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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者：PanHongliang仅供个人学习课程设计课：进程给设运计动驱与动综系统合设训计 练综合训练：数控说第明三象书限直线插补 PLC 程序设计和插补加工学院名称： 专业： 班级：姓名：指导老师：2021年 12 月课程设计与综合训练任务书题设计题目：进给运动驱动系统设计目训练题目：步进电机驱动器实现数控 PLC 西门子插补程序设计与第三象限直线插补加工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主要设计参数：主走刀长度：90mm丝X杠导程：8mm丝Z杠导程：10mm要脉冲当量：5步距角：0.6最大进给速度：40r/mi
2、n设计等效惯量：800 空启动时间：80ms向X拖板质量：150N参Z 向拖板质量：400N 主切削力Fz：1200N吃刀抗力Fy：900N数走刀抗力Fx：400N及设计要求：挑选电机型号、绘出接口电路、编制程序。要求课程设计内容及工作量（两周）：（1） 依据给定任务参数挑选传动比、步进电机型号，设计并绘制伺服传动系统。（2） 使用绘图工具绘制微掌握器接线图一张。设（3）编制插补程序。计综合训练内容及工作量（两周）：内（1）利用设备及元气件制作微掌握器及其接口掌握电路。及容（2）调试所编制插补程序。工（3）课程设计综合训练说明书1份：60008000字。作量主1. PLC编程掌握方面的参考书。
3、要2步进电机驱动方面的参考书。 参3绘图方面的参考书。考文献课程设计题目：进给运动驱动系统设计综合训练题目 ：数控第三象限直线插补 PLC程序设计和插补加工摘 要：机械电子工程专业的课程设计，是对前阶段机电课程教案的一次设计性的训练过程，其后二周的综合训练就是将课程设计的设计成果进行物化的过可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结程。整个过程应当能实现对理论教案内容的综合应用目的。所以，本设计书涉 及了机电一体化系统设计、电气掌握与PLC、数控机床与编程技术、机械工程测试技术基础等多门机电课程学问。第一依据指导老师给定的参数，使用visio画出基于三菱 PLC 的步进掌握系统接线图和流
4、程图，挑选系统所用步进电机、运算系统减速器传动比。挑选方案是微掌握器中的PLC掌握方式，步进电机为动力元件，减速器、联轴器与丝杠为传动装置。最终在GX-Developer 中编制和调试第三相限插补程序，使程序依据流程图方案模拟达到第三相限直线插补加工轨迹要求。关键词： plc 程序, 步进电机驱动器，第三象限直线插补。目 录第一章 进给运动驱动系统设计51.1 系统方案设计61.2 传动比运算和步进电机的挑选71.3 齿轮的设计111.4 丝杠的挑选20 其次章 步进电机驱动器实现第三象限直线 PLC 插补程序设计和插补加工242.1 PLC掌握步进电机时电器接线图设计262.2 数控插补PL
5、C程序设计27 2.2.1逐点比较法直线插补实例27 2.2.2PLC硬件组态及程序设计及程序调试30可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参考文献38可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章进给运动驱动系统设计与数控直线插补PLC 程序设计1 步进电机的挑选和齿轮传动比的运算系统总体设计特别重要，是对一部机器的总体布局和全局的支配。总体设计是否合理将对后面几步的设计产生重大影响，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能和设计质量。所以，在总体设计时应多花时间、考虑清晰，以削减返工现象。当伺服系统的负载不大、精度要求不高时，可采纳开环掌握。一般来讲，开环伺服系统的稳固性不成问
6、题，设计时主要考虑精度方面的要求，通过合理的结构参数设计，使系统具有良好的动态响应性能。1.1 系统方案设计在机电一体化产品中，典型的开环掌握位置伺服系统是简易数控机床（本 试验室自制数控平台）及 X-Y 数控工作台等，其结构原理如图 1-1 所示。各种开环伺服系统在结构原理上大同小异，其方案设计实质上就是在图1-1 的基础上挑选和确定各构成环节的详细实现方案。图 1-1 开环伺服系统结构原理框图1、执行元件的挑选挑选执行元件时应综合考虑负载才能、调速范畴、运行精度、可控性、牢靠性及体积、成本等多方面要求。开环系统中可采纳步进电机、电液脉冲马达等作为执行元件，其中步进电机应用最为广泛，一般情形
7、下优先选用步进电 机，当其负载才能不够时，再考虑选用电液脉冲马达等。2、传动机构方案的挑选传动机构实质上是执行元件与执行机构以输出旋转运动和转矩为主，而执行机构就多为直线运动。用于将旋转运动转换为直线运动的传动机构主要有齿轮齿条和丝杠螺母等。前者可获得较大的传动比和较高的传动效率，所能传递的力也较大，但高精度的齿轮齿条制造困难，且为排除传动间隙而结构复杂， 后者因结构简洁、制造简洁而广泛使用。在步进电机与丝杠之间运动的传递有多种方式，可将步进电机与丝杠通过联轴器直接连接，其优点是结构简洁，可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结获得较高的速度，但对步进电机的负载才能要求较高。仍可以通
8、过减速器连接丝杠，通过减速比的挑选配凑脉冲当量、扭矩和惯量。当电动机与丝杠中心距较大时，可采纳同步齿形带传动。3、执行机构方案的挑选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，应依据详细操作对象及其特点来挑选和设计。一般来讲，执行机构中都包含有导向机构， 执行机构的挑选主要是导向机构的挑选。4、掌握系统方案的挑选掌握系统方案的挑选包括微掌握器、步进电机掌握方式、驱动电路等的挑选。常用的微掌握器有单片机、 PLC、微机插卡、微机并行口、串行口和下位机等，其中单片机由于在体积、成本、牢靠性和掌握指令功能等很多方面的优 越性，在伺服系统中得到广泛的应用。步进电机掌握方式有硬件环行安排器控制
9、和软件环行安排器掌握之分，对多相电机仍有 X 相单 X 拍、X 相 2*X 拍、X 相双 X 拍和细分驱动等掌握方式，如三相步进电机有 3 相单 3 拍、3 相 6 拍、3 相双 3 拍和细分驱动等掌握方式，对于掌握电路有单一电压掌握、高低压控制、恒流斩波掌握、细分掌握等电路。5、本次课程设计和综合训练方案的挑选执行元件选用功率步进电机，传动方案挑选带有降速齿轮箱的丝杠螺母传动机构和联轴器，执行机构选用拖板导轨。掌握系统中微掌握器采纳掌握器，步进电机掌握方式采纳带有硬件环行安排器的现有步进电机驱动器，在共的的情形下，给该驱动器供应一路进给脉冲、另一路高（低）电平方向掌握电位以及使能信号。1.2
10、 传动比运算和步进电机的挑选一、 X 轴（纵向）：其次章减速器传动比运算其中：表示步进电机步距角p：表示丝杠导程：表示脉冲当量第三章步进电机所需力矩运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结挑选步进电机应依据电机额定输出转矩T 电机所需的最大转矩的原就，第一运算电机所需的负载转矩。作用在步进电机轴上的总负载转矩T 可按下面简化公式运算：式中：为启动加速引起的惯性力矩，为拖板重力和拖板上其它折算到电机轴上的当量摩擦力矩，为加工负载折算到电机轴上的负载力矩，为因丝杠预紧引起的力折算到电机轴上的附加摩擦转矩。为电机转动惯量。为折算到电机轴上的等效转动惯量。为启动时的角加速度。有参数知。由空
11、载启动时间和最大进给速度运算得到。 p：为丝杠导程。：为拖板重力和主切削力引起丝杠上的摩擦力，拖板重量由参数给定，在运算纵向力时（挑选纵向电机），拖板重量为两个拖板的重量之和，在运算横向力（挑选横向电机）时，为小拖板重量，刚与刚的摩擦系数可查资料，一般为0.050.2 。：在挑选横向电机时，为工作台上的最大横向载荷，通过给定吃刀抗力得到。 在挑选纵向电机时，为工作台上的最大纵向载荷，通过给定吃刀抗力得到。：为丝杠螺母副的预紧力，设取的1/31/5 。：为伺服进给系统的总效率，取为 0.8 。 ：为减速器传动比。取 0.8 取 0.05可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结规格型号相步
12、距角相电流保持转矩转动惯量重量形状尺寸数86BYG350AH-0201 3一般启动是为空载，于是空载启动时电机轴上的总负载转矩为：在最大外载荷下工作时，电动机轴上的总负载转矩为：运算出的总负载转矩依据驱动方式，挑选电机时仍需除以一系数，设为X 相2*X 拍驱动方式，就总负载转矩取为：总负载转矩 T 取依据求出的负载转矩，和给定的步距角，查询步进电机型号。表 1-1 所选步进电机特性参数（。）（ A）（）（）（）kgmm0.6/1.22.02.51320285*85*69二、同理 Z 轴（横向）：1. 传动比 i：2. 总 负载转矩 T：取 0.8取 0.05可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
13、名师归纳总结一般启动是为空载，于是空载启动时电机轴上的总负载转矩为：在最大外载荷下工作时，电动机轴上的总负载转矩为:总负载转矩 T 取依据求出的负载转矩，和给定的步距角，查询步进电机型号。规格型号相数86BYG350AH-0201 3表 1-2 所选步进电机特性参数步距角相电流保持转矩转动惯量重量形状尺寸（。）（A）（）（）（kgmm）0.6/1.22.02.51320285*85*69可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.3 齿轮的设计图 1-2 进给系统机构可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一 X方向的齿轮传动件设计运算：1. 选精度等级、材料及齿数1） 材料及
14、热处理。挑选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 2）精度等级选用 7 级精度。3）试选小齿轮齿数 z1 20，大齿轮齿数 z2 54 的。传动比为 2.7.2. 按齿面接触强度设计按公式运算，即a）确定公式内的各运算数值（ 4）试选 1.3（ 4）（ 4）由机械设计书表由机械设计书表107 选取尺宽系数 d1106 查得材料的弹性影响系数189.8Mpa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）由机械设计书图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限Hlim1 600M
15、Pa。大齿轮的解除疲惫强度极限 Hlim2 550MPa。（4） ）由公式运算应力循环次数（6） 由机械设计书图 1019 查得接触疲惫寿命系数 0.90 。 0.95（7） 运算接触疲惫许用应力取失效概率为 1，安全系数 S 1，由式（ 1012）得H1 0.90 600MPa 540MPaH2 0.95 550MPa 522.5MPa. 运算圆周速度. 运算齿宽 b 及模数. 运算载荷系数 K已知载荷平稳，所以取KA=1。依据 v=0.51m/s,7 级精度，由机械设计书图 10 8 查得动载系数 =0.9 。 直齿轮由机械设计书表10 3 查得=1.2 。由机械设计书表 104 用插值法
16、查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时， =1.310由， =1.310 查机械设计图 10-13 得。故载荷系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得. 运算模数5、按齿根弯曲强度设计由式确定运算参数（1） ）运算载荷系数（2） ）由机械设计图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲惫强度极限。大齿轮的弯曲强度极限（3） ）由机械设计图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数，(4) 运算弯曲疲惫许用应力。取弯曲疲惫安全系数 S=1.4 ，有(5) 查取齿型系数由表 105 查得 Yfa1=2.80 。 Yfa2=2.30（ 6）查
17、取应力校正系数由表 10 5 查得 Ysa1=1.55。 Ysa2=1.71(7) 运算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大。(8) 设计运算对比运算结果，有齿面接触疲惫强度运算的模数m 大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能，而可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结齿面接触疲惫强度所打算的承载才能，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算 得模数 0.65并就近圆整为标准值m=0.8mm，按接触强度算得的分度圆直径 d1=15.19mm，算出小齿轮齿数 :大齿轮齿数4. 几何尺寸运算（ 1）运算中心距1） 运算大、小齿轮的分度圆直径（3
18、） ）运算齿轮宽度二 Z 方向的齿轮传动件设计运算：1. 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理。挑选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 2）精度等级选用 7 级精度。传动比为 3.3.3） 试选一级小齿轮齿数 z120，一级大齿轮齿数 z230 的。一级传动比。二级小齿轮齿数 z3=20，二级大齿轮齿数 Z4=44。二级传动比为 。2. 按齿面接触强度设计按公式运算，即dt 2.32a） 确定公式内的各运算数值（ 4）试选 1.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）由机械
19、设计书表107 选取尺宽系数 d1（ 4）由机械设计书表106 查得材料的弹性影响系数189.8Mpa（4） ）由机械设计书图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限Hlim1 600MPa。大齿轮的解除疲惫强度极限 Hlim2 550MPa。（4） ）由公式运算应力循环次数一级二级（6） 由机械设计书图 1019 查得接触疲惫寿命系数 0.90 。 0.95（7） 运算接触疲惫许用应力取失效概率为 1，安全系数 S 1，由式（ 1012）得H1 0.90 600MPa 540MPaH2 0.95 550MPa 522.5MPab） 运算试算小齿轮分度圆直径d1t 与 d3t 。
20、运算圆周速度运算齿宽 b 及模数，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算载荷系数 K已知载荷平稳，所以取KA=1。依据,7 级精度，由机械设计书图 10 8 查得动载系数 。 直齿轮由机械设计书表10 3 查得=1.2 。由机械设计书表 104 用插值法查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时， =1.310 。由 b/h=8.89 ，=1.310 由书表 1013 查得=1.27故载荷系数：按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得d1=mm=24.13mm运算模数 m3. 按齿根弯曲强度设计由式mn确定运算参数（1） ）运算载荷系数（2） ）由图 10-2
21、0c 查得小齿轮的弯曲疲惫强度极限 F1=500Mpa，查得大齿轮的弯曲疲惫强度极限 F2=380MP。a（ 3）由图 10-18 取弯曲疲惫强度寿命系数 =0.87 ，=0.9（4） ）查取齿型系数由表 105 查得 Yfa1=2.80 。 Yfa2=2.52 。Yfa3=2.80 。Yfa4=2.345（5） ）查取应力校正系数由表 105 查得 Ysa1=1.55。Ysa2=1.625。Ysa3=1.55。Ysa4=1.679（6） ）运算弯曲疲惫许用应力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(7) 运算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大。(8) 设计运算mn对比运算结果，有
22、齿面接触疲惫强度运算的模数m 大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能，而齿面接触疲惫强度所打算的承载才能，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得模数 0.66 并就近圆整为标准值 m1=m2=0.8m，m按接触强度算得的分度圆直径 d1=21.33mm，d2=18.75mm算出小齿轮齿数大齿轮齿数4. 几何尺寸运算（1） ）运算中心距（2） ）运算大、小齿轮的分度圆直径可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） ）运算齿轮宽度=21mm 。=25mm=20mm 。=24mm1.4 4 丝杠的挑选一设计 X 方向的滚珠丝杠螺母机构 ：
23、1、X方向丝杠受力分析：X、Z 方向的工作台滑板及其组件重量（ W1、W2）以及 Z 方向的轴向工作载荷主要由导轨承担，而 X 方向丝杠主要承担X 方向的轴向力 F 。X 方向丝杠所受的总轴向力 F 由两部分组成：一是刀具所受的X 方向轴向工作载荷。二是工作台滑板及其组件重量（ W1、W2）和 Z 方向的轴向载荷在导轨上产生的合成摩擦力两部分组成：F式中 F 丝杠所受的总轴向力 N 。导轨与工作台滑板之间的摩擦力N 。 X方向的轴向工作载荷 N 。 Y方向轴向工作载荷 N 。 导轨与工作台滑板之间的摩擦系数，由于导轨与工作台滑板处于边界润滑状态（脂润滑或油润滑），可取0.05 0.2。W1 X
24、 方向工作台滑板及其组件重量 N。 W2 y 方向工作台滑板及组件重量 N 。将有关参数代入上述公式可得 X 方向丝杠所受的总轴向力 F 为：2、丝杠设计运算及挑选当滚珠丝杠副承担轴向载荷时，滚珠和滚道型面间便会产生接触应力。对滚道型面上某一点而言，其应力状态是交变应力。这种交变接触应力作用下，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结经过肯定的应力循环次数后，就要使滚珠和滚道型面产生疲惫点蚀现象，随着麻点的扩大滚珠丝杠副就会显现振动和噪音，而使它失效，这是滚珠丝杠副的主要破坏形式。在设计滚珠丝杠副时，必需保证在肯定的轴向工作载荷下，在回转一百万转时，在它的滚道上由于受滚道的压力而不至于
25、显现点蚀现象，此时所能承担的轴向载荷，称为这种滚珠丝杠副的最大（基本）额定动载荷Ca。设计在较高速度下长时间工作的滚珠丝杠副时，因疲惫点蚀是其主要的破坏形式，故应按疲惫寿命选用，并采纳与滚动轴承同样的运算方法，第一从工作载荷F 推算最大动载荷 Ca，由机械设计可知或式中 Ca 最大（基本）额定动载荷（ N），其值查附表 5运算额定动载荷F丝杠所受总的轴向工作载荷（N） L10基本额定寿命（以一百万转为一个单位） L预期使用寿命（以一百万转为一个单位）（1） 、按额定静载荷挑选：按 F 的原就挑选丝杠： d016mm（2） 、按疲惫寿命挑选=60 n T/1000000 60888.9 1500
26、0/1000000=800（百万转）3（硬度系数）由 2 表取 1.0 ，（运转系数）由表 3 取 1.2 ， T 使用寿命由表 4 取为 15000h由已知条件（ 1）、2 、3 ，查滚珠丝杠副的表 5，依据导程 L0 4mm和的原就，并参考同类型设备的实际情形，得出设计选用：外循环滚珠丝杠，公称直径 d016，2.5圈 1 列， Ca=6300N，钢球直径 Dw（d b）=2.381mm,=433，精度等级为 E，基本导程极限偏差为 6 m，丝杠大径表面粗糙度为 Ra0.8 。由上述运算可知，应选 d016、基本导程 L0 4mm、基本长度为 40cm 的滚可编辑资料 - - - 欢迎下载
27、精品名师归纳总结珠丝杠。二设计 Z 方向的滚珠丝杠螺母机构： 1、Z 方向丝杠受力分析：X、Z 方向的工作台滑板及其组件重量（ W1、W2）以及 X 方向的轴向工作载荷主要由导轨承担，而 Z 方向丝杠主要承担Z 方向的轴向力 F 。Z 方向丝杠所受的总轴向力 F 由两部分组成：一是刀具所受的Z 方向轴向工作载荷。二是工作台滑板及其组件重量（ W1、W2）和 X 方向的轴向载荷在导轨上产生的合成摩擦力两部分组成：F式中 F 丝杠所受的总轴向力 N 。导轨与工作台滑板之间的摩擦力N 。 X方向的轴向工作载荷 N 。 Y方向轴向工作载荷 N 。 导轨与工作台滑板之间的摩擦系数，由于导轨与工作台滑板处
28、于边界润滑状态（脂润滑或油润滑），可取0.05 0.2。W1 X 方向工作台滑板及其组件重量 N。 W2 y 方向工作台滑板及组件重量 N 。将有关参数代入上述公式可得 X 方向丝杠所受的总轴向力 F 为：2、丝杠设计运算及挑选当滚珠丝杠副承担轴向载荷时，滚珠和滚道型面间便会产生接触应力。对滚道型面上某一点而言，其应力状态是交变应力。这种交变接触应力作用下， 经过肯定的应力循环次数后，就要使滚珠和滚道型面产生疲惫点蚀现象，随着麻点的扩大滚珠丝杠副就会显现振动和噪音，而使它失效，这是滚珠丝杠副的主要破坏形式。在设计滚珠丝杠副时，必需保证在肯定的轴向工作载荷下，在回转一百万转时，在它的滚道上由于受
29、滚道的压力而不至于显现点蚀现象，此时所能承担的轴向载荷，称为这种滚珠丝杠副的最大（基本）额定动载荷 Ca。设计在较高速度下长时间工作的滚珠丝杠副时，因疲惫点蚀是其主要的破可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结坏形式，故应按疲惫寿命选用，并采纳与滚动轴承同样的运算方法，第一从工作载荷F 推算最大动载荷 Ca，由机械设计可知或式中 Ca 最大（基本）额定动载荷（ N），其值查附表 5运算额定动载荷F丝杠所受总的轴向工作载荷（N） L10基本额定寿命（以一百万转为一个单位） L预期使用寿命（以一百万转为一个单位）（1） 、按额定静载荷挑选：按 F 的原就挑选丝杠： d016mm（2） 、按
30、疲惫寿命挑选=60nT/1000000 60600 15000/1000000=540（百万转）3（硬度系数）由 2 表取 1.0 ，（运转系数）由表 3 取 1.2 ， T 使用寿命由表 4 取为 15000h由已知条件（ 1）、2 、3 ，查滚珠丝杠副的表 5，依据导程 L0 6mm和的原就，并参考同类型设备的实际情形，得出设计选用：外循环滚珠丝杠，公称直径 d020，2.5 圈 1 列， Ca=13100N，钢球直径 Dw（d b）=3.969mm,=524，精度等级为 E，基本导程极限偏差为 6 m，丝杠大径表面粗糙度为 Ra0.8 。由上述运算可知，应选 d020、基本导程 L0 6
31、mm、基本长度为 40cm 的滚珠丝杠。其次章 步进电机驱动器实现第三象限直线PLC 插补程序设计和插补加工图 2-1为开环机电伺服系统微掌握器信号流淌原理框图。开环系统是最简洁的进给系统，这种系统的伺服驱动装置主要是步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路掌握和功率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结放大后，驱动步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠螺母副驱动执行部件。这种系统不需要对实际位移和速度进行测量，更无需将所测得的实际位置和速度反馈到系统的输入端，于输入的指令位置和速度进行比 较，故称之为开环系统。系统的位移精度主要打算于步进电机的角位移精度、齿轮
32、丝杠等传动元件的导程或节距精度以及系统的摩擦阻尼特性。此类系统的位移精度较低，其定位精度一般可达0.02 mm 。假如实行螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施，定位精度可提高到0. 0l mm。此外，由于步进电机性能的限制，开环进给系统的进给速度也受到限制，在脉冲当量为0.0lmm时，一般不超过5m min 。开环进给系统的结构较简洁，调试、修理、使用都很便利，工作牢靠，成本低廉。在一般要求精度不太高的机床上曾得到广泛应用。图 2-1一个进给方向开环掌握示意图2.1 PLC 掌握步进电机时电器接线图设计图形接线图：图2-2PLC驱动步进电机接线图2.2 三菱PLC掌握插补程序设计221 逐点比较法
33、直线插补依据已学的学问可知，偏差运算是逐点比较法关键的一步，下面以第一象限直线导出偏差的运算公式。如图所 示， 假定 直线 OA的起 点为 坐标 原点， 终点 A的坐标 为， P为加工点，如 P点正好处于 OA的直线上那么下式成立。即。图2-3 第三相限直线插补示意图如任意点 P在直线 OA的上方（严格的说在直线 OA与y轴所成的夹角区域内），那么有下述关系成立：。即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如任意点 P 在直线 OA的下方（严格的说在直线 OA与 x 轴所成的夹角区域内），那么有下述关系成立。亦即由此可以得偏差判别函数为当时，点 P 落在直线上当时，点 P 落在直线上方
34、。当时，点 P 落在直线下方。如时，就向 +x 轴发一个脉冲，刀具从点向 x 方向前进一步，到达新加工点P，因此新加工点 P）的偏差值为：（ 2-1 ）假如在某一时刻，加工点 P（xi ， yi ）的，就向 y 轴发出一个进给脉冲，刀具从这一点向 y 方向前进一步，新加工点P（，）的偏差值为：即（2-2 ）依据 5-1 和 5-2 可以看出，新加工点的偏差完全可以用前一加工点的偏差递推出来。综上所述，逐点比较的直线插补过程为每走一步要进行以下四个步骤，即判别、进给、运算、比较。（4） ）判别。依据偏差值确定刀具的位置是在直线的上方（或线上）， 仍是在直线的下方。（5） ）进给。依据判别的结果，
35、打算掌握哪个坐标（x 或 y）移动一步。（6） ）运算。运算刀具移动后的新偏差，供应应下一个判别依据。依据式（ 2-1 ）及式（ 2-2 ）来算新加工点的偏差，使运算大大简化，但是每一新加工点的偏差是由前一点偏差推算出来的，并且始终推算下去， 这样就要知道开头加工时的那一点的偏差是多少。当开头加工时，我们是以人工方式将刀具移到加工起点，既所谓的“对刀”，这一点当然没有偏差，所以开头加工点的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（7） ）比较。在运算运算偏差的同时，仍要进行一次终点比较，以确定是否到达终点。如已经到达，就不要再进行运算，并发出停机或转换新程序的信号。依据式 3-1和
36、3-2 看出，新加工点的偏差完全可以用前一加工点的偏差递推出来。综上所述，逐点比较的直线插补过程为每走一步要进行以下四个步骤，即判别、进给、运算、比较。（1） 判别。依据偏差值确定刀具的位置是在直线的上方（或线上），仍是在直线的下方。（2） 进给。依据判别的结果，打算掌握哪个坐标（x 或 y）移动一步。（3） 运算。运算刀具移动后的新偏差，供应应下一个判别依据。依据式（ 3-1 ） 及式 （ 3-2 ）来算新加工点的偏差，使运算大大简化，但是每一新加工点的偏差是由前一点偏差 Fi,i推算出来的，并且始终推算下去，这样就要知道开头加工时的那一点的偏差是多少。当开头加工时，我们是以人工方式将刀 具
37、移到加工起点，既所谓的“对刀”，这一点当然没有偏差，所以开头加工点 的 Fi,i =0。（4） 比较。在运算运算偏差的同时，仍要进行一次终点比较，以确定是否到达终点。如已经到达，就不要再进行运算，并发出停机或转换新程序的信号。逐点比较法第三象限插补程序流程图如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2.2 PLC 程序设计（8） ） GX Developer 简介图2-4第三象限插补程序流程图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 双击 GX Developer 图标，打开 MELSOF系T 列编程软件。2. 新建工程3. 编程页面可编辑资料 - - - 欢迎下载
38、精品名师归纳总结第三章 输入程序5. 检查传输设置情形6. PLC 写入7. 梯形图规律测试8. 软元件测试（强制 X000 与 X011 闭合，强制 X000 打开。）三测试完毕程序调试结果：强制X000 与 X011 闭合，附初值强制X000 打开，使程序开头运行，依据流程图开头进行插补运算。二插补元件说明软元件X000软元件注释启动X001停止X002X005 X006 X007X010复位摇柄 X+ 摇柄 X- 摇柄 Y+摇柄 Y-X011X014 X015 X016 X017Y000紧停X 左限位X 右限位Y 前限位Y 后限位Y 轴脉冲可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结
39、Y001X 轴脉冲Y002Y 方向Y003X 方向Y006Y007启动指示停止指示2第三象限直线插补的PLC程序参考文献1 赵 松年 ， 张 奇鹏 .机电一 体化 系 统设 计M.北 京： 机械 工业 出版社， 19962 汪木兰 .数控原理与系统 M.北京 : 机械工业出版社 ,20043 杨龙兴.机电一体化系统设计试验指导书Z .20214 杨龙兴.机械电子工程专业课程设计综合训练指导书Z.20075 濮良贵, 纪明刚等 .机械设计 M. 北京: 高等训练出版社 ,20066 陆玉, 何在州等 .机械设计课程设计 M. 北京: 机械工业出版社 ,2000版权申明本文部分内容，包括文字、图片
40、、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personal ownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、讨论或观赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权益人的合法权益。除此以 外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结利人的书面许可，并支付酬劳。Users
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