LC控制步进电机在卧轴矩台平面磨床上的应用

计算机 PLC应用———PLC控制步进电机在卧轴矩台平面磨床上的应用机床电器200915

计算机 PLC应用

PLC控制步进电机在卧轴矩台

平面磨床上的应用

李效民　(云南合信源机床有限责任公司,651701)

摘要:本文介绍了PLC控制步进电机对卧轴矩台平面磨床的改造。关键词:步进电机;PLC;卧轴矩台平面磨床

中图分类号:TM383.6　　　文献标识码:B　　　文章编号:1004-0420(2009)05-0031-02

0　前言

的开环控制元件。在非超载的情况下,负载变化的影响,,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制就变的非常简单,费用比较低廉,越来越多地被设计应用到数控机床、缝纫设备、包装机械、军工行业等高科技领域中,但其丢步、起动力矩弱、高转速扭矩低等特点在高速、高精设备上的运用受到一定的限制。随着步进电机产品的不断更新换代,使得步进电机在现有体积中,能够产生更大的能效转换(即电能到机械传动效率的转换,在节能方面,比交流、直流电机,表现更为优秀),尤其是步进驱动单元的控制技术大幅提高,甚至于做到了既能够采用开环控制方法,又可以加装编码器来实现闭环控制。

图1　卧轴矩台平面磨床示意图

　　所以三相交流感应式电动机的变速运转通常用变频器来控制实现,因普通三相交流电动机固有的机械特性和动作对变频器启停要求甚高,在以上三点的控制上效果不佳,即使更改机械传动比,不计机械损害的更改变频器的控制参数,也不能同时兼顾到低速、快速、平稳的控制效果。对机床使用者来说,磨削效率及成品质量受到不同程度的影响。因此,综合机床制造成本、步进电机速度及位置控制易于掌控的特点,考虑

了PLC(可编程控制器)作为步进驱动单元的上位机,同时利用PLC集中机床的整机逻辑控制这种方式运用到我厂多种型号的卧轴矩台平面磨床中。

1　普通交流电机在卧轴矩台平面磨床

2　步进电机的选型

步进电机分为:永磁式(PM),反应式(VR)和混合

式(HB)三种,从步进电机的物理结构力学角度来看,三相混合式步进电机有更好的低速平稳性及高效率的输出力矩,而其步进驱动单元是根据正弦波电流细分驱动的原理,实现了步进电机多细分驱动方式,采用电流跟踪和脉宽调制技术,使电机的相电流为相位相差

120°的正弦波,功率驱动电路一般采用六只MOS管,

的共性问题

　　卧轴矩台平面磨床的横向移动(磨头进出)一般采

用三相交流感应式电动机或液压缸体来拖动(图1)。

其最重要的技术特征:

(1)速度可调且低速不爬行;(2)工作台移动换向一瞬间横向快速移动一定距离。此距离的“精度”有一定要求,而快速移动该距离的动作完成时间有较严要求;(3)横向移动按即定方向到位(行程)后快速反向而不冲击

。

较大程度的解决了传统驱动方式的步进电机低速振动大、共振区域大、噪音大等缺点,提高了步距角分辨率

—31—