文档包括:

Word版说明书1份，共77页，约25000字

 

CAD版本图纸，共5张

SW三维图一份

 

 

摘要

运动控制系统是指通过控制机械系统中一根轴的运动或多根轴的运动之间的协调，使运动平台以特定的速度曲线及加减速曲线来实现各种功能的系统。传统的运动系统多采用步进电机作为驱动装置，然而步进电机的运行精度不够，且不够稳定。而目前伺服电机多用于专用的数控系统，不仅价格昂贵而且不能很好地与采用PLC作为控制的生产线进行连接。

本文介绍一种基于PLC的伺服电机运动控制系统，其通过触摸式的可编程终端与PLC相连接对运动系统进行监控和操作。系统采用OMRON的CJ系列可编程控制器和CJ1W-NC213位置控制模块作为主要的控制装置，通过控制CJ1W-NC213的位置控制模块输出指令至伺服电机驱动器，经过伺服驱动器的数据转换后输出指令脉冲控制伺服电机的转速与旋转圈数。本系统具有原点搜索、手动操作、自动操作、单点定位等多种功能。根据系统所要完成的功能选择元器件，使用SolidWorks设计运动平台、传感器遮光板、传感器座等零件的设计并绘制三维图对各个部件的连接及分布进行设计。完成机械部分的设计后，使用CX-Programmer软件对位置控制器的公共参数、轴参数、操作存储器区、存储器操作区进行设置然后根据所设置的参数进行梯形图程序设计。同时，使用CX-Designer软件对触摸屏的主界面、手动操作界面、自动操作界面及报警提示界面进行设计。通过CX-Designer软件和CX-Programmer软件相结合进行程序的仿真模拟，确保程序正确无误后进行上机调试。

关键词  伺服电机；运动控制；PLC；触摸屏

 

目  录

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪言 1

1.1 引言 1

1.2 研究背景 1

1.3 主要研究内容 2

第二章 零件选型 2

2.1 位置控制器 2

2.2 滚珠丝杆导轨的选型 3

2.2.1 初选滚珠丝杆导轨 4

2.2.2 最大工作载荷Fm的计算 4

2.2.3 最大动载荷FQ的计算 4

2.2.4 HIWIN滚珠丝杆导轨的选型 4

2.3伺服电机的选型 5

2.3.1 滚珠丝杆质量 6

2.3.2 负载惯量计算 6

2.3.3 伺服电机的选择 6

2.3.4 负载惯量比的计算 7

2.3.5 最大运行速度的计算 7

2.3.6 计算伺服电机转速 7

2.3.7 扭矩计算 7

2.3.8 验证有效扭矩 8

2.3.9 结论 8

2.4联轴器的选择 8

2.4.1 选择联轴器类型 8

2.4.2 联轴器的转矩计算 8

2.4.3 校核联轴器 9

2.5其余电器元件选型 9

2.5.1 伺服驱动器的选型 9

2.5.2 伺服中继单元的选型 9

2.5.3 电缆线的选型 9

第三章 搭建X-Y两坐标丝杆传动系统 9

3.1 X-Y两坐标丝杆传动系统的组成 9

3.2 绘制X-Y两坐标丝杆传动系统三维模型图 10

3.1 使用solidworks三维建模软件创建各电器元件零件图 10

3.2 使用solidworks三维建模软件绘制装配图 11

3.3 X-Y两坐标丝杆传动系统电路设计 12

3.4搭建X-Y两坐标丝杆传动系统 13

第四章 系统参数设置 13

4.1 伺服驱动器主要参数设置 13

4.1.1 伺服电机旋转方向的设定 13

4.1.2 伺服驱动器控制模式的设定 13

4.1.3 指令脉冲的输入选择 14

4.1.4 指令脉冲的模式设置 14

4.1.5 电子齿轮的齿轮比设置 14

4.1.6 平滑滤波器设置 14

4.2位置控制模块CJ1W-NC213的参数设置 15

4.2.1 位置控制模块单元号设置 15

4.2.2 公共参数设置 15

4.2.3 轴参数设置 16

4.2.4 设置数据传送区的起始字 18

第五章 梯形图程序设计 19

5.1 运动系统的功能设计 19

5.2 运动控制系统的梯形图程序设计 19

5.2.1 原点搜索程序设计 19

5.2.2 手动操作程序设计 21

5.2.3 单点定位程序设计 22

5.2.4 自动操作程序设计 25

5.2.5 公共部分梯形图程序设计 51

第六章 触摸屏监控画面设计 52

6.1 触摸屏主画面设计 52

6.1 公共指示灯触摸屏画面设计 52

6.1 原点搜索触摸屏画面设计 53

6.1 自动操作触摸屏画面设计 54

6.1 手动操作触摸屏画面设计 55

6.1 单点定位触摸屏画面设计 56

6.1 其余触摸屏画面设计 57

第七章 系统运行结果 59

总    结 61

谢    辞 62

参考文献 63

附 录 1 64