工控商务网：如何设计研磨机的伺服控制系统
伺服控制电路简单设计制作
伺服控制电路简单设计制作本电路由负脉冲振荡器（与非门IC 1A 与IC1D）、和RS触发器（与非门IC1B 与IC 1C ）组成。
伺服控制信号从RS 触发器的⑥脚输出。
振荡器输出重复频率约50Hz 的负脉冲信号。
这些窄脉冲送到触发器的输入端，每隔20ms 触发一次。
当负脉冲到达触发器输入端（④脚）时，IC 1C 的输出变成低电平。
C3 经Pl 放电，放电后触发器的状态恢复，IC1B 的输出由高电平回到低电平，每隔20ms 重复一次。
状态的恢复时间由P1 调整。
伺服控制器就是常用的闭环控制系统，给伺服控制器发送不同的脉冲实现不同的速度位置控制即可。
一般是脉冲和模拟量控制，有速度PID 转矩PID，伺服还具有反馈，会对反馈信号和输出信号进行比较，很好的闭换控制，精度高。
闭环控制系统：闭环控制系统，又称反馈控制系统，是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统。
这是一种自动控制系统，其中包括功率放大和反馈，使输出变量的值响应输入变量的值。
数控装置发出指令脉冲后，当指令值送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，即没有位置反馈信号时，指令值使伺服驱动电动机转动，经过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。
装在机床工作台上的位置测量元件，测出工作台的实际位移量后，后反馈到数控装置的比较器中与指令信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。
若两者存在差值，经放大器后放大，再控制伺服驱动电动机转动，直至差值为零时，工作台才停止移动。
这种系统称为闭环伺服系统。
用图中的元件值，RS 触发器的状态恢复期可用P1 从0.6 - 2ms 范围进行调整，相应伺服机械的旋转角度可达120 。
伺服系统在高精度磨床上的应用——中科伺服
伺服系统在高精度磨床上的应用——中科伺服摘要：本文基于对磨床结果功能的分析，介绍了中科伺服伺服控制系统在磨床上的应用，给出了控制要求和硬件配置。
1、引言标准机械加工所使用磨床，砂轮电动机均按传统启动电路运行。
电动机启动后按照额定转速运转，由于电网电压有一定磨床波动，砂轮工件磨床磨擦负载不断磨床变化，都会影响电动机磨床转速误差。
砂轮电动机起动电路一般只有一种加工速度，难以适应不同工件大小磨床要求不同磨床加工相对线速度，以至于所加工工件磨床加工精密度很难保证。
因此从提高加工质量加工效率，节约能源等方面考虑，将伺服技术应用于磨床，可以收到满意磨床效果。
机械加工行业磨床所加工磨床产品种类繁多，工件大小尺寸不同，要求加工精度各异。
相对磨床要求砂轮转速于主轴磨床线速度不同，单纯磨床调整主轴磨床转速来满足工件磨床加工线速度很难调整到理想状态。
又由于轴杆类加工过程所产生磨床应力弯曲，磨削过程会产生砂轮进给磨床力矩不同，这样就带来砂轮输出转速/力矩不同磨床变化，相应磨床会产生振刀纹/烧糊纹等，磨削精度很难保证，由此造成生产效率低，精品率低等。
随着电力电子技术磨床发展，伺服技术磨床越来越普及，机械加工行业伺服磨床应用收到很好磨床效果。
其中，以伺服磨床无级调速，软启动，恒转矩输出极大磨床满足了机械加工设备对恒速度/恒转矩磨床要求。
2、设备系统介绍磨床主要由床身、工作台、砂轮架等部件组成。
随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。
外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。
主要部件除床身、工作台、砂轮架之外，还有头架、尾座。
伺服系统在磨床上的应用，主要是指在磨床的运动源的应用，就是给执行件提供动力和运动的装置。
图一磨床设备外观图3、负载运动特点磨床常用的机械传动有带传动、螺旋传动和齿轮传动等。
传动装置需完成变速、变向和改变运动形式等任务，以使执行件获得所需的运动速度、运动方向和运动形式。
打磨机器人控制器的硬件系统设计
0 前言近年来，随着机器人技术的不断发展，不同类型、不同功能的工业机器人相继诞生[1]。
机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一，在很大程度上会对机器人的发展造成影响[2]。
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人，以完成作业任务的装置[3]。
目前，随着人工智能、计算机科学、传感器技术以及其他学科的进步，打磨机器人的研究水平也逐渐提高，与此同时，也对控制器的性能提出了更高的要求。
为满足打磨机器人对控制器性能的要求，该文设计了新型机器人控制器，该机器人控制器结构简单、运行可靠。
1 控制器硬件功能需求控制器与本体连接，如图1所示。
机器人控制器控制6个运动轴与相关I/O 端口的输入、输出，控制器通过CAN 和Ethercat 总线与外部进行通信，利用计算机进行调试。
具体需求包括与6路脉冲和1路以太网伺服接口、40路数字输出与输入端口和4路AD 和DA 转换接口、1个485总线接口、1路CAN 总线进行通信以及对1路232总线进行调试5个部分[4-5]。
图1中，机器人控制器与计算机通过232总线进行通信，与示教编程器通过CAN 进行通信，与伺服控制器通过485总线的脉冲接口进行通信，与机器人本体通过I/O 接口进行通信。
经过调试，机器人执行程序，通过末端执行器控制外部目标，从而通过控制器对机器人本体进行操控。
2 嵌入式处理器设计针对不同应用场景，控制系统采用嵌入式硬件[6-7]。
嵌入式系统采用ARM Cortex-A8 AM3517处理器，具有以下特点：1） 整型和浮点运算机制，适用于机器人位姿解算。
2） 运行速度达1 GHz，功耗不到300 mW，执行程序速度为2 000 DMIPS，保证处理器发热小，可以长时间工作，满足机器人对控制算法计算能力的要求。
3） 多类型外扩接口，例如SPI、MMC、USB、UART 以及GPI/O 等，可以实现机器人控制器的各种设打磨机器人控制器的硬件系统设计肖永强 方华杰 方 明（埃夫特智能装备股份有限公司，安徽 芜湖 241000）摘 要：为了满足打磨机器人对控制器使用性能的要求，该文分析了控制器与机器人本体的接线图，对控制器硬件功能需求进行说明，介绍了一种基于ARM Cortex-A8 AM3517处理器的嵌入式处理器并概述了其功能特点。
抛光打磨机器人控制系统的电气设计
抛光打磨机器人控制系统的电气设计摘要：着各行业工艺水平的进步，加工制造业对零部件的表面精度要求越来越高，研磨和抛光工艺也就越来越多的成为零件加工的最后一道工序。
人工打磨拋光由于对人体的高危害和效率低下，使得传统制造型企业对机器人应用需求不断提高。
抛光打磨机器人，用于替代传统人工打磨，主要用于工件的表面打磨、去毛刺、焊缝打磨以及螺孔去毛刺等工作。
基于此，笔者结合自身工作实践，主要对抛光打磨机器人控制系统的电气设计进行分析，以供参考。
关键词：抛光机器人；PLC；控制系统当今工业机器人在机床上的应用己成为加工制造业发展的一大趋向。
机器人的机械手臂灵活多样，通过对工人的动作进行分析与实验，提取打磨过程参数，编程控制机器人，能够模拟工人的动作，从而达到替代人工的目的。
为了扩展机器人的应用领域，紧跟国际上机器人技术的研究趋势，下面笔者主要结合自身经验，本文设计了一套打磨机器人电气控制系统，分析打磨机器人电气控制系统的功能设计要求和设计。
1抛光打磨机器人电气控制系统的功能设计要求抛光打磨机器人的电气控制系统的功能在很大程度上决定着抛光打磨机器人的整体功能的实现。
根据对工业现场的了解，抛光打磨机器人电气控制系统应具备以下功能：1.1对机器人的运行状态进行控制，包括控制机器人各个伺服电机的启动与停止、正转与反转，各个气缸控制，电气比例闽的控制，让机器人的各个转动关节协调地工作。
1.2抛光打磨机器人应当具有供电安全控制功能，并且电源供电的状态能在面板上显示出来。
1.3抛光打磨机器人控制系统应当具备显示功能，通过触摸屏来进行提供用户各种控制操作接口，并且可以显示出机器的运行状态，同是还能让用户更加方便简单的了解控制系统状态以及抛光打磨机器人的相应的设定工作方式。
1.4抛光打磨化器人应当具备检测异常以及声光报警的功能，同时需要在机械限位前加上光电限位开关，为了防止控制系统出现意外故障时致使机器的机械结构出现损坏，或者电机的转动速度超过最大速度，当检测到异常信号后，立即做出相应的停机处理并给出声光报警信号，以防事故的发生。
强化研磨设备全自动控制系统设计
强化研磨设备全自动控制系统设计包佑文;陶建华;关焯辉;金成普【摘要】This paper is mainly about the effect of strengthening and polishing process on surface roughness of work piece from mechanism, and discusses the current problems such as low processing accuracy, low automation level and low processing efficiency in strength and polishing equipment. Then,in order to solve these problems,designed a control system that applied to the strengthening and polishing process. The control system realizes the automatic processing mainly by controlling 4 technological parameters that affect the quality of strength and polishing (traveling velocity,jet length,jet time and jet pressure).%从原理上阐述了强化研磨加工方法对工件表面质量的影响，介绍了当前强化研磨设备存在的问题如加工精度不高、自动化程度低、加工效率低等。
然后针对这些问题设计一套适用于强化研磨加工方法的控制系统。
该控制系统主要通过控制影响强化研磨质量的四个工艺参数（移动速度、喷射距离、喷射时间、喷射压力）来实现自动化加工。
【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P1-4)【关键词】强化研磨;控制系统;轨迹【作者】包佑文;陶建华;关焯辉;金成普【作者单位】广州大学机械与电气工程学院，广东广州 510006;广州大学机械与电气工程学院，广东广州 510006;广州大学机械与电气工程学院，广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院，广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TP273DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.02.001强化研磨技术是一种基于复合加工方法的抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损金属材料精密加工技术，集强化塑性加工和研磨微切削为一体的“强化研磨加工”新型的加工方法［1］。
自动研磨控制系统设计与实现
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触持 电 棚 ２ ０ １ ５ 年 第 ４ ３ 卷 第 ４ 期
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自动 研 磨 控 制 系统 设 计 与 实 现
郑五一 ， 王建 晖 ， 朱厚耀 ， 张 立 ， 越 沛宏 ， 周鉴潮
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如何使用伺服系统进行加工控制
如何使用伺服系统进行加工控制伺服系统是一种用来控制加工运动的重要装置，广泛应用于各种机械加工设备中。
准确使用伺服系统能够提高加工效率、保证产品质量。
本文将从伺服系统的基本原理、安装调试、参数设置、故障排除等方面介绍如何正确使用伺服系统进行加工控制。
一、伺服系统的基本原理伺服系统基于反馈控制原理，通过测量输出位置信号和设定位置信号之间的误差，并将该误差信号输入到伺服控制器中进行计算和调整，实现对电机的精确控制。
伺服系统主要由伺服电机、编码器、伺服控制器、功率放大器等组成。
二、伺服系统的安装调试1. 安装伺服电机：根据设备的需求，按照电机的安装步骤进行固定，注意电机与传动装置之间的连接是否紧固可靠。
2. 连接编码器：将编码器与电机连接，确保连接牢固，并根据编码器的类型正确连接对应的接线。
3. 连接伺服控制器：将伺服控制器与电源、电机、编码器等设备进行正确连接，并检查电源和地线是否连接稳定。
4. 调试参数设置：根据设备的具体要求，设置伺服系统的参数，如位置环、速度环、加速度等参数设置。
三、参数设置1. 位置环参数设置：位置环参数包括比例增益、积分时间、微分时间等。
根据加工的需求和实际情况进行调整，以达到稳定、准确的位置控制。
2. 速度环参数设置：速度环参数包括比例增益、积分时间、微分时间等。
根据加工的需求和实际情况进行调整，以实现平稳的速度控制。
3. 加速度参数设置：加速度参数是控制伺服系统响应速度和加工效果的关键因素。
根据加工要求进行适当调整，以兼顾加工效率和产品质量。
四、故障排除1. 检查电源和电机连接是否正常，确保电源供电稳定。
2. 检查编码器连接是否牢固，确保编码器信号的准确传输。
3. 检查伺服控制器参数设置是否合理，根据具体情况进行调整。
4. 检查传动装置是否正常，如皮带、齿轮等是否磨损、松动。
5. 如有需要，可以通过排除法逐一检查伺服系统中的各个组件，以确定故障原因并进行修复。
通过以上步骤，我们可以准确地使用伺服系统进行加工控制。
一种粉末制品液压机的伺服控制系统的研究
换向阀 ，从而控制压机 的行程 和速度。 根据粉末 制品液压机状态和 工艺流程 ，结合能源装置 的最新 发
展，在液压 系统中引入伺服 电机泵克服传统 粉末制品液压机 能耗 问 题和控制精度 问题 。上位 机是 Ｐ Ｌ Ｃ控制器 ，下位机是专用控 制器 ， 执 行 器 是 伺 服 电机 和 高 低 压 组 合 定 量 齿 轮泵 。 Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 器 负 责 外 环 控制 （ 系统控 制）这包括系统 的压力和 上缸 的位移 、速度控 制，即 接收位移传感器 、压力传感器实时信 号，通 过控制算法 的实施 ，一 方面输 出电压 指令 （ 模拟量 ）给专用控 制器 ，另一方面输 出信 号直 接控制系统 各种 阀的动作 。专用控制器 负责 内环控制 ，这包括 执行 上位机控制指 令的过程中接收来 自于 内环压 力传感器和转速编码 器 反馈的泵 出 口 压 力和 电机转速信 息，实时调整伺服 电机转速 ，进而 实时控制齿轮泵输 出流量。 为 了提 高系统的控制精度 ，笔者 设计 了一套小流量供 油支路， 即 在 压 制 状 态 下 流 量 切 换 阀组 动 作 ， 高 压 泵 起 作 用 ， 系统 由 大 流 量 的插装 阀组控 制切换到伺服换 向阀小流 量精 密控制状态 ，使系统及 时得到响应 。 ２液压 伺服控制系统的工作原理 该系统能采用伺服 电机 与定量泵组成 的伺服 电机泵能源供应装 置 ，根 据液 压机状态和工 艺程序 ，通过压力传感器 、位移传感器将 系统 的压 力信号、位置信号反馈给 Ｐ Ｌ Ｃ控制器，从而根据系统各阶 段负载 自动调整流量。 当上缸快速下行时 ，伺服电机驱动双泵 同时工作，流量切换 阀 组的Ｙ Ａ １ ６得 电，插装 阀组的 Ｙ Ａ ６得 电，插装 阀组的 Ｙ Ａ ４得 电，系统 大流量 输出 ，液压油进入 上缸 的无杆腔 ，上缸快速 下行。连接于上
面向打磨抛光系统的自适应伺服控制技术应用
面向打磨抛光系统的自适应伺服控制技术应用[摘要]针对机器人辅助下实施打磨加工操作，其主要是结合不同工件实际工艺要求，选定不同打磨工具及其耗材，借助机器人之下各种打磨处理方式，实施自动化的打磨生产操作。
但实操过程往往极易有各种问题产生，影响着打磨抛光实际处理效果，鉴于此，本文主要探讨面向于打磨抛光系统的自适应伺服控制相关技术应用，仅供业内相关人士参考。
[关键词]打磨抛光；自适应；系统；控制技术；伺服控制；应用；前言：伴随机器人科学技术持续进步发展，机器人被广泛应用至机械生产当中，逐渐代替人工打磨抛光处理技术工艺，实现自动化打磨抛光操作。
自适应伺服控制相关技术能够充分弥补打磨抛光现有综合系统的不足，使得打磨抛光总体操作效率及效果得到提升。
因而，对面向打磨抛光系统的自适应伺服控制相关技术应用开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、关于打磨抛光及其现存问题的阐述机器人的打磨系统，结合工件设计层面通常以两种类型为主，一种属于机器人辅助下抓持工件实施打磨抛光操作，而另外一种则是机器人辅助下抓持工具，且工件固定的一种操作方式，详见图1。
工件为较小尺寸情况下，借助机器人实施工件抓持操作，打磨设备及工具往往实行固定方式；工件为较大尺寸情况下，工件固定，借助机器人对打磨工具予以抓持操作方式。
针对打磨抛光操作来说，两者接触之后所产生应力，对工件加工实现理想化状态而言属于一方面重要的制约因素，这主要是因打磨抛光处理过程当中，把控打磨的接触力往往较为关键。
打磨操作过小或过大的接触压力，未切或是过切各种情况极易产生，故打磨工具耗材及工件接触整个过程当中应当存在柔顺表现，也就是接触条件之下确保其维持良好的恒定压力状态[1]。
如修刮、擦洗、磨削、精密装配等各项操作任务，需以接触条件之下维持特定压力。
柔顺控制，现阶段以被动及主动两种形式的柔顺控制为主。
针对被动形式的柔顺控制，其主要是借助柔性缓冲相应工具，致使工件接触过程当中产生一定缓冲，以此平衡接触的作用力，打磨耗材能够贴合于工件所需打磨处理的轮廓。
伺服系统设计步骤及方法
伺服系统设计步骤及方法伺服系统是机电一体化系统，应采用机电一体化方法进行设计。
伺服系统设计，没有一成不变的答案，也没有统一的方法来得到答案。
不同要求的伺服系统，可采用不同的方法来设计，因而得到结构不同的伺服系统。
即使同样要求的伺服系统，不同的设计者也可能采遣煌的设计方法，因而得到不同的设计方案。
伺服系统结构上的复杂性，决定了其设计过程的复杂性。
实际伺服系统的设计是很难一次成功的，往往都要经过多次反复修改和调试才能获得满意的结果。
下面仅对伺服系统设计的一般步骤和方法作一简单介绍。
伺服系统的结构组成机电一体化的伺服控制系统的结础⒗嘈头倍啵但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。
下图给出了伺服系统组成原理框图。
图伺服系统组成原理框图1、比较环节比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，O常由专门的电路或计算机来实现。
2、控制器控制器通常是计算机或PID控制电路，其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作。
3、执行环节执行环节的作用是按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作。
机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。
4、被控对象5、检测环节检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。
伺服系统设计要求1、稳定性伺服系统的稳定性指在系统。
上的扰动信号消失后，系统能够恢复p原来的稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，能够达到的新的稳定运行状态的能力。
稳定性要求是一项最基本的要求，是保证伺服系统能够正常运行的最基本条件。
伺服系统在其工作范围内应该是稳定的，其稳定性主要取决于系统的结构及组成元件p参数，可采用自动控制理论所提供的各种方法来加以控制。
2、精度伺服系统的精度是指其输出量复现输入指令信号的精确程度。
数控机床控制系统设计(伺服控制系统设计思路)绝对有用的经典。
伺服控制系统设计思路一、对题目的理解及明确设计要求任务书很明确，是一种装置的伺服控制系统设计。
（只做控制系统，不做机械部分）二、控制对象的确定1、首先要确定控制台的结构（两轴还是三轴、直线轴还是加旋转轴、其工作原理、尺寸大小）、用途等。
2、选择传动方式、伺服电机类型（直流伺服还是交流伺服）、驱动方式。
3、保证精度，位置检测方式（元件）的选择与设计。
4、控制系统硬件与软件设计有的是用运动控制卡实现控制的。
有的是选择的无刷直流电机的种类、工作原理与驱动；交流伺服电机的种类、工作原理与驱动；光电编码器作为反馈还是光栅尺作为反馈，种类、工作原理、检测线路。
三、系统控制方案构思1、如果系统是按基于 PC 多轴运动控制技术的基本原理设计的，可以考虑选择“PC +运动控制卡”的设计方案见图1。
运动控制卡与 PC 机构成主从式控制结构；PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作。
图1 系统控制框图从图1看出：以 PC 机强大的硬件与软件资源为后盾，借助于运动控制卡提供的运动函数库运用 VB 或 VC + +语言编制直线、圆弧插补运动轨迹图形程序，通过板卡接口输出 PC 机运算结果的运动控制脉冲数和运动方向控制等信号，经过伺服驱动器，驱动直流伺服电机转动，再通过滚珠丝杠传动机械，驱动X/Y两轴加旋转的三轴精密十字工作台运动（或者驱动X/Y/Z三轴精密十字工作台运动）。
数控实验台伺服控制系统设计驱动X/Y/Z三轴精密十字工作台运动无损检测装置伺服控制系统设计驱动X/Y两轴加旋转的三轴精密十字工作台运动系统的位置控制，在工作台的X/Y/Z轴上加光栅尺作为位置反馈，光栅尺的信号反馈给控制卡，控制卡和工作平台之间构成大闭环控制系统，能实现位置的精确控制（此时电机和伺服驱动器之间也是一个闭环）见图2。
而对于旋转台，直接把伺服电机的编码器接入控制卡，也可以认为是一个闭环系统见图3。
图2 X/Y工作台控制原理图3 旋转工作台控制原理四、元件的选择1、运动控制卡+伺服驱动器+伺服电机五、技术指标1、装置的主要指标移动速度 4-1500（4000）mm/min，精度为±5um。
数控机床的伺服驱动系统设计
第一章数控机床的伺服驱动系统设计1-1选题背景与意义数控技术也叫运算机数控技术〔CNC，Compute Numerical Control〕，目前它是采纳运算机实现数字程序操纵的技术。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和表达国家综合国力的水平，数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。
也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。
我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。
数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。
数控机床的伺服驱动系统作为一种实现切削刀具与工件间运动的进给驱动和执行机构，是数控机床的一个重要组成部分，它在专门大程度上决定了数控机床的性能，如数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度等一系列重要指标取决于伺服驱动系统性能的优劣。
因此，随着数控机床的进展，研究和开发高性能的伺服驱动系统，一直是现代数控机床研究的关键技术之一。
在数控机床中，伺服系统是数控机床里的一个专门重的部分，关于它的操纵的好坏一定程度上反应一个机床的操纵柔性的程度。
步进电机驱动系统操纵数控车床进给运动，为车床主轴提供驱动功率以及所需的切削力。
目前在数控车床开环系统中，进给驱动常使用伺服步进电机，由于直流伺服电动机存在着一些的固有的缺点〔比如，有电刷，限制了转速的提高，而且结构复杂，价格较贵。
〕，使其应用环境受到限制。
交流伺服电动机没有这些缺点，且转子惯量比直流电动机小，使得动态响应好。
另外在同样体积下，交流电动机的输出功率可比直流电动机提高10％～70％；其容量也能够比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。
因此，交流伺服系统得到了迅速进展，差不多形成潮流。
从20世纪80年代后期开始，大量使用交流伺服系统，目前，已差不多取代了直流电动机，直流电动机已逐步被剔除，在数控机床的主轴驱动中，均采纳笼型异步电动机。
超精密研磨机控制设计
研磨机的执行元件主要 由三 台功率为 ０ ．６ ｋ ｗ，转速 为 １ ５ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 的 直 流 伺 服 电 动机 组 成 。其 中电 动 机 Ｉ号 用来 拖 动 主 工 作 台 的 ｘ 向 主 运 动 ，研磨 头 Ｘ、Ｙ向 分 别 由 Ⅱ 、Ⅲ 号 电 动 机 来 拖 动 。其 中行 程 分 别 由两个偏心轮结构来进行控制行程控制 ，偏心轮 与电动机之间通过减 速器减速后得到 要求 的低 速运 动。主工 作 台 ＜２ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ，Ｘ、Ｙ向 ＜ １ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ 。研磨机在研磨过程 中要求 无振动 ，运 动平稳 ，转动 中无缓 冲 ，以及环境温度都有特别要求 （ 一般 为室温 ２ Ｏ ℃） 。
量。
４ ．直流伺服电动机选择 根据所需要 的直流伺服 电动 机的主要 技术参数 （ 如 ：额定功 率， 额定 电压 ，额定 电流 ，额定转速 ，额定转矩 ，最大转矩 ）等 ，选取直 流伺服 电动机 的机 型为 ：１ ３ ０ Ｚ Ｙ１ ０ ２型直流永 磁 电动机 ，生产 厂家 为 山东淄博 山弘立微电动机有限公司。其主要技术参数为 ：电压 ２ ２ ０ Ｖ、 转速 １ ５ ０ ０ ｒ ． ｍｉ ｎ～ 、转 矩 ３ ８ ２ ２ ｍ Ｎ． ｍ、 电 流 ３ ．５ Ａ、功 率 ０ ．６ ｋ ｗ、 允许正反转速差 １ ５ ０ ｒ ． ｍｉ ｎ ～。 ５ ．执行机构方案的设计 执行机构是伺服系统中的被控 对象，是实现实 际操 作的机构 ，一 般来讲 ，执行机构中都包含导向机 构 ，执行机构方案 的选 择主要是导 向机 构 的 选 择 。导 向 机 构 即 导 轨 ，主要 分 为滑 动 和 滚 动 两 大 类 ，每 一 类按结构形式和承载原理又可分为多种类 型。一 幅导轨 主要有两部分 组成 ；在工作时一部分固定不动，称 为支撑 导轨 （ 或导 动轨 ） ，另一 部分相对支撑导轨作 直线或回转运动 ，称为动导轨 （ 或滑座） 。 目前 ，各种导轨基本实现生产 的系列化 ，由于滚动 导轨里有 以下 的特点 ：１ ） 承载能力大 ２）刚性 强 ３ ） 寿命 长 ４ ）传 动平 稳 可靠 ５ ） 具有结构 自调整的能力。因此 ，能够实现导 向作用 。 在此次设 计中考 虑到经 济性及滚动导轨所具有 的 自身特点 ，完全 可 以实现传动精度和稳 定性 的要求 ，故选择滑动导轨作为执行元件。 本设计选 用汉江机床厂 的 ＨＪ Ｇ—Ｄ系列 滚动直 线 导轨 ，其 中 Ｉ － Ｉ Ｊ Ｇ ２ ５型号的导轨 的 ｃ ａ 值为１ ７ ５ ０ ０ Ｎ，能满足 ５年使用的要 求 ，所 以可 选用 Ｈ Ｊ Ｇ一２ ５型 号 的滚 动 直 线 导 轨 。 ６ ．伺 服控制 系统设计 由 于 选用 的 执行 元 件 为 直 流 伺 服 电动 机 ，因 此 控 制 系 统 方 案 的 选 择即为直流伺 服电动机 的控制 。开环伺服系统结构如图 ｌ所示 ，
交流伺服控制系统在磨刃机控制系统改造中的应用
统 的 目的 、基 本 原 理 、选 型 和 运 行 调 试进 行 了详 细 的 分 析 和 论 述 。 突 出 阐述 了 交流 伺服 控 制 系统 优 良 的控 制 性
能和 广 阔 的 应 用前 景 。
关 键 词 ：伺服 系统 ；磨 刃 机 ； 系统 改 造 ；运 行 调 试 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ． ４ Ｍ９ １ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ０ ７ ０ ９— ４ ９一（０ １０ — ０５—０ ２１ ）１ ０４ ４
作者 简介 ：董志忠 （９８一 ） １６ ，男，云南昆明人，讲师，工学学士，主要从事机电一体化和数控技术 的教学与研究工作。
昆明冶金高等专科学校学报
２１ 年 １ ０１ 月
数字式的电机 ， 但是步进伺服电机是恒功率输 出，随着转速的增加其输出力矩降低 ；而交流伺服电机是 恒 转矩 输 出 ，即在其 额定转 速 以 内都 能输 出额 定转 矩 。磨刃机 工作 时要 求磨 刃 的力矩不 变 ，当需要 提 高 送刃速度以提高磨刃机的工作效率时，传统的步进伺服 电机已经不能满足要求 ，所以采用交流伺服控制
随着 现代 工业 的 快速发 展 ，伺 服控 制 系统 的重要 性 日愈 突 出 ，同时对伺 服 控制 系统 提 出了越来 越 高
的要求 ，其中又以交流伺服控制系统 的发展最为迅速 ，对高性能交流伺服控制系统的研究和发展已成为 业界的共识。交流伺服控制系统发展至今 ，已在调速范围、高控制精度 、优 良的距频特性和快速动态响 应 等方 面 凸显 其优 良性 能 Ｊ 同时交 流 伺 服控 制 系 统 优 越 的性 价 比也 为它 的应 用 推 波 助澜 ，在很 多实 。
磨四方机床的控制系统设计
毕业设计说明书题目：磨四方机床的控制系统设计学号：姓名：班级：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：机械工程学院答辩日期：摘要本文主要设计了一个应用STC89C52RC单片机控制的磨四方机床的控制系统。
该系统能实现磨削进给方向的自动控制和点动控制、自动切削前的对刀动作及相应数据的存储、切削速度的控制、切削直径和切削精度的控制、自动连续动作、系统状态显示等功能。
系统以STC89C52RC单片机为核心，由4 5矩阵按键、MAX7219CWG数码管模块、两个步进电机及其驱动器、保护电路板、外接电源等组成。
本文包括控制系统的全部硬件电路及其驱动程序、系统程序，并设计了原理图，最后完成了联机调试，达到了设计的要求。
关键词：单片机；步进电机；矩阵按键AbstractIn this paper, we designed a grinding machine system controlled by STC89C52RC micro controller. The system achieved automatic control and jog control of grinding.Also, the system could save the corresponding data, control the speed of cutting, the diameter and the accuracy automatic continuous operation. The system could show the status of the machine and some other functions. The system is controlled by the STC89C52RC micro controller, and it consist with 4 5 matrix of keys, the MAX7219CWG digital tube module, two stepping motor drives, the extra power and some other parts. This article includes all hardware facility of the system and the drive program of itself and the system program. This article also designed the schematic, and finally we finished the requirements of this design.Key words: micro controller; stepping motors; matrix of keys目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................................. I I 目录 . (III)第1章绪论 (1)第2章控制系统的总体设计方案 (2)2.1 课题概述及分析 (2)2.2 磨四方机床的设计方案与论证 (3)第3章系统硬件原理电路图的设计与分析 (6)3.1 硬件说明 (6)3.2 系统的硬件设计与比较 (6)3.3 设计电路原理图 (12)第4章系统软件的设计与分析 (13)4.1主程序 (13)4.2 4 5矩阵键盘控制模块 (15)4.3 步进电机控制模块 (17)4.4 MAX7219CWG数码管显示模块 (20)4.5 速度和直径选择模块 (21)4.6 数据存储模块 (23)4.7 机床极限位置保护模块 (24)第5章调试与结果分析 (25)5.1 调试 (25)5.2 结果分析 (25)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附件 (30)附录1原理图附录2实物图附录3元器件清单附录4控制系统使用说明书附录5源代码第1章绪论随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各设备制造企业都进行研究开发，提出了全新的制造模式。
光纤连接器研磨机伺服控制系统设计
Ａ ｍ ｔ ｄｏ ｑ ｅ ｃｒ ｒｇａ ｉｇｉ ｕｅ ｈ ｓｉ ｍｅｔ ｆ ｅｖ ｍ ｌ ｅ ｔ ｎｌ ｂｅｔ，ｈ ｘｅ ａ ｔｇｅ ｇ ｅｈ ｓ ｕｎ ｅ ｏｒｍｍｎ ｓｄｉ ｔｅａｓ ｏ ｆ ｅ ｐ ｓ ｎ ｎ ｇ ｎ ｒｏａ ｐｉ ｒｉ ｅ ａ ｏｊｃｓ ｔｅｅｔｒ ｌｒ ｇ ｒ ｉ— ｏｓ ｉ ｆ ｎｒ ｎ ｉ ｓ
第 １ ８卷 第 ６期
Ｖ０ ＿ ８ ｌ１ Ｎｏ ６ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ． ０１ ｕｅ ２ ０ Nhomakorabea光 纤 连接 器研 磨机 伺 服控 制 系统设 计
ＹＵ ｅ－ ｈ ｎ Ｗ ｉｃ ｕａ ｇ，ＬＵＯ ａ —ｈｕ，ＹＡＮＧ ｕｎ ｈｕ Ｘｉｏ ｓ Ｃｈ — ｉ
（ ｏ ｅｅｏ ｌｃ ｏ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｕｎ ｘ ｏｍ ｌＵ ＆ ￣ ｔ， ｕ ｉ ５ １ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｅｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇ Ｇ ａｇｉ ｒ ａ ｎ ｅ ｉ Ｇ ｉｎ ４ ０ ４ Ｃ ｉ ｔ ｆＥ ｒ ｎ Ｎ ｙ ｌ ａ
喻 伟 闯，罗晓 曙 ， 春 慧 杨
（ 西 师 范 大 学 电 子 工程 学 院 ， 西 桂 林 ５ １ ０ ） 广 广 ４ ０ ４ 摘 要 ： 实现 光 纤 连接 器研 磨机 操 作 台的 精 确 定 位 ， 计 了基 于 可 编 程 控 制 器 （ Ｌ ） 研 磨 机 伺 服 控 制 系统 。 Ｐ Ｃ、 为 设 ＰＣ的 将 Ｌ Ｅ ２ ０伺 服放 大 器 和 触 摸 屏 运 用 于伺 服 控 制 系统 。伺 服 放 大 器 内部 对 象 采 用 顺 序 编 程 （ ｅ ｕ ｎ ｅ ｒｇａ ｍｉ ） 方 Ｄ０ Ｓ ｑ ｅ ｃ ｒ ｏ ｒｍ ｎ 的 Ｐ ｇ 法 赋 值 ． 序 段 的 外部 触发 信 号 由 Ｐ Ｅ 提 供 。Ｐ Ｃ插 入 通 讯 扩 展 模 块 与 Ｅ ２ ０间 建 立 Ｒ ４ ５ 串行 通 讯 ， 程 Ｉ Ｌ Ｄ０ Ｓ８ 并通 过 触 摸
光纤连接器研磨机伺服控制系统设计
光纤连接器研磨机伺服控制系统设计光纤连接器是光纤通信网络中应用最广泛的光无源器件，其核心部件是光纤插针。
光纤连接器制造过程中的一道重要工序就是利用光纤连接器研磨机对陶瓷插针端面进行研磨。
为了使光纤插针端面与研磨砂轮按要求接触研磨。
涉及到研磨机操作台X、Y、A 3 个轴方向上的重复定位运动控制。
伺服控制系统是光纤连接器研磨机的一个重要组成部分。
伺服电机能将输入的电信号转变成角位移或角速度输出，具有运行稳定、无自传和快速响应等特性，在伺服控制系统中作为执行元件。
ED200 伺服放大器是一种智能化的伺服电机控制器，能提供速度、位置和力矩的全数字化控制。
PLC 的使用可以提高伺服控制系统的稳定性，增强系统的抗干扰能力：触摸屏的使用可以提供清晰的人机操作界面。
本设计的研磨机伺服控制系统由伺服电机、ED200 伺服放大器、PLC 和触摸屏4 部分组成，将它们的优点结合起来，极大地提高了光纤连接器的研磨质量和成品率。
1 伺服系统的组成结构及工作原理伺服系统是用来控制被控制对象的某种状态，使其能自动地、连续地、精确地复现输入信号变化规律的一种自动控制系统。
由于光纤连接器插针的芯径很细，为了按照倒角要求研磨出较理想的端面，操作台X、Y、A 3 个轴方向的重复定位误差必须控制在一定的范围内。
ED200 伺服放大器采用高响应矢量控制，具有高精度的电流检出能力，可以实现高精度、高速度和稳定进给，能很好满足系统的控制要求。
光纤连接器研磨机伺服控制系统是一个闭环控制系统。
图1 是其闭环伺服系统框图，系统将输出位移与设定进行比较，自动对位置环参数、速度环参数、电流环参数以及励磁参数进行调整，使目标位置与实际位置趋于一致，从而达到精确定位的目的。
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如何设计光纤连接器研磨机的伺服控制系统
文章来自：中国工控网
光纤连接器插针体端面加工属于高精密研磨，对研磨机伺服控制系统的定位精度提出了极高要求。
本设计将ED200伺服驱动器、PLC和触摸屏运用于光纤连接器研磨机伺服控制系统中，极大地提高了光纤连接器研磨效率。
设计选用ED200伺服放大器，编程简单，便于PLC控制。
此外，利用通讯扩展模块建立了 PLC与ED200间的RS485通讯，系统控制参数可通过触摸屏修改，灵活方便。
实际结果表明，该系统应用于光纤连机器研磨机后，整机系统性能更加稳定、定位精度高，并且易于操作，提高了生产效率。
ED200伺服放大器是一种智能化的伺服电机控制器，能提供速度、位置和力矩的全数字化控制。
PLC的使用可以提高伺服控制系统的稳定性，增强系统的抗干扰能力：触摸屏的使用可以提供清晰的人机操作界面。
本设计的研磨机伺服控制系统由伺服电机、ED200伺服放大器、PLC和触摸屏4部分组成，将它们的优点结合起来，极大地提高了光纤连接器的研磨质量和成品率。
1.伺服系统的组成结构及工作原理
伺服系统是用来控制被控制对象的某种状态，使其能自动地、连续地、精确地复现输入信号变化规律的一种自动控制系统。
由于光纤连接器插针的芯径很细，为了按照倒角要求研磨出较理想的端面，操作台X、Y、A 3个轴方向的重复定位误差必须控制在一定的范围内。
ED200伺服放大器采用高响应矢量控制，具有高精度的电流检出能力，可以实现高精度、高速度和稳定进给，能很好满足系统的控制要求。
光纤连接器研磨机伺服控制系统是一个闭环控制系统。
图1是其闭环伺服系统框图，系统将输出位移与设定进行比较，自动对位置环参数、速度环参数、电流环参数以及励磁参数进行调整，使目标位置与实际位置趋于一致，从而达到精确定位的目的。
2.伺服系统设计
2．1 系统的硬件设计
本设计在硬件上选用S23型两相伺服电机、ED200型伺服放大器以及三菱公司FX2N系列PLC和GOTl000触摸屏。
光纤连接器伺服控制系统硬件结构如图2所示。
研磨过程中涉及到水平、垂直和旋转3种运动，分别由X、Y、A 3个轴的伺服电机和伺服放大器控制。
3个轴的连接与控制方式类似，图中为PLC与一个轴的伺服放大器相连的情况。
ED200伺服放大器是一款智能型全数字伺服驱动器，驱动器内部集成了驱动、控制、总线、I／O等功能，内部可以存储256段程序，每段程序又都可以存储一种运动曲线，包含加速度、减速度、最大速度、目标位置等重要的运动曲线参数，通过8个I／O口，实现最多128种运动曲线直接调用。
利用ED200提供的通讯功能，外部控制器PLC可以调用ED200
内部存储的256段程序并通过触摸屏人机界面的数据输入窗口直接修改驱动器内部系统参数。
2．2 系统的软件设计
研磨机伺服系统的软件设计包括ED200内部对象(目标位置、速度、加速度、减速度、找原点方式以及工作模式等)赋值和PLC编程控制。
ECO2WIN是ED200伺服放大器专用编程软件，采用顺序编程(Sequencer Programming)的方法对放大器内部的对象赋值。
由于研磨过程多次涉及到定位，因而工作模式选用位置控制模式(绝对／相对位置模式)，该模式下要定义的对象如表l所示。
ED200伺服驱动器每段程序都有一个相应的程序段号，在其列表内最多包含8个具有读写(RW)属性的对象。
调用一段程序后，该程序段内的所有指令会按照从上至下的顺序依次执行，这就是顺序编程思想。
ED200伺服提供的触发程序段的控制事件有输入端口的边沿信号触发、内部编程设定的定时器时间到、两个数值的比较结果为真、目标位置到达等，一些事件可以重复定义，所以一段程序可以执行一次也可以执行多次。
同时，在一个程序段内又可以调用另外一个程序段。
在EC02WlN软件的数字输入窗口可以设定ED200数字输入端口DINl～DIN8的边沿信号所对应的程序段，实现从输入口调用内部程序段的功能。
设计中ED200数字输入端口的信号由PLC提供，这样就可以通过PIC间接对伺服电机进行控制。
光纤连接器插针体研磨的一个完整的单周期工序包括入料、研磨、出料以及伺服定位等操作，图4为系统的软件流程图。
其中，定位部分主要由ED200伺服放大器内部顺序编程控制，并且通过PLC信号触发程序段。
研磨机整机系统由PLC编程控制，PLC采用梯形图编程方法。
ED200支持两线(半双工)和4线(全双工)的RS485通讯。
PLC的通讯扩展模块FX2N-485-BD与ED200进行RS485通讯，可以实现两者间的数据交换。
PLC程序采用梯形图编写，传输数据的地址及字节数用RS串行通讯指令设定。
接入触摸屏后，通过触摸屏的数据输入窗口可以修改 ED200内部程序段的目标位置值。
3.软件调试
ECO2WIN带有示波器功能，用来以动态曲线方式监控运行参数(如速度、位置和电流等)，示波器对判断电机的运动状态和调节性能有着非常重要的作用，可以直观地观察电机的过冲、过载以及速度平稳性。
图5为A轴电机速度和位置的监控曲线。
从图5中可以看出，A 轴电机转动的最大速度为10 000 inc／s，最大位移为4 000 inc，工作模式为-1，通道l 设定为“Actual posiTIon”，为速度曲线。
通道2设定为“Ac-tual velocity”，为位移曲线。
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