跳频率达5kHz,(1000步/转)左右。 在3M458 驱动器的侧面连接端子中间有一个红色的八位DIP功能设定开关，可以用来设定驱动器的工作方式和工作参数。图7-11是该DIP开关功能说明。 3M458 DIP开关功能说明 驱动器的典型接线图如图7-12所示，335A中，控制信号输入端使用的是DC24V电压，所使用的限流电阻R1为2KΩ。 3M458的典型接线图 驱动器还有一对脱机信号输入线FREE+和FREE-，当这一信号为ON时，驱动器将断开输入到步进电机的电源回路。335A没有使用这一信号，目的是使步进电机在上电后，即使静止时也保持自动半流的锁紧状态。 335A为3M458 驱动器提供的外部直流电源为DC24V，6A输出的开关稳压电源，直流电源和驱动器一起安装在模块盒中，驱动器的引出线均通过安全插孔与其他设备连接。图7-13是3M458步进电机驱动器模块的面板图。 M458步进电机驱动器模块的面板 3、步进电机传动组件的基本技术数据 3S57Q-04056步进电机步距角为1.8度，即在无细分的条件下200个脉冲电机转一圈（通过驱动器设置细分精度最高可以达到10000个脉冲电机转一圈）。 输送站传动采用同步轮和同步带，同步轮齿距为5mm、共11个齿即旋转一周搬运机械手位移55mm。 YL335-A系统中为达到控制精度驱动器细分设置为10000步/转即（每步机械手位移0.0055mm）电机驱动电流设位5.2A。 FX1n PLC的脉冲输出功能 晶体管输出的FX1N 系列PLC CPU单元支持高速脉冲输出功能，但有如下限制： ⑴ 高速脉冲输出仅限于Y000和Y001点。 ⑵ 在FX1N可编程控制器中，不连接虚拟电阻，在DC5-24V（10-100mA）的条件下，也能输出100KHZ以下的频率的脉冲。 输送单元上Kinco 3M458三相步进电机驱动器控制信号输入电流为6～20mA，为了与F