关于PLC控制步进机的设计考虑
上面各网友对步进机的工作原理及如何用PLC控制步进机前进、后退、启停及变速运行等做了详细的说明,对此我就不再重复讲述了。这里我想讲的是用PLC控制二台步进机,在平面上做直线、斜线、曲线运动的设计思想,设计一个简易开环控制的数控机床(如线切割电火花机床)。
该装置的硬件(指电气部分)为:选用S7-200PLC,利用它有二个高速脉冲输出(Q0.0、与Q0.1)都工作在PTO状态下,分别控制X轴、Y轴进给的二台步进机(包括驱动器)。
二路脉冲均选用单段管线工作方式,并选用相同的脉冲频率,X轴用固定脉冲数(如前进0.05mm 的脉冲数),Y轴的脉冲数取决行走的轨迹性质:如直线(平行Y轴),其脉冲数为固定值。如斜线或圆等线段,Y轴的脉冲数取该线段运算公式的计算值。
对于直线(平行于X或Y的直线段)X或Y轴步进机只作简单的直线行走,对于其它曲线,X、Y轴步进机从宏观上看同时运动,从微观上看是分时运动,即X轴步进机行走一固定长度,Y轴再行走一个计算长度……,即X、Y的运动轨迹是以应走的曲线为样板的锯齿型曲线。因此,在编程时,设置PTO的控制字要选用连接中断事件和中断服务程序:X轴走完脉冲数立即产生中断,中断程序首先使X轴停,设置Y州的脉冲数,执行Y轴的PLS,使Y轴步进机运动,Y轴走完脉冲数立即产生中断,中断程序首先使Y轴停,设置X州的脉冲数,执行X轴的PLS,使X轴步进机运动……直至走完全程停止运行。
下面讲一下圆弧运动:将一方铁4角切成圆弧形(1/4圆弧):见下图。
从图中可以看出,由 R-X 与Y 构成的直角三角形,其斜边都=园的半径,X是等距变化,对应Y 的变化量△y = y 2-y 1,我们就是利用这个公式求出Y轴的进给量的。下面的梯形图就是切割1/4圆的X轴与Y轴进给梯形图。
图中 VD100 为半圆的半径置数区,MB0的M0.0 为判断X轴Y轴中断的判断位。
该设备另一大特点,就是不用上位机设置参数,而用自行设计的PLC外围组件与PLC配合,可实现多个参数设置及数据显示:
1、25键的薄膜键盘,粘贴在操作台面板上,它有0-9是个10个数字键,可设置参数,余下15个键是命令键,可设置多种参数,它只占用PLC二个输入口。
2、二路多位数码显示器,只占用PLC的3个输出口,设置参数时,显示置入数,工作室显示X轴与Y轴的进给值。