步進驅(qū)動系統(tǒng)設計課程設計說明書

1、<p>　　課程設計題目：步進驅(qū)動系統(tǒng)設計與數(shù)控第四象限圓</p><p><b>　　弧插補程序設計</b></p><p>　　綜合訓練題目：連接電路和機床進給電機驅(qū)動器實與</p><p>　　第四象限順圓插補加工</p><p>　　摘要：本說明書根據(jù)任務書所給的參數(shù)計算出傳動比和轉矩選擇步進電機型號，

2、 設計并繪制出進給運動驅(qū)動傳動系統(tǒng)，包括聯(lián)軸器的選擇、各齒輪設計、軸承的選擇、鍵的選擇等等。利用單片機編制插補程序?qū)崿F(xiàn)第四象限圓弧線插補加工。</p><p><b>　　+</b></p><p>　　關鍵詞： 步進驅(qū)動；三菱PLC；圓弧插補</p><p>　　課程設計與綜合訓練任務書</p><p><b&

3、gt;　　目 錄</b></p><p>　　概述…………………………………………………………1 </p><p>　　1.1 本次課程設計綜合訓練對象及內(nèi)容 ………… ………………1</p><p>　　1.2 課程設計綜合訓練任務書及要求 ……… ……………………1</p><p>　　1.3 本次設計參數(shù)…… … …

4、……… ……… … ……………2</p><p>　　1.3.1 題目及參數(shù)…………………… ……… …………………2</p><p>　　1.3.2 參數(shù)的選擇………………… ……………… ……………3</p><p>　　第二章 機電伺服傳動系統(tǒng)設計及圖形繪制………… ……………4</p><p>　　2.1. 步進電機的選擇和齒輪傳

5、動比的計算… ………………………4</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)方案設計………… ………… … …… ……… …………4 </p><p>　　2.1.2 傳動比計算和步進電機的選擇…… …… ……… ……………6</p><p>　　2.2 連軸器的選擇 …………………………………………………10</p><p>　

6、　2.3 各齒輪的設計……………………………………………………11</p><p>　　2.4 軸承的選擇………………………………………………………18</p><p>　　2.5 鍵的選擇 ……… …………………… ……… ………………19</p><p>　　2.6 絲杠的選擇 ……… …………………… ……… ……………22</p

7、><p>　　第三章 步進電機驅(qū)動器實現(xiàn)第三象限直線PLC插補程序設計和插補加工 ………………………… …………………… ………23</p><p>　　3.1 PLC控制步進電機時電器接線設計………………………………24</p><p>　　3.2 三菱PLC控制插補程序設計 ……… …………………… ………24 </p><p>　　3.2.

8、1逐點比較法直線插補實例 ……… …………………… …… 28</p><p>　　3.2.2 PLC硬件組態(tài)及程序設計及程序試 ……… ………………… 37</p><p>　　參考文獻 ……… …………………… ……… ……………………………3</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p&g

9、t;　　機械電子工程專業(yè)的課程設計，是對前階段機電課程教學的一次設計性的訓練過程，其后二周的綜合訓練則是將課程設計的設計成果進行物化的過程。整個過程應該能實現(xiàn)對理論教學內(nèi)容的綜合應用目的。所以，本指導書涉及了單片機原理及接口技術、機電一體化系統(tǒng)設計、電氣控制與PLC、數(shù)控機床與編程技術、機械工程測試技術基礎等多門機電課程知識，從機電系統(tǒng)及其電氣原理圖的設計與繪制，到動手制作控制電路及調(diào)試，對這些課程的諸多知識點在機電系統(tǒng)中的綜合應用進行

10、了簡單的闡述。</p><p>　　1.1 本次課程設計綜合訓練對象及內(nèi)容</p><p>　　本次設計任務是根據(jù)實驗室的模擬數(shù)控平臺，進行伺服傳動系統(tǒng)設計及圖形繪制、微控制器（單片機、可編程序控制器PLC、微機插卡）的接口電路設計、控制程序的編寫、切削加工調(diào)試，初步掌握伺服控制系統(tǒng)的設計方法（可采用開環(huán)或閉環(huán)），完成數(shù)控車加工平臺伺服系統(tǒng)零件的加工。</p><p&g

11、t;　　本次設計和訓練的具體內(nèi)容如下：</p><p>　　(1)根據(jù)指導老師給定的任務，繪制數(shù)控系統(tǒng)傳動圖形，選擇系統(tǒng)所用步進電機、計算系統(tǒng)減速器傳動比； </p><p>　　(2)使用PROTEL繪圖工具繪制微控制器接線圖；</p><p>　　(3)利用元氣件制作微控制器及其接口控制電路；</p><p>　　(4)編制和調(diào)試程序，加

12、工出任務書中要求的零件類型；</p><p><b>　　(5)編制說明書。</b></p><p>　　1.2 課程設計綜合訓練任務書及要求 </p><p>　　課程設計綜合訓練任務書及其格式見附錄，其主要內(nèi)容有：</p><p>　　1.設計訓練題：分別給出課程設計和綜合訓練的題目，如課程設計的題目為“步進驅(qū)動系統(tǒng)

13、設計與數(shù)控直線插補單片機程序設計”，綜合訓練的題目為“連接自制電路和機床進給電機驅(qū)動器實現(xiàn)第一象限直線插補加工”。</p><p>　　2.主要設計參數(shù)及要求：可以給出具體的設計參數(shù)，如絲杠導程p、步進電機步距角α、加工線型及走刀長度、脈沖當量δp、電機和折算到電機軸上等效轉動慣量（Jm+Je）、空載啟動時間Δt、最大進給速度Vmax、大小拖板質(zhì) Md、Mx）、主切削力Fz、吃刀抗力Fy、走刀抗力Fx等參數(shù)；要求

14、如選擇電機型號、制作接口電路、編制程序，使其能進行兩方向伺服驅(qū)動加工出所需要的零件等。</p><p>　　3.設計內(nèi)容及工作量：如課程設計內(nèi)容要求“根據(jù)給定的任務參數(shù)，計算齒輪箱傳動比，選擇驅(qū)動中使用的步進電機，使用AUTOCAD繪制數(shù)控系統(tǒng)傳動圖形；使用PROTEL繪圖工具繪制微控制器接線圖?！本C合訓練內(nèi)容要求“利用元氣件制作微控制器及其接口控制電路；編制和調(diào)試程序，加工出任務書中要求的零件類型；編制課程設計

15、和綜合訓練說明書?！?lt;/p><p>　　設計具體任務書由指導老師下達， 要求每個學生完成的內(nèi)容：</p><p>　　（1）根據(jù)給定的脈沖當量選擇傳動比、電機后，設計伺服傳動系統(tǒng)；</p><p>　?。?）繪制微控制器電器接線圖一張；</p><p>　　（3）利用自制數(shù)控加工平臺，編程插補加工出零件一個；</p><

16、p>　?。?）課程設計綜合訓練說明書1份：6000～8000字。</p><p>　　機電伺服傳動系統(tǒng)設計及圖形繪制</p><p>　　2.1 步進電機的選擇和齒輪傳動比的計算</p><p>　　系統(tǒng)總體設計非常重要，是對一部機器的總體布局和全局的安排?？傮w設計是否合理將對后面幾步的設計產(chǎn)生重大影響，也將影響機器的尺寸大小、性能、功能和設計質(zhì)量。所以，在

17、總體設計時應多花時間、考慮清楚，以減少返工現(xiàn)象。</p><p>　　當伺服系統(tǒng)的負載不大、精度要求不高時，可采用開環(huán)控制。一般來講，開環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性不成問題，設計時主要考慮精度方面的要求，通過合理的結構參數(shù)設計，使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應性能。</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)方案設計</p><p>　　在機電一體化產(chǎn)品中，典型的開環(huán)控制位置伺服系統(tǒng)是簡易

18、數(shù)控機床（本實驗室自制數(shù)控平臺）及X-Y數(shù)控工作臺等，其結構原理如圖2-1所示。各種開環(huán)伺服系統(tǒng)在結構原理上大同小異，其方案設計實質(zhì)上就是在圖2-1的基礎上選擇和確定各構成環(huán)節(jié)的具體實現(xiàn)方案。</p><p>　　圖2-1 開環(huán)伺服系統(tǒng)結構原理框圖</p><p>　　1.執(zhí)行元件的選擇 </p><p>　　選擇執(zhí)行元件時應綜合考慮負載能力、調(diào)速范圍、運行精度、

19、可控性、可靠性及體積、成本等多方面要求。開環(huán)系統(tǒng)中可采用步進電機、電液脈沖馬達等作為執(zhí)行元件，其中步進電機應用最為廣泛，一般情況下優(yōu)先選用步進電機，當其負載能力不夠時，再考慮選用電液脈沖馬達等。</p><p>　　2.傳動機構方案的選擇</p><p>　　傳動機構實質(zhì)上是執(zhí)行元件與執(zhí)行機構以輸出旋轉運動和轉矩為主，而執(zhí)行機構則多為直線運動。用于將旋轉運動轉換為直線運動的傳動機構主要有齒

20、輪齒條和絲杠螺母等。前者可獲得較大的傳動比和較高的傳動效率，所能傳遞的力也較大，但高精度的齒輪齒條制造困難，且為消除傳動間隙而結構復雜，后者因結構簡單、制造容易而廣泛使用。在步進電機與絲杠之間運動的傳遞有多種方式，可將步進電機與絲杠通過聯(lián)軸器直接連接，其優(yōu)點是結構簡單，可獲得較高的速度，但對步進電機的負載能力要求較高；還可以通過減速器連接絲杠，通過減速比的選擇配湊脈沖當量、扭矩和慣量；當電動機與絲杠中心距較大時，可采用同步齒形帶傳動。&

21、lt;/p><p>　　3.執(zhí)行機構方案的選擇</p><p>　　執(zhí)行機構是伺服系統(tǒng)中的被控對象，是實現(xiàn)實際操作的機構，應根據(jù)具體操作對象及其特點來選擇和設計。一般來講，執(zhí)行機構中都包含有導向機構，執(zhí)行機構的選擇主要是導向機構的選擇。</p><p>　　4.控制系統(tǒng)方案的選擇</p><p>　　控制系統(tǒng)方案的選擇包括微控制器、步進電機控制方

22、式、驅(qū)動電路等的選擇。常用的微控制器有單片機、PLC、微機插卡、微機并行口、串行口和下位機等，其中單片機由于在體積、成本、可靠性和控制指令功能等許多方面的優(yōu)越性，在伺服系統(tǒng)中得到廣泛的應用。步進電機控制方式有硬件環(huán)行分配器控制和軟件環(huán)行分配器控制之分，對多相電機還有X相單X拍、X相2×X拍、X相雙X拍和細分驅(qū)動等控制方式，如三相步進電機有3相單3拍、3相6拍、3相雙3拍和細分驅(qū)動等控制方式，對于控制電路有單一電壓控制、高低壓控

23、制、恒流斬波控制、細分控制等電路。</p><p>　　5.本次課程設計和綜合訓練方案的選擇</p><p>　　對于我們這次的課程設計和綜合訓練，各種選擇不一定與實際自制數(shù)控平臺完全一致，可以根據(jù)任務書中給定的設計要求進行選擇。</p><p>　　傳動方案選擇帶有降速齒輪箱的絲杠螺母傳動機構，但在已知絲杠導程和步進電機步距角的情況下，必須計算降速齒輪箱傳動比、查

24、詢絲杠的型號，以滿足脈沖當量的要求；執(zhí)行機構選用拖板導軌；控制系統(tǒng)中微控制器采用單片機、PLC、微機插卡、微機并行口、串行口和下位機通訊控制等方式均可，步進電機控制方式采用帶有硬件環(huán)行分配器的驅(qū)動器，在共地的情況下，給該驅(qū)動器提供一路進給脈沖、另一路高（低）電平方向控制電位即可。</p><p>　　2.1.2 傳動比計算和步進電機的選擇</p><p>　　步進電動機是一種將脈沖信號變換

25、成角位線（或線位移）的電磁裝置，步進電機的角位移量和角速度分別與指令脈沖的數(shù)量和頻率成正比，在時間上與輸入脈沖同步，而且旋轉方向決定于脈沖電流的通電順序。因此只需控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動機繞組通電順序，便可控制執(zhí)行部件位移、速度和運動方向。在無脈沖輸入時，在繞組電源激勵下機按其輸出扭矩的大小，可分為快速步進電動機與功率步進電動機；按其勵磁相數(shù)可分為三相、四相、五相、六相；按其工作原理可以分為永磁式（PM）、反應式（VR）和混合式（

26、HB）。步進伺服結構簡單，符合系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大移動速度越低。特別是步進伺服易于失步，使其主要用于速度與精度要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控機床及舊設備改造。但近年發(fā)展起來PWM驅(qū)動、微步驅(qū)動、超微步驅(qū)動和混合伺服技術，使得步進伺服的性能提高到一個新的水平。</p><p>　　1.減速器的傳動比計算：</p><p>　　其中 ：表示步進電機步距角，兩個方向

27、由任務書給出；</p><p>　?。罕硎窘z杠的導程，兩個方向由任務書給出；</p><p>　　：表示脈沖當量，兩個方向由任務書給出。</p><p>　　根據(jù)上述公式可以得出減速器傳動比的大小。 </p><p>　　X向： i1=αp/（360δp）=(1.5×4)/(360×0.001)=1.67</p

28、><p>　　Z向： i2=αp/（360δp）=(1.2×6)/(360×0.001)=2.5</p><p>　　X方向脈沖個數(shù):n===5000</p><p>　　Z方向脈沖個數(shù):n===5000</p><p>　　2.步進電機所需力矩計算：</p><p>　　選擇步進電機應按照電機額定輸出

29、轉矩T≥電機所需的最大轉矩Tmax 的原則，首先計算電機所需的負載轉矩。</p><p>　　作用在步進電機軸上的總負載轉矩T可按下面簡化公式計算：</p><p>　　式中， 為啟動加速引起的慣性力矩；</p><p>　　為拖板重力和拖板上其它力折算到電機軸上的當量摩擦力矩；</p><p>　　為加工負載折算到電機軸上的負載

30、力矩；</p><p>　　為因絲杠預緊引起的力折算到電機軸上的附加摩擦轉矩；</p><p><b>　　為電機轉動慣量；</b></p><p>　　為折算到電機軸上的等效轉動慣量；</p><p>　　為啟動時的角加速度；</p><p><b>　　由任務書中給出；</b&

31、gt;</p><p>　　由任務中的空載啟動時間和最大進給速度計算得到；</p><p>　?。簽榻z杠導程，由任務書中給出；</p><p>　?。簽橥习逯亓椭髑邢髁σ鸾z杠上的摩擦力， </p><p>　　，拖板重量由任務書中給出，</p><p>　　注意：在計算縱向力時（選擇縱向電機），拖板重量為兩個拖板的

32、重量之和，在計算橫向力（選擇橫向電機）時，為小拖板重量，鋼與鋼的摩擦系數(shù)可查資料，一般為0.05～0.2左右；</p><p>　?。涸谶x擇橫向電機時，為工作臺上的最大橫向載荷，通過給定吃刀抗力Fy得到；在選擇縱向電機時，為工作臺上的最大縱向載荷，通過給定吃刀抗力Fx得到；</p><p>　?。簽榻z杠螺母副的預緊力，設取的1/5～1/3 ；</p><p>　　：

33、為伺服進給系統(tǒng)的總效率，取為0.8 ； </p><p><b>　　：為減速器傳動比。</b></p><p>　　Jm+Je=0.07N.m²，取η=0.8，取 µ =0.1</p><p>　　啟動時 ==π=52.36rad/m²</p><p>　　Fu: 橫向力 Fu=(

34、mg+Fz)×u =(100+1500)×0.1=160N</p><p>　　縱向力 Fu =(mg+Fz)×u =(100+300+1500)×0.1=190N</p><p>　　Fw: 橫向力 Fw=(mg+Fy)×u=(100+1200)×0.1=130N</p><p>　　縱向力 F

35、w=(mg+Fx)×u=(300+800)×0.1=110N</p><p>　　Fo: 橫向力 Fo=Fw（1/5～1/3）= 26～43.3N 取Fo=40N</p><p>　　縱向力 Fo=Fw（1/5～1/3）=22～36.7N 取Fo=36N </p><p><b>　　由下式可得：</b>

36、</p><p>　　橫向：=（+）×ξ=0.7×52.36=5.81N.m</p><p>　　==0.076N.m</p><p>　　==0.572N.m</p><p>　　==0.030N.m</p><p>　　T=5.810+0.076+0.572+0.03=6.451.m</p

37、><p>　　縱向： =(+)×ξ=0.7×52.36=5.81N.m</p><p>　　==0.091N.m</p><p>　　=×π=0.381N.m</p><p>　　=×π=0.019N.m</p><p>　　T=5.81+0.181+0.775+0.016=5.76

38、6N.m</p><p>　　一般啟動時為空載，于是空載啟動時電動機軸上的總負載轉矩為：</p><p><b>　　=++</b></p><p><b>　　代入上式計算可得：</b></p><p>　　=5.81+0.0.0761+0.030=5.90N.m</p><p

39、>　　=5.81+0.091+0.019=6.10N.m</p><p>　　在最大外載荷下工作時，電動機軸上的總負載轉矩為：</p><p><b>　　=++</b></p><p><b>　　代入上式計算可得：</b></p><p>　　Tgx=0.572+0.076+0.030=0

40、.678N.m</p><p>　　Tgz=0.381+0.0.091+0.019=0.491N.m</p><p>　　計算出的總負載轉矩根據(jù)驅(qū)動方式，選擇電機時還需除以一系數(shù)，設為X相2×X拍驅(qū)動方式，則總負載轉矩取為： </p><p>　　Tx=max{5.9/0.8;0.678/(0.3～0.5)}</p><p

41、>　　= max (7.735,1.695) N.m=7.735N.m</p><p>　　Tz=max{6.1/0.8;0.491/(0.3～0.5)}</p><p>　　= max (7.765,1.225) N.m=7.765N.m</p><p>　　3.由啟動最大頻率，步距角選取電動機：</p><p>　　根據(jù)求出的負載轉

42、矩，和給定的步距角，上網(wǎng)查詢步進電機型號。步進電機的步距角為0.6°，計算得出負載轉矩分別為7.735N·m 和 7.765N·m查得靜轉矩為8N·m，步距角0.6°的步進電機型號為110BYG404。由網(wǎng)上查得參數(shù)見下圖和表：</p><p>　　表2-1電機主要參數(shù)</p><p>　　圖2-3 86BYG350BH-0201步進電機尺

43、寸 </p><p>　　圖2-4 110BYG404系列型步進電機矩頻特性曲線圖</p><p>　　由上圖可知，當脈沖頻率在100～1000次/秒時，電機的輸出轉矩比較穩(wěn)定。 </p><p>　　4.確定齒輪傳動.(圓柱直齒齒輪減速器)</p><p>　　由于i<3,故采用一級圓柱齒輪減速器,聯(lián)軸器連接電機與減速器.

44、</p><p>　　假設伺服進給系統(tǒng)的總效率η為0.8</p><p>　　由≤機械設計≥表12-8,取η1=0.99,η2=0.98,η3=0.97</p><p><b>　　則絲杠傳動的效率</b></p><p>　　①X向電機各軸輸入輸出轉矩</p><p>　　電動機輸出轉矩 Td

45、=8N.m</p><p>　　I軸輸入轉矩 TI=Td×η1=4.7×0.99=7.92N.m</p><p>　　II軸輸入轉矩 TII=TI×η2×η3×i1=8×0.98×0.97×1.67=12.7N.m</p><p>　　I軸輸出轉矩 TI=8

46、5;0.98=7.84N.m</p><p>　　II軸輸出轉矩 TII=12.7×0.98=12.446N.m</p><p>　　由于i<3,故采用一級圓柱齒輪減速器,聯(lián)軸器連接電機與減速器.</p><p>　　假設伺服進給系統(tǒng)的總效率η為0.8</p><p>　　由≤機械設計≥表12-8,取η1=0.99,η2

47、=0.98,η3=0.97</p><p><b>　　則絲杠傳動的效率</b></p><p>　?、赯向電機各軸輸入輸出轉矩</p><p>　　電動機輸出轉矩 Td=8N.m</p><p>　　I軸輸入轉矩 TI2=Td2×η1=8×0.99=7.92N.m</p>

48、<p>　　II軸輸入轉矩 TI2=TI2×η2×η3×i2=12.7×0.98×0.972=12.10N.m</p><p>　　I軸輸出轉矩 TI2=7.544×0.98=7.393N.m</p><p>　　II軸輸出轉矩 TII2= 12.10×0.98=11.858N.m

49、</p><p>　　表2-2 輸入輸出分配表 </p><p>　　2.2圓柱齒輪減速器的設計計算</p><p>　　2.2.1 X向齒輪減速器的設計計算</p><p>　　選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) </p><p>　　選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度</p><p>　　材料

50、選擇。選擇小齒輪材料為40Cr，硬度為280HBS；</p><p>　　大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS，</p><p>　　二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)Z1=20，傳動比i=1.67，則大齒輪齒數(shù)Z2=30。</p><p>　　2. 按齒面接觸疲勞強度設計</p><p>

51、;　　由設計公式進行試算，即</p><p>　　(1)確定公式內(nèi)的各計算值</p><p>　　試選載荷系數(shù) Kt=1.3</p><p>　　由前面計算可知小齒輪上的轉矩T1=4.653N.m=4653N.mm</p><p>　　選取齒寬系數(shù)Φd=1.2</p><p>　　材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8M

52、Pa½</p><p>　　小齒輪的接觸疲勞強度極限σHliml=600Mpa，</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=550Mpa；</p><p>　　由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù) </p><p>　　n=1.3×1600/360×60=350r/min</p>

53、<p>　　Nl=60nljLh=60×350×(1×12×8×300×15)=9.07 ×</p><p>　　N2=N1/i=9.07×/2.5=3.63×</p><p>　　取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.90 KHN2=0.98</p><p>&

54、lt;b>　　計算疲勞許用應力</b></p><p>　　取失效率1%，安全系數(shù)S=1</p><p>　　[σH1]= KHN1×σHliml/S=0.90×600/1=540Mpa</p><p>　　[σH2]= KHN2×σHlim2/S=0.98×550/1=522.5Mpa</p>

55、<p><b>　　計算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑d1t,帶入式中較小的值</p><p>　　= </p><p>　　=2.32×12.9</p><p><b>　　=30.12mm</b></p><p&g

56、t;<b>　　2）計算圓周速度</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　3) 計算齒寬</b></p><p>　　b=Φd×d1t=1.2×40=48mm</p><p>　　4) 計算齒寬與齒高之比 b/h<

57、;/p><p>　　模數(shù) mt= d1t/Z1=40/20=2 mm</p><p>　　齒高 h=2.25 mt=2.25×2=4.5 mm</p><p>　　b/h=48/4.5=10.67 </p><p><b>　　5) 計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)

58、V=0.45m/s，7級精度，查得動載系數(shù) Kv=1.12</p><p>　　直齒輪 KHα=KFα=1</p><p><b>　　使用系數(shù) KA=1</b></p><p>　　用插補法查得7級精度小齒輪相對支承對稱布置時，KHβ=1.421</p><p>　　由b/h=8.89 ，KHβ=1.421 ，得 KF

59、β=1.32；</p><p>　　故載荷系數(shù) K=KA×Kv×KHα×KHβ=1×1.12×1×1.421=1.592</p><p>　　6) 按實際的載荷系數(shù)校正所計算得的分度圓直徑， </p><p><b>　　7) 計算模數(shù)</b></p><p>

60、　　m=d1/Z1=32/20=1.6圓整后取2</p><p>　　(3)按齒根彎曲強度設計</p><p>　　彎曲強度的設計公式為</p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　1）查小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa，大齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE2</p><p>　　2）取

61、彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88</p><p>　　3) 計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K=KA×Kv×KHα×KHβ=1×1.12

62、5;1×1.32=1.478</p><p><b>　　5) 查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　YFa1=2.80 YFa2=2.30</p><p>　　6) 查取應力校正系數(shù)</p><p>　　Ysa1=1.55 Ysa2=1.722</p><p>　　7

63、) 計算大、小齒輪的 并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　2.設計計算</b></p><p><b>　　取 m=1</b></p><p><b>　　取=20</b></p>

64、<p><b>　　取=30</b></p><p><b>　　(4)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　1）計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　2）計算中心距</b></p><p><b>　　3）計

65、算齒輪寬度</b></p><p>　　b=Φd×d1t=1.240mm=48mm</p><p>　　取B2=48mm B1=50mm </p><p>　　2.2.2 Z向齒輪減速器的設計計算</p><p>　　選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) </p><p>　　選用直齒圓柱齒輪傳

66、動，7級精度</p><p>　　材料選擇：選擇小齒輪材料為40Cr，硬度為280HBS；</p><p>　　大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS，</p><p>　　二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)Z1=24，傳動比i=2，則大齒輪齒數(shù)Z2=48。</p><p>　　2. 按齒面

67、接觸疲勞強度設計</p><p><b>　　進行試算，即</b></p><p>　　(1)確定公式內(nèi)的各計算值</p><p>　　試選載荷系數(shù) Kt=1.3</p><p>　　由前面計算可知小齒輪上的轉矩T1=4.653N.m=4653N.mm</p><p>　　選取齒寬系數(shù)Φd=1.

68、0</p><p>　　查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa½</p><p>　　按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHliml=600Mpa，</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=550Mpa；</p><p>　　計算應力循環(huán)次數(shù) </p><p>　　n=1.

69、3×1600/360×60=350r/min</p><p>　　Nl=60nljLh=60×350×(1×12×8×300×15)=9.07 ×</p><p>　　N2=N1/i=9.07×/2.5=3.63×</p><p>　　取接觸疲勞壽命系數(shù) K

70、HN1=0.90 KHN2=0.98</p><p><b>　　計算疲勞許用應力</b></p><p>　　取失效率1%，安全系數(shù)S=1</p><p>　　[σH1]= KHN1×σHliml/S=0.90×600/1=540Mpa</p><p>　　[σH2]= KHN2×

71、σHlim2/S=0.98×550/1=522.5Mpa</p><p><b>　　計算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑d1t,帶入式中較小的值</p><p>　　= </p><p>　　=2.32×12.4</p><p><

72、b>　　=28.8mm</b></p><p><b>　　2）計算圓周速度</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　計算齒寬</b></p><p>　　b=Φd×d1t=1.2×40=48mm&l

73、t;/p><p>　　4) 計算齒寬與齒高之比 b/h</p><p>　　模數(shù) mt= d1t/Z1=28.8/20=1.44 m</p><p>　　齒高 h=2.25 mt=2.25*2=5 mm</p><p>　　b/h=48/4.5=10.67 </p><p><b>　　5) 計算載荷系數(shù)

74、</b></p><p>　　根據(jù) V=0.45m/s，7級精度，查得動載系數(shù) Kv=1.12</p><p>　　直齒輪 KHα=KFα=1</p><p>　　查得使用系數(shù) KA=1</p><p>　　用插補法查得7級精度小齒輪相對支承對稱布置時，KHβ=1.421</p><p>　　由b/h=8.

75、89 ，KHβ=1.421得 KFβ=1.32；</p><p>　　故載荷系數(shù) K=KA×Kv×KHα×KHβ=1×1.12×1×1.421=1.592</p><p>　　6) 按實際的載荷系數(shù)校正所計算得的分度圓直徑，得 </p><p><b>　　7) 計算模數(shù)</b>&l

76、t;/p><p>　　m=d1/Z1=30.81/20=1.54圓整后取2 </p><p>　　(3)按齒根彎曲強度設計</p><p>　　彎曲強度的設計公式為</p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　1）查小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa，大齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE2=3

77、80MPa</p><p>　　2）取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88</p><p>　　3）計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K=KA×Kv

78、5;KHα×KHβ=1×1.12×1×1.32=1.478</p><p><b>　　5) 查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　YFa1=2.80 YFa2=2.30</p><p>　　6) 查取應力校正系數(shù)</p><p>　　Ysa1=1.55 Ysa2

79、=1.722</p><p>　　7) 計算大、小齒輪的 并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　2.設計計算</b></p><p><b>　　取 m=2</b></p><p><b&g

80、t;　　取=20</b></p><p><b>　　取=50</b></p><p><b>　　(4)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　1）計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　2）計算中心距</b></

81、p><p><b>　　3）計算齒輪寬度</b></p><p>　　b=Φd×d1t=1.240mm=48mm</p><p>　　取B2=48mm B1=50mm</p><p><b>　　2.3 聯(lián)軸器選擇</b></p><p>　　根據(jù)電機尺寸選擇聯(lián)軸器

82、為彈性套柱銷聯(lián)軸器LT2，聯(lián)軸器尺寸如下表所示：</p><p>　　該聯(lián)軸器是根據(jù)王建石主編的《機械通用零部件優(yōu)選手冊》選擇的。</p><p><b>　　2.4軸承選擇</b></p><p><b>　　假定軸承的壽命</b></p><p><b>　　(1) X軸方向：<

83、/b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=176.5N</b></p><p>　　試選擇角接觸球軸承7204C型軸承</p><p>　　d=20mm, D=47mm , B=14mm</p><p>　　C=11.2KN ， &

84、lt;/p><p><b>　　∴＜11.2KN </b></p><p>　　所以所選軸承符合要求 。</p><p>　　Z 軸方向：同上選擇角接觸球軸承7204C型軸承</p><p><b>　　2.5 鍵的選擇</b></p><p><b>　　（1）X軸

85、方向: </b></p><p>　　1）高速軸：連軸器處：半圓鍵GB/T1099-1979, bhL=47.519</p><p>　　2）低速軸：齒輪連接處：圓頭平鍵A型GB1096-79, bhL=8728</p><p><b>　　（2）Z軸方向：</b></p><p>　　1）高速軸：連軸

86、器處：半圓鍵GB/T1099-1979, bhL=47.519</p><p>　　2）低速軸：齒輪連接處：圓頭平鍵A型GB1096-79, bhL=8728</p><p>　　2.6 齒輪結構設計</p><p><b>　　X方向：</b></p><p>　　d1≤160mm，所以小齒輪做成實心的。雖然d2

87、≤160mm，但是大齒輪與絲杠連接，因此不能做成實心的，應根據(jù)絲杠來定。</p><p><b>　　Z方向：</b></p><p>　　同理：d1≤160mm，所以小齒輪做成實心的雖然d2≤160mm，但是大齒輪與絲杠連接，因此不能做成實心的，應根據(jù)絲杠來定。</p><p>　　2.7傳動系統(tǒng)結構設計和圖形繪制</p>&l

88、t;p>　　圖2-5 X軸和Z軸傳動系統(tǒng)結構示意圖</p><p>　　由前面計算得到的傳動比確定減速箱的傳動級數(shù)，一般在≥3，且總轉動</p><p>　　量與電機軸上的主動齒輪轉動慣量之比≥5時，考慮采用兩級傳動減速箱，即,采用等效轉動慣量最小原則,傳動比應該“前小后大”，也就是的布置方式，最后確定各齒輪模數(shù)、齒數(shù)、厚度及電機軸和絲杠的連接。</p><p

89、>　　第三章 機電伺服系統(tǒng)微控制器電器線路及程序設計</p><p><b>　　3.1開環(huán)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　圖3-1為開環(huán)機電伺服系統(tǒng)微控制器信號流動原理框圖。開環(huán)系統(tǒng)是最簡單的進給系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進電機、電液脈沖馬達等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，驅(qū)動步進電機轉動，通過齒輪副與滾珠絲杠螺母

90、副驅(qū)動執(zhí)行部件。這種系統(tǒng)不需要對實際位移和速度進行測量，更無需將所測得的實際位置和速度反饋到系統(tǒng)的輸入端，與輸入的指令位置和速度進行比較，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度、齒輪絲杠等傳動元件的導程或節(jié)距精度以及系統(tǒng)的摩擦阻尼特性。此類系統(tǒng)的位移精度較低，其定位精度一般可達±0.02 mm。如果采取螺距誤差補償和傳動間隙補償?shù)却胧ㄎ痪瓤商岣叩?#177;0. 0l mm。此外，由于步進電機性能

91、的限制，開環(huán)進給系統(tǒng)的進給速度也受到限制，在脈沖當量為0.0lmm時，一般不超過5m／min。開環(huán)進給系統(tǒng)的結構較簡單，調(diào)試、維修、使用都很方便，工作可靠，成本低廉。在一般要求精度不太高的機床上曾得到廣泛應用。20世紀60年代，日本生產(chǎn)的數(shù)控機床幾乎全部采用功率步進電機和電液脈沖馬達的開環(huán)進給系統(tǒng)。20世紀70年代初我國也曾仿造過這種開環(huán)進給系</p><p>　　下面以PLC作為微控制器，說明電器接線圖和程序的

92、設計方法。</p><p>　　圖3-1 開環(huán)控制系統(tǒng)</p><p>　　3.2 PLC控制步進電機時電器接線圖設計</p><p>　　3.2.1 PLC簡介</p><p><b>　　一、PLC概述</b></p><p>　　PLC 具有以下鮮明的特點。 系統(tǒng)構成靈活，擴展容易，以開關量

93、控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回 路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化； 使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件；能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。</p><p>　　二、PLC的選型方法&

94、lt;/p><p>　　因每種品牌配置不一樣，所以它的選型方式也有所差異，下面著重介紹大家常用的大眾品牌三菱PLC的選型方法，大家可以做一個參考來選擇使用plc。 　　</p><p>　　分析被控對象并提出控制要求</p><p>　　詳細分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，提出被控對象對三菱PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定

95、設計任務書。 　　</p><p>　　如何確定三菱PLC的輸入/輸出設備</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設備（如：按紐、位置開關、轉換開關及各種傳感器等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與三菱PLC有關的輸入/輸出設備，以確定PLC的I/O點數(shù)。 　　</p><p>　　(三) 如何選擇三菱PL

96、C</p><p>　　三菱 PLC選擇包括對三菱PLC的機型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見本章第二節(jié)。 　　</p><p>　?。ㄋ模┤釶LC分配I/O點并設計三菱PLC外圍硬件線路</p><p>　　1.分配I/O點，畫出PLC的I/O點與輸入/輸出設備的連接圖或?qū)P系表，該部分也可在第2步中進行。 　　</p><p>

97、　　2.設計PLC外圍硬件線路，畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進入PLC的控制電路等。由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。 </p><p>　?。ㄎ澹┤釶LC程序設計 　　</p><p>　　1. 程序設計，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設計方法來設計三菱PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編

98、寫實現(xiàn)各控制功能或各子任務的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應包括以下內(nèi)容： 　　1）初始化程序。在三菱PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進行恢復，對某些繼電器進行置位或復位，對某些初始狀態(tài)進行顯示等等。2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨立，一般在程序設計基本完成時再添加。3）保護和連

99、鎖程序。保護和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。 　　</p><p>　　2. 程序模擬調(diào)試，程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。1）硬件模擬法是使用一些硬件設備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號

100、以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。2）軟件模擬法是在三菱PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號，其簡單易行，但時效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 　　</p><p>　?。┤釶LC硬件實施</p><p>　　硬件實施方面主要是進行控制柜（臺）等硬件的設計及現(xiàn)場施工。主要內(nèi)容有：1) 設計控制柜和操作臺等部分的電

101、器布置圖及安裝接線圖。2)設計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖。3)根據(jù)施工圖紙進行現(xiàn)場接線，并進行詳細檢查。 　　由于程序設計與硬件實施可同時進行，因此三菱PLC控制系統(tǒng)的設計周期可大大縮短。 　　</p><p>　?。ㄆ撸┤釶LC聯(lián)機調(diào)試</p><p>　　聯(lián)機調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進一步進行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機調(diào)試過程應循序漸進，從三菱PLC只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負

102、載等逐步進行調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。 　　全部調(diào)試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改，應將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。</p><p>　　二、PLC硬件組態(tài)簡介</p><p>　　在windows“開始”項中找到啟動程序GX Developer快捷方式，雙擊。</p><p>

103、　　點擊空白頁新建，PLC系列選擇FXCPU，PLC選擇FX3U（C），然后點擊確定；</p><p>　　系統(tǒng)將自動生成工程。</p><p>　　3.2.2 三菱 PLC驅(qū)動電路設計</p><p>　　圖3-2 PLC驅(qū)動步進電機接線圖</p><p>　　與單片機要求相同，本電路應該能實現(xiàn)兩個方向步進電機的插補進給，和進刀退刀的

104、動作，由于使用晶體管輸出使該快速發(fā)出脈沖的驅(qū)動設計成為可能。電路接線如圖3-2所示，該驅(qū)動裝置由PLC系統(tǒng)（包括：機價、電源、CPU、輸入模塊、輸出模塊等）、步進電機驅(qū)動器、驅(qū)動器電源、步進電機等組成。圖中所示是驅(qū)動器中含有硬件環(huán)型分配器的驅(qū)動方式，其中使用Y0口線接PUL+，提供一定頻率的脈沖信號，驅(qū)動步進電機按與給定頻率對應的轉速運行，改變脈沖信號的頻率便可以改變步進電機的轉速；Y1口線接PUL+，通過高低電平轉換改變步進電機的運行

105、方向，如設Y1高電平為正轉，則低電平為反轉；電源直流地、步進電機驅(qū)動器地,其余接線如圖3-2所示。接通電源后，PLC上的LED指示步進電機得電情況，兩個輸入按鈕分別控制兩個方向的反轉后退，點擊輸入按鈕使步進電機反轉后退，若需要兩個方向都能反轉后退和前進進給，需再加上兩個向前按鈕。還可以增加控制主軸電機、根據(jù)光柵反饋控制插補運行速度的項目，也可以控制其它設備。</p><p>　　電路中+24V電源由PLC提供。硬

106、件的調(diào)試可先使用計算機進行，調(diào)試完成后運行看是否按所編程序執(zhí)行。注意一定經(jīng)過指導教師檢查同意后再接上電源！</p><p>　　3.2.3 PLC程序設計</p><p>　　3.2.3.1 PLC插補程序設計概述</p><p>　　PLC控制步進電機程序的主要任務：（1）控制旋轉方向（2）按順序傳送控制脈沖（3）判斷步數(shù)是否走完。</p><

107、p>　　本課程設計和綜合訓練可根據(jù)給定數(shù)控平臺X方向與Z方向的絲杠的導程Lx和Lz、步進電機步距角αx、αz和脈沖當量δx、δz，若要讓工作臺向前行進amm，則步進電機需要運行a / δx（δz）的步數(shù)。本次設計由于指標中有最大進給速度，設步進電機步距角為0.9度，例如要求運行角速度為50r/min, 即300度/秒（400步/秒），則運行一步為2500us ，所以輸出高低電平脈沖后各延時1250us即可達到上述目的。步進電機剛啟

108、動時的響應頻率比較低（100～250步/秒）,而電機啟動后進入穩(wěn)態(tài)時的工作頻率又遠大于啟動頻率。所以必須采取啟動時以低于響應頻率的速度運行，然后慢慢加速，加速到響應頻率后，就以此速率恒速運行。當快到達終點時，又使其慢慢減速，在低于響應頻率的速率下運行，直到走完規(guī)定的步數(shù)后停機。因此，在啟動或停機的過程中，可以均勻減少或增加延時時間（此次設計的延時可采用軟件循環(huán)延時，也可以采用定時器延時）。</p><p>　　3

109、.2.3.2逐點比較法圓弧插補</p><p>　　根據(jù)以前學過的知識可知，偏差計算是逐點比較法關鍵的一步，下面以第一象限直線為例導出偏差的計算公式。 </p><p>　　如圖所示，假定順圓弧SR1的起點為S(XS,YS)，終點E的坐標為（xe, ye）。當動點在圓弧上或在圓弧外側區(qū)域時， 應—Y方向進給一步； </p><p>　　當動點在圓弧

110、內(nèi)側區(qū)域時，應+X方向進給一步；當時向（-y）軸進給一部，則新的動點坐標為：</p><p>　　新動點偏差函數(shù)為 </p><p>　　當時，向（+x）方向進給一步，則新的動點坐標為 </p><p><b>　　新的動點偏差函數(shù)為</b></p

111、><p>　　圖3-4四個象限圓弧插補偏差計算與進給方向</p><p>　?。?）SR1 → NR2 （X軸反向）；</p><p>　　SR1 → NR4 （Y軸反向）；</p><p>　　SR1 → SR3 （X軸、Y軸同時反向）；</p><p>　　SR1、 NR2、 SR3和NR4這四種線型的偏差計算公式都相

112、同。</p><p>　　NR1 → SR2 （X軸反向）；</p><p>　　SR1 → SR4 （Y軸反向）；</p><p>　　SR1 → NR3 （X軸、Y軸同時反向）；</p><p>　　NR1、 SR2、 NR3和SR4這四種線型的偏差計算公式也都相同。</p><p>　?。?） SR1 → NR1

113、 （ X、Y對調(diào)）；</p><p>　　NR1 → SR1 （ X、Y對調(diào)）；</p><p>　　可見，通過對調(diào)X、Y信號和改變進給方向，各個象限不同走向的圓弧插補運動都可以通過進行第一象限順圓弧的插補計算或第一象限逆圓弧的插補計算來完成。</p><p>　　如圖所示，設要加工圓弧SE，圓弧的圓心在坐標原點，圓弧的起點S（XS,YS）、終點E（XE,YE）,圓

114、弧半徑為R。令瞬時加工點為i（xi,yi）,它與圓心的距離為Ri。比較Ri和R，可以比較他們的平方值。</p><p>　　Ri2=Xi2+yi2</p><p>　　R2=x02+y02</p><p>　　因此可得圓弧偏差判別式如下：</p><p>　　Fi=Ri2-R2=xi2+yi2-R2 </p>

115、<p>　　若Fi=0,表明加工點i在圓弧上；</p><p>　　Fi>0,表明加工點i在圓弧外；</p><p>　　Fi<0,表明加工點i在圓弧內(nèi)。</p><p>　　若Fi≥0,為逼近圓弧，下一步向-y軸向進給一步，并算出新的偏差；</p><p>　　Fi<0，為逼近圓弧，下一步向+x軸向進給一步，并

116、算出新的偏差。</p><p>　　如此一步步計算和一步步進給，在到達終點后停止運算，就可插補出如圖所示第一象限順圓弧AB。 </p><p>　　為簡化計算，下面進一步推導偏差計算的遞推公式。</p><p>　　設加工點正處于i(xi,yi)點，其判別式為</p><p>　　Fi=xi2+yi2-R2</p><p

117、>　　若Fi≥0，應沿-y軸向進給一步，到i-1點，其坐標值為</p><p><b>　　Xi+1=Xi </b></p><p>　　Yi+1=Yi-1 </p><p><b>　　新加工點的偏差為：</b></p><p>　　Fm=Xi+12+Yi+12-R2=xi2+(y

118、i-1)2-R2=Fi-2Yi+1 (2-1)</p><p>　　若Fi<0，應沿+y軸向進給一步，到i+1點，其坐標值為</p><p>　　Xi+1=Xi +1</p><p>　　Yi+1=Yi </p><p><b>　　新加工點的偏差為：</b></p><p>　　

119、Fi=Xi+12+Yi+12-R2=xi2+(Xi+1)2-R2=Fi+2Xi+1 (2-2)</p><p>　　根據(jù)式2-1 和2-2可以看出，只要知道前一點偏差和坐標，就可以求出新的一點的偏差。公式中只有乘2運算，計算大為簡化了。由于加工是從圓弧的起點開始的，起點的偏差為0，坐標為（x0,y0），所以新的加工點的偏差完全可以用前一加工點的偏差遞推出來。</p><p>　　綜上

120、所述，逐點比較的逆圓弧插補過程為每走一步要進行以下四個步驟，即判別、進給、運算、比較。</p><p>　?。?）判別。根據(jù)偏差值確定刀具的位置是在直線的上方（或線上），還是在直線的下方。</p><p>　?。?）進給。根據(jù)判別的結果，決定控制哪個坐標（x或y）移動一步。</p><p>　　（3）運算。計算刀具移動后的新偏差，提供給下一個判別依據(jù)。根據(jù)式 （3-

121、1） 及式 （3-2）來算新加工點的偏差，使運算大大簡化，但是每一新加工點的偏差是由前一點偏差Fi,i推算出來的，并且一直推算下去，這樣就要知道開始加工時的那一點的偏差是多少。當開始加工時，我們是以人工方式將刀具移到加工起點，既所謂的“對刀”，這一點當然沒有偏差，所以開始加工點的Fi,i=0。</p><p>　?。?）比較。在計算運算偏差的同時，還要進行一次終點比較，以確定是否到達終點。若已經(jīng)到達，就不要再進行

122、計算，并發(fā)出停機或轉換新程序的信號。</p><p>　　以第一象限為例，PLC插補程序框圖與單片機插補程序框圖基本一致。</p><p>　　逐點比較法第一象限插補程序流程圖如下： </p><p>　　圖3-5第四象限順圓弧插補流程圖</p><p>　　使用MOV、ADD_I、SUB_I等編程模塊，和一些控制指令進行，注意到了規(guī)定的進給

123、總步數(shù)后應跳過進給段。</p><p>　　3.2.3.3逐點比較法第四象限順圓弧插補程序：</p><p><b>　　T形圖如下：</b></p><p>　　圖3-6三菱PLC程序T型圖</p><p>　　表3-1雙軸位置控制系統(tǒng)I/O地址分配表</p><p>　　3.2.4用GX-Si