机床十字滑台欧姆龙CP1H plc控制系统设计

陕西国防工业职业技术学院

SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文

题目机床十字滑台控制系统设计

专业供用电技术

班级供电3101

姓名孙争龙

学号 27310115

指导教师沈博

二○一二年十二月二十五日

毕业设计任务书

专业: 供用电技术班级: 供电3101 学生签名: 孙争龙

一、设计题目

机床十字滑台控制系统设计

二、设计内容要求和技术参数

1．构建控制系统模型。

2．确定主要控制、执行元件及其型号。

3．绘制电气控制原理图及接线图。

4．设计PLC程序。

5．配置执行元件控制器参数。

6．系统状态、精度分析。

三、设计应完成的技术资料

1．系统模型示意图

2．PLC控制程序

3．控制器参数调试清单

4．电气控制原理图

5．系统说明书

6．毕业设计说明书

四、设计考核的主要知识与技能

1．培养学生的团队意识，严格、认真、一丝不苟的科学精神，勇于探索的创新精神2．考核学生系统构建能力

3．考核学生PLC程序设计能力及伺服、步进电机及其控制器的应用能力

4．考核学生对电力拖动控制领域的了解

五、设计的主要内容

本项目是机加行业典型的定位控制系统，以PLC为主控元件,完成对伺服电机或步进电机的实时控制。设计主要完成PLC控制程序，控制器参数设置及PLC与控制器的连接方式，最终形成系统及其说明书，并完成毕业设计论文。

六、设计时间:年月日至年月日

七、指导教师签名: 沈博

毕业设计进度表和平时考核

学生签名:孙争龙班级:供电3101

平时成绩:

指导教师签名:

2006年11月6日

指导教师评语和评分意见学生姓名:

评语:

评分:

指导教师签名:

年月日

设计、答辩考核以及毕业设计总成绩

学生班级: 供电3101 学号27310115 姓名孙争龙

1.设计评语:

指导教师签字

年月日

2.答辩评语:

3.毕业设计总成绩:

根据学生平时表现、指导教师评语意见，经答辩小组考核，综合评定该生毕业设计成绩为。

答辩小组:

组长签名

组员签名

年月日

题目: 机床十字滑台控制系统设计

专业:供用电技术

班级:供电3101

作者:孙争龙

指导教师:沈博

摘要

本篇文章主要进行欧姆龙的CP1H可编程序控制器的十字滑台控制系统的设计。通过对各种控制方法的对比进行选择了用可编程序控制器来控制步进电机，以达到十字滑台的工作效果。

主要内容有十字滑台控制系统介绍、十字滑台控制系统硬件选择、梯形图与I/O分配。

由于对于plc使用的不熟练，以至于思路复杂或者考虑不够周到的地方，还请读者见谅！

关键字：

plc 步进电机驱动器步进电机十字滑台 XY轴

目录

第1章十字滑台控制系统介绍 (1)

1.1系统构成 (1)

1.2位置传感器 (1)

1.3电机与驱动装置 (4)

第2章十字滑台控制系统硬件选择 (6)

2.1可编程逻辑控制器 (6)

2.2步进电机驱动器选择 (12)

2.3步进电机型号 (17)

第3章梯形图与I/O分配 (19)

3.1梯形图 (19)

3.2I/O分配 (23)

3.3十字滑台操作方法 (24)

第4章总结 (25)

致谢 (26)

参考文献 (27)

第1章十字滑台控制系统介绍

十字滑台是许多数控加工设备和电子加工设备。如：数控车床的纵横进刀装置数控铣床和数控钻床的XY 工作台，激光加工设备工作台，表面贴装设备等。

一系统构成

十字滑台控制系统主要由plc运动控制器，伺服（步进）电机及相关软件等组成。控制计算机可以是普通的PlC机。运动控制器是安装在计算机总线扩充槽内的电机运动控制卡。如图2 所示为十字滑台机械本体。它由两个直线运动单元组成，每个直线运动单元主要包括：工作台面，滚珠丝杆，导轨，轴承座，基座等部分。通过两个直线运动单元的组合运动，可以使工作台面产生两个自由度XY 轴方向的平面运动

图2 十字滑台

二位置传感器

系统中常用的位置传感器包括旋转编码器和电位器等。

1 旋转编码器

旋转编码器是一种角位移传感器。它分为光电式、接触式和电磁感应式三种。从输出量上可分为增量编码器和绝对编码器两种。其中光电式编码器是闭环控制系统中最常用的位置传感器。

图3 为光电式增量编码器示意图。它由光源、聚光镜、光电码盘、光栏板、光敏元件、和信号处理电路组成。当码盘随工作轴一起转动时，光源通过聚光镜透过光电码盘和光栏板形成忽明忽暗的光信号，光敏元件把光信号转换成电信号，然后通过信号处理电路的整形、放大、分频、计数、译码后输出。为了测量出转向，使光栏板的两个狭缝比码盘两个

图3 光电式增量编码器

狭缝距离小1/4 节距，这样两个光敏元件的输出信号就相差n/2 相位。将输出信号送入鉴相电路即可判断码盘的旋转方向。

光电式增量编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，分辨角，分辨率。

而这与码盘圆周内所分狭缝的条数有关。

由于光电式脉冲编码盘每转过一个分辨角就发出一个脉冲信号，因此，根据脉冲数目可得出工作轴的回转角度。由传动比换算出直线位移距离，根据脉冲频率可得工作轴的转速，根据光栏板上两条狭缝中信号相位的先后，可判断出工作轴的旋转方向。

绝对编码器通过与位数相对应的发光二极管和光敏二极管对输出的二进制码来检测旋转角度，与增量编码器原理相同，用于测量直线位移的传感器是光栅尺。