基于松下PLC的步进电机两轴插补控制

摘要

在工业和农业生产活动中，人类发明了各种各样的自动化机器，用来代替人类完成各种生产劳动。这些自动化机器的最大特点是自动化程度高，操作者劳动强度低，生产效率高。这类机器的使用带动了大量工控产品的应用，比如可编程控制器，步进电机等。可编程控制器，即我们常说的PLC，是一种以微处理器为核心的工控装置。PLC已将微电脑技术、自动化技术和通信技术融合与CAD / CAM技术和机器人技术成为工业自动化的三个重要支柱。步进电机是一种开环控制元件，其原理是将脉冲信号转换成位移，使电机轴转过一定角度。步进电机的转速和转动圈数分别取决于脉冲信号的频率和脉冲数，这个特点使步进电机在速度和位置控制领域得到广泛应用。插补技术是基于给定的轨迹参数以及移动数据的要求，实时计算轨迹确定点之间确定经过点的方法。松下FPΣ系列PLC内置两轴脉冲输出，根据指令可完成直线插补和圆弧插补。

关键词　PLC  步进电机  直线插补  圆弧插补  松下FPΣ系列PLC

目录

摘要 I

第1章 绪论 3

1.1 设计背景 3

1.2 设计任务 4

第2章 可编程控制器及步进电机简介 6

2.1 可编程控制器概述 6

2.1.1 PLC的产生及定义 6

2.1.2 PLC的特点及应用 6

2.1.3 松下FP系列PLC简介 6

2.1.4 PLC的基本构成 6

2.1.5 PLC的基本工作原理 7

2.2 步进电机及驱动器概述 8

2.2.1 步进电机的发展及应用 8

2.2.2 步进电机的分类 9

2.2.3 步进电机驱动器组成 9

2.2.4 步进电机驱动器接线 10

2.3 步进电机的PLC控制原理简介 11

第3章 插补控制原理 13

3.1 插补原理概述及分类 13

3.1.1 脉冲增量插补的特点及应用 13

3.1.2 数字增量插补的特点及应用 13

3.2 逐点比较法简介 14

3.2.1 直线插补 14

3.2.2 圆弧插补 16

3.2.3 四个象限直线与圆弧的插补计算 18

第4章 自动抛光模块简介 19

4.1 机械结构概述 19

4.1.1 工作流程简介 19

4.1.2 基本参数简介 19

4.2 PLC选用概述 21

4.2.1 控制单元简介 21

4.2.2 扩展单元简介 23

4.2.3 松下编程软件简介 23

第5章 程序设计 24

5.1 抛光机基本要求 24

5.1.1 控制轨迹简介 24

5.1.2 控制脉冲计算 24

5.2 基本控制指令简介 25

5.2.1 脉冲输出控制中的指令（F0）（F1） 25

5.2.2 梯形控制指令（F171） 26

5.2.3 原点返回指令（F171） 27

5.2.4 直线插补指令（F175） 28

5.2.5 圆弧插补指令（F176） 29

5.3 电气原理图 30

5.4 程序设计 31

参考文献 35

致谢 36