（定稿）大尺寸多工步自动推料进给装置及控制数据管理系统设计（全套下载）

参考文献．吴宗泽.机械设计师手册上下册北京机械工业出版社蔡春源.机械设计手册册北京机械工业出版社胡凤兰.互换性技术测量基础北京高等教育出版社张建民.机电体化系统设计北京高等教育出版社孙志勇，赵砚江.数控与电控技术北京机械工业出版社孙桓，陈作模.机械原理北京高等教育出版社．濮良贵，纪名贵.机械设计北京高等教育出版社．廖常初.编程及应用北京机械工业出版社王建华，毕万全.机械制图与计算机绘图北京国防工业出版社张运刚，宋小春，郭强武.从入门到精通西门子技术与应用北京人民邮电出版社汪恺，唐保宁.形位公差原理和应用北京机械工业出版社，.马晓辉．使用手册可编程序控制器.尹志强．机电体化系统设计课程设计指导书北京机械工业出版社机械设计手册编委会.机械设计手册联轴器，离合器与制动器北京机械工业出版社赵松年等编，机电体化机械系统设计，上海同济大学出版社，．说明书当不使用发生器功能时，对输出点的控制权交回到过程映象寄存器。

过程映象寄存器决定输出波形的起始和结束状态，以高低电平产生波形的启动和结束。

在使能或者操作之前，将.和.过程映象寄存器清。

所有控制位周期脉宽和脉冲计数值的缺省值均为。

的输出负载至少为的额定负载，才能提供陡直的上升沿和下降沿。

按照给定的脉冲个数和周期输出串方波占空比。

可以产生单段脉冲串或者多段脉冲串使用脉冲包络。

可以指定脉冲数和周期以微秒或毫秒为增加量。

在单段管线模式，需要为下个脉冲串更新特殊寄存器。

旦启动了起始段，就必须按照第二个波形的要求改变特殊寄存器，并再次执行指令。

第二个脉冲串的属性在管线中直保到第个脉冲串发送完成。

在管线中次只能存储段脉冲串的属性。

当第个脉冲串发送完成时，接着输出第二个波形，此时管线可以用于下个新的脉冲串。

重复这个过程可以再次设定下个脉冲串的特性。

除去以下两种情况之外，脉冲串之间可以作到平滑转换时间基准发生了变化或者在利用指令捕捉到新脉冲之前，启动的脉冲串已经完成。

当管线已满时，如果试图装入脉冲列参数，状态寄存器的溢出位.或.被置。

进入模式时，该位被初始化为。

如果监测到溢出，必须手工清除该位。

在多段管线模式，自动从存储器区的包络表中读出每个脉冲串的特性。

在该模式下，仅使用特殊存储器区的控制字节和状态字节。

选择多段操作，必须装入包络表在存储器中的起始地址偏移量或。

时间基准可以选择微秒或者毫秒，但是，在包络表中的所有周期值必须使用同个时间基准，而且在包络正在运行时不能改变。

执行指令来启动多段操作。

每段记录的长度为个字节，由位周期值位周期增量值和位脉冲个数值组成。

表中给出了包络表的格式。

您可以通过编程的方式使脉冲的周期自动增减。

在周期增量处输入个正值将增加周期输入个负值将减少周期输入将不改变周期。

当包络执行时，当前启动的段的编号保存在或。

表从包络表开始的字节偏移包络段数描述段数，如果为将产生致命错误初始周期个基准时间单位每个脉冲的周期增量个时间单位脉冲数初始周期个基准时间单位每个脉冲的周期增量个时间单位脉冲数段数该方法能充分利用计算机软件资源，以降低硬件成本．尤其是对多相电动机的脉冲分配具有更大的优点。

但由于软环分占用计算机的运行时间，故会使插补次的时间增加，易影响步进电动机的运行速度。

另种足采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环型脉冲分配器。

这种方式灵活性很大，可搭接任意通电顺序的环形脉冲型分配器，同时在工作时不占用计算机的工作时间。

第三种是采用专用环型分配器器件，如，即为种三相步进电动机专用环型分配器，它可以实现三相步进电动机的各种环型分配，使用方便，接口简单。

是高耐压大电流达林顿陈列，由七个硅达林顿管组成。

该电路的特点如下的每对达林顿都串联个.的基极电阻，在的工作电压下它能与和电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

工作电压高，工作电流大，灌电流可达，并且能够在关态时承受的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。

图高低压功串放大电路说明如图高低压功串放大电路为采用脉冲变压器组成的高低压控制电路原理图。

吴脉冲输入时，均截至，电动机绕组无电流通过，电动机不转。

有脉冲输入时，饱和导通，在由截止到饱和期间，其集电极电流，也就是脉冲变压器的次电流急剧增加，在变压器二次侧感生成个电压，使导通，的高电压经高压管加到绕组上，使电流迅速上升，当进入稳定状态后，次侧感电流暂时恒定，无磁通量变化，二次侧的感应电压为，截至。

这时，低压电源经加到电动机绕组上并维持绕组中的电流。

输入脉冲结束后又都截至，储存在中的能通过的电阻和放电，电阻的作用是减小放电回路的时间常数，改善电流波形的后沿。

该电路由于采用高压驱动，电流增长加快，脉冲电流的前沿变陡，电动机的转矩和运行频率都得到提高。

高低压功串放大电路由于仅在脉冲开始时的瞬间接通高压电源，其余时间均由低压供电，故效率很高。

又由于电流上升率高，故高速运行性能好，但由于电流波形陡，有时还会产生过冲，故谐波成分丰富，致使电动机运行时震动较大尤其在低速运行时。

图转接板的说明因为原设备的电机驱动器和限位电缆位于原设备内，要将信号输入到电机驱动器并将限位电缆的限位信号取到中，必须做个装接板，该板的功能有以下几个将信号输入到电机驱动器将限位电缆的限位信号取到中将电源分别送到输出端及电机驱动电路的脉冲输入端将电路的线合理的分布，不至于太乱电路转接板如图图第三章程序的设计．的工作原理在通电后，需要对硬件和软件作些初始化的工作。

为了使的输出及时响应各种输入信号，初始化后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，即以扫描模式工作。

的工作步骤般有个，如下读取输入在的存储器中，设置了片区域来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入过程映像寄存器和输出过程映象寄存器。

以字节位为单位来读写输入输出过程影响寄存器。

在读取输入阶段，把所有外部数字量输入电路的状态或称状态读入输入过程影响寄存器。

外部的输入电路闭合时，对应的输入过程映像寄存器为状态，梯形图中对应的输入点的常开触电接通，常闭触电断开。

转速位移等各式各样的控制场合从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

目前，可编程控制器在机械制造石油化工冶金钢铁汽车轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进应用研制生产是伴随着改革开放开始的。

最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。

接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了的应用。

目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。

上海东屋电气有限公司生产的系列杭州机床电器厂生产的及系列大连组合机床研究所生产的系列苏州电子计算机厂生产的系列等多种产品已具备了定的规模并在工业产品中获得了应用。

此外，无锡华光公司上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的生产厂家。

可以预期，随着我国现代化进程的深入，在我国将有更广阔的应用天地。

六.未来展望世纪，会有更大的发展。

从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快存储容量更大智能更强的品种出现从产品规模上看，会进步向超小型及超大型方向发展从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富规格更齐全，完美的人机界面完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。

目前的计算机集散控制系统中已有大量的可编程控制器应用。

伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

．课题的主要任务硬件的设计利用步进电动机带动丝杆转动，利用丝杆的转动带动工作台的前进。

对进给装置电气传动系统的关键部件进行设计计算，同时也要对进给装置传动装置的关键部件进行设计计算。

软件的设计利用来实现对电机的控制。

针对不同的工件调用相应的程序来对电机的运行进行控制，实现多工步自动推料进给。

第二章设备的测试与转接板的制作．设备的测试设备改造分析原设备为设备，现在用的是其中的电机驱动电路和限位关系，因此必须了解其中的步进电机的驱动关系和限位原点定义。

步进电机的驱动器说明端子脉冲输入方向输入端子电机向电机向电机向电机向端子要实现多工步自动推料进给，只要电机要按照规定的方式转动即可，故只需控制脉冲和方向。

即只需将外部信号给端子，端子和端子并不会影响电机的转速和转动方向，故可以用原设备的部件。

设备限位关系的测量限位原点的定义经过对原设备的观察，得知原设备及限位开关是点接触式的限位开关，故电压大小不会影响其工作。

图图为原设备的限位接控制输入的十针插座，在各个位置时对十针插座的测量结果如下任意位置时接通电机转动划分为五大模块即步进电机控制模块定位控制模块数据拨盘输入及数据传输模块数码输出显示模块元件故障的自动检测与报警模块。

由于整个软件结构较为庞大，脉冲控制器产生.秒的控制脉冲，使移位寄存器移位，提供六拍时序脉冲，通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器按照单双六拍的通电方式控制步进电机。

为实现定位控制，采用不同的计数器分别控制粗定位行程和精定位行程，计数器的设定值依据行程而定。

例如，设刀具或工作台欲从点移至点，已知，把划分为与两段，段为粗定位行程，采用.步的脉冲当量快速移动，利用了位计数器，而段为精定位行程，采用.步的脉冲当量精确定位，利用了位计数器，在粗定位结束进入精定位的同时，自动接通电磁离合器输出点以实现变速机构的更换。

控制系统的接地方法由于机柜和操作台配电柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分，由于各种原因如腐蚀绝缘破损等而有可能带危险电压，所以应该进行保护接地，低于供电的设备，无特殊要求可不做接地保护。

控制系统中的基准电位是各回路工作的参考电位，基准电位的连接线称为系统地，通常是控制回路直流电源的零伏导线，系统接地的方式有浮地方式直接接地方式和电容接地方式。

为防止静电感应和磁场感应而设置的屏蔽接地端子应做屏蔽接地。

其中信号回路接地和屏蔽接地又通称为工作接地。

般以上接地方法的控制原则是保护地和工作地不能混用，这是由于在每段电源保护地线的两点间会有数毫伏，甚至几伏的电位差，这对低电平信号电路来说是个非常严重的干扰。

屏蔽地，当信号电路是单点接地时，低频电缆的屏蔽层也应单点接地，如果电缆的屏蔽层接地点有个以上时，将产生噪声电流，形成噪声干扰源。

本系统采用的接地电阻都需要在规定的范围内，对于组成的控制系统般应小于，而且要有足够的机械强度，事前都需要进行防腐处理。

组成的控制系统进行单独设置接地系统，也可以利用现场条件进行“等电位联结”进行接地设计。

控制梯形图梯形图是通过连线把指令的梯形图符号连接在起的连通图，用以表达所使用的指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。

它的连线有两种为母线，另为内部横竖线。

内部横竖线把个个梯形图符号指令连成个指令组，这个指令组般总是从装载指令开始，必要时再继以若干个输入指令含指令，以建立逻辑条件。

最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制流程控制通讯处理监控工作等指令，以进行相应的工作。

母线是用来连接指令组的。

下图是三菱公司的系列产品的最简单的梯形图例它有两组，第组用以实现启动停止控制。

第二组仅个指令，用以结束程序。

梯形