運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)課件 項(xiàng)目16 運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例

BasicsOfMotionControlTechnology運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目16運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例背景描述

項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)候需要多種運(yùn)動(dòng)形式組合來(lái)實(shí)現(xiàn)某種具體的功能。相比較單一的運(yùn)動(dòng)形式，對(duì)多種運(yùn)動(dòng)的組合進(jìn)行控制需要掌握各種運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和工作要求，根據(jù)相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行控制程序的編寫與調(diào)試。應(yīng)規(guī)劃好PLC硬件資源的合理使用，力爭(zhēng)以最合理的資源投入實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制功能。示范實(shí)例：資訊

某專用機(jī)床用于工件平面的圓周分布鉆孔。其主軸采用變頻驅(qū)動(dòng)，主軸電機(jī)為四極異步電機(jī)，變頻器為三菱FR-A740-0.75K-CHT，鉆孔轉(zhuǎn)速根據(jù)工藝需要可選擇20Hz或40Hz。主軸升降采用伺服驅(qū)動(dòng)帶電磁抱閘，伺服驅(qū)動(dòng)器為安川SGDV-120A，伺服電機(jī)型號(hào)為安川SGMGV-13A。伺服電機(jī)通過(guò)齒輪齒條與主軸連接，伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)主軸升降0.2mm，主軸升降速度為每分鐘120mm。工作臺(tái)上有分度轉(zhuǎn)盤，由兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速比為60，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)400PPR（脈沖/轉(zhuǎn)）的細(xì)分。每個(gè)孔位相距45o，到達(dá)鉆孔位后工作臺(tái)由氣缸鎖緊。主軸設(shè)有上下限位檢測(cè)，主軸到達(dá)下限位置自動(dòng)返回上限位位置，到達(dá)上限位置時(shí)工作臺(tái)才能旋轉(zhuǎn)。設(shè)備設(shè)有啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、急停按鈕以及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換按鈕。按下啟動(dòng)按鈕機(jī)床開始工作，機(jī)床工作順序?yàn)椋?.啟動(dòng)—工作臺(tái)鎖緊—延時(shí)10S（上工件）—主軸旋轉(zhuǎn)；2.主軸下降至下限位—主軸上升至上限位；3.工作臺(tái)松開—工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)45o—工作臺(tái)鎖緊；4.重復(fù)2、3步，直至加工完成8個(gè)孔位；5.延時(shí)20S（下、上工件）；6.重復(fù)2~5步，直至停止。按下停止按鈕，機(jī)床完成當(dāng)前工件加工后停止。按下急停按鈕機(jī)床立即停止。系統(tǒng)采用S7-300PLC進(jìn)行控制，相關(guān)器件已準(zhǔn)備好，請(qǐng)根據(jù)控制要求完成以下任務(wù)：1.確定I/O分配表；2.繪制主電路圖及控制電路；3.連接主電路及控制電路；4.完成驅(qū)動(dòng)器設(shè)置；5.完成PLC程序編寫；6.完成PLC程序下載并控制PLC-伺服電機(jī)運(yùn)行。項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例示范實(shí)例：計(jì)劃

序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí)間人員1編制I/O分配表確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)并分配用途，編制I/O分配表（需提交）10分鐘全體人員2繪制主電路圖及控制電路繪制主電路圖及控制電路30分鐘全體人員3連接主電路及控制電路根據(jù)電路圖完成主電路及控制電路連接40分鐘全體人員4設(shè)置驅(qū)動(dòng)器參數(shù)根據(jù)控制要求設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器10分鐘全體人員5編寫PLC控制程序根據(jù)控制要求編寫PLC控制程序50分鐘全體人員6下載PLC程序運(yùn)行把控制程序下載到PLC，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的PLC控制20分鐘全體人員項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例示范實(shí)例：決策

按照工作計(jì)劃表，項(xiàng)目小組全體成員共同確定I/O分配表。本項(xiàng)目小組共六人，兩人一組分為三個(gè)小組，分別實(shí)施主軸變頻、伺服升降和步進(jìn)分度三個(gè)部分的電路圖繪制、電路連接、驅(qū)動(dòng)器設(shè)置以及PLC程序編寫，最后全體成員參與調(diào)試運(yùn)行，合作完成任務(wù)并提交任務(wù)評(píng)價(jià)表。項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例示范實(shí)例：實(shí)施

（一）編制I/O分配表（二）繪制主電路圖及控制電路圖（三）連接主電路與控制電路（四）設(shè)置驅(qū)動(dòng)器（五）編寫PLC程序1.伺服驅(qū)動(dòng)器速度指令模擬量的確定2.步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器脈沖指令周期與數(shù)量的確定3.PLC控制程序（六）下載PLC程序運(yùn)行項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例示范實(shí)例：檢查

項(xiàng)目分值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)檢查情況得分編制I/O分配表101.所有輸入地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號(hào)與元件作用說(shuō)明完整，5分；2.所有輸出地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號(hào)與元件作用說(shuō)明完整，5分。

繪制主電路圖及控制電路101.電路圖元件齊全，標(biāo)注正確，5分；2.電路功能完整，布局合理，5分。

連接主電路及控制電路101.安全違章扣10分；2.安裝不達(dá)標(biāo)一項(xiàng)扣2分。

設(shè)置驅(qū)動(dòng)器參數(shù)10能根據(jù)控制需要正確設(shè)置驅(qū)動(dòng)器。

編寫PLC控制程序501.功能正確，程序段合理，30分；2.符號(hào)表正確完整，10分；3.絕對(duì)地址、符號(hào)地址顯示正確，程序段注釋合理，10分。

下載PLC程序運(yùn)行101.程序下載正確，PLC指示燈正常，5分；2.程序運(yùn)行操作正確，能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，5分。合計(jì)100

項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例示范實(shí)例：評(píng)價(jià)

表16-8專用機(jī)床控制項(xiàng)目自評(píng)表

簽名：日期：表16-9專用機(jī)床控制項(xiàng)目他評(píng)表

簽名：日期：項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例實(shí)踐練習(xí)

某伺服灌裝系統(tǒng)由X軸跟隨伺服、Y軸灌裝步進(jìn)、主軸傳送帶、正品檢測(cè)裝置、正品傳送帶和次品傳送帶等部分組成，如圖16-12所示。

圖16-12伺服灌裝系統(tǒng)組成圖項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例實(shí)踐練習(xí)

伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)由X軸伺服電機(jī)M1、Y軸步進(jìn)電機(jī)M2、主軸三相異步電機(jī)M3和正品傳送電機(jī)M4、次品傳送電機(jī)M5組成。伺服電機(jī)M1驅(qū)動(dòng)絲杠運(yùn)行，通過(guò)絲杠帶動(dòng)灌裝平臺(tái)的左右移動(dòng)；已知絲杠的螺距為4mm，伺服電機(jī)M1旋轉(zhuǎn)一周需要4000個(gè)脈沖，以絲杠運(yùn)行速度代表X軸跟隨量的大小。步進(jìn)電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)灌裝噴嘴上下移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)M2旋轉(zhuǎn)一周需要2000個(gè)脈沖，運(yùn)行速度為30r/min。步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)3r開始灌裝，灌裝結(jié)束反轉(zhuǎn)3r回到原位。主軸傳送帶M3由變頻器驅(qū)動(dòng)，速度主要由前面板上電流調(diào)節(jié)旋鈕模擬量4-20mA來(lái)模擬給定，也可實(shí)現(xiàn)15Hz和30Hz兩種特定速度?？蛇M(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，加速時(shí)間0.5秒，減速時(shí)間0.5秒。正品檢測(cè)裝置輸出模擬量DC0-10V，電壓大于9V為合格，小于9V為次品。SQ1到SQ2之間的距離為灌裝同步運(yùn)行期間，此距離與兩空物料瓶之間的距離相等。灌裝噴嘴初始位于SQ2處，系統(tǒng)工作時(shí)，傳送帶把空瓶向檢測(cè)位傳送，當(dāng)空瓶到達(dá)SQ2處時(shí)，伺服電機(jī)開始與傳送帶同速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)3r開始灌裝，到SQ1位置時(shí)灌裝結(jié)束反轉(zhuǎn)3r回到原位。然后伺服電機(jī)以三倍傳送帶速度返回SQ2，等待下一批空瓶。項(xiàng)目16

運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)例實(shí)踐練習(xí)

系統(tǒng)采用S7-300PLC進(jìn)行控制