基于PLC的XY轴步进运动控制装置.doc

摘要:本设计主要是关于两维步进电机工作台的控制部分的研究。主要的任务就是用PLC实现两个步进电机的正反转和速度的控制。

PLC控制的X-Y工作台系统可以设计为开环，半闭环和闭环伺服系统三种。本设计采用开环伺服系统，通过PLC控制步进电动机的驱动，经传动机构动带动工作台的运动。机械结构设计首先根据工作台的最大载荷，选取导轨副，设计工作台，然后进行结构设计，受力分析，转矩计算，画出工作台的装配草图，再选择步进电动机的型号，进而设计滚珠丝杠，最后设计出X-Y工作台，画出其装配图。

关键词   XY工作台 ； 步进电机；  PLC；  装配图

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景和意义-1

1.2 PLC的特点和发展趋势-1

1.3 步进电机-2

1.4 课题内容-2

1.4.1 设计条件-2

1.4.2设计内容-3

1.4.3 设计要求-3

2 系统原理及方案设计-4

2.1 总体方案设计-4

2.1.1 伺服系统设计-4

2.1.2 控制系统设计-5

3 工作台的设计-6

3.1 工作台总体概述-6

3.2 导轨的选择-6

3.2.1 导轨的分类-6

3.2.2 直线滚动导轨的优势-7

3.2.3 导轨副的选型-7

3.3 滚珠丝杠的选择-8

3.3.1横向进给系统的设计计算-8

3.3.2计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力-8

3.3.3确定进给传动链的传动比i和传动级数-8

3.3.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算-9

3.3.5  滚珠丝杠螺母副的设计-10

3.4 轴承选择-11

3.4.1 轴承的润滑与配合-12

3.4.2 联轴器的选择-13

4 控制系统硬件设计-14

4.1 PLC及触摸屏选型-14

4.1.1 控制模块-14

4.1.2 定位模块-16

4.1.3触摸屏-18

4.2 步进电机选择-18

4.3 步进驱动器的选择-21

5 程序设计-23

5.1 PLC控制程序-23

5.2 PLC定位程序-25

5.2.1 PLC对定位模块FX2N-20GM工作参数的写入-25

5.2.3 PLC对定位模块FX2N-20GM操作指令的读取-27

5.2 PLC对伺服驱动器ABS（绝对）数据的读取-27

5.3 触摸屏设计-29

5.4 报警程序-30

结论-33

致谢-34

参考文献-35