双轴伺服工作台单轴控制实验 机电一体化系统设计.doc

双轴伺服工作台单轴控制实验
一、实验目的 ：
学习和掌握双轴伺服工作台及其驱动器的操作和使用方法 ;
学习和掌握双轴伺服工作台单轴定位控制方法 ;
了解步进电机的频率特性 ;
二、实验原理：
本实验的内容是对双轴伺服工作台进行单轴定位控制。其研究对象为X轴。控制系统原理图如图6-1所示。其中，20GM位置控制单元，它既可实现单轴位置控制，又可实现双轴联动位置控制（本实验是对X轴进行单轴位置控制）。
图6-1 控制系统原理图

原理部分可以参考P233页表下面的一段文字和P252页点位控制部分适当补充
三．实验用仪器工具
PC 机 1台
PLC 1台
20GM 1个
RS232电缆线 1根
编程电缆 1根
断路器（QF1、QF2） 2个
继电器（KA1） 1个
接触器（KM2） 1个
驱动器（SH-20806C） 1台
步进电机（57BYG250E） 1台

四．实验步骤 ：
1． 根据图6-2接线（为安全起见，步进电机M和驱动器SH-20806C的主控电路以及PLC外围的继电器KA1、接触器KM2输出线路已接好）；
2． 合上断路器QF1和QF2 ；
3． 将编程电缆连于 PLC 上，利用PC机上的编程软件“FXGP/WIN-C”向PLC输入PLC控制程序（此时，PLC的状态开关拔向编程位置“STOP”） ；
4． 将编程电缆连于20GM上，利用PC机上的定位软件“FXVPS-E”向20GM输入定位程序（此时，20GM的状态开关拔向手动位置“MANU”） ；
5． 将PLC的状态开关拔向运行位置“RUN”，运行PLC，接触器KM2的主触头闭合，驱动器SH-20806C得电 ；
6． 将20GM的状态开关拔向自动位置“AUTO” ；
7． 按“复位”按钮，X轴复位。读取此时指针指向的标尺位置A ；
8． 按“启动”按钮，运行20GM，使X轴以1000脉冲/S的速度正向移动50MM，读取此时指针指向的标尺位置B ；
9． 按“停止”按钮，20GM停止运行 ；
10．修改定位程序，重复上述4-9步，使X轴以10000脉冲/S的速度运行，观察并
记录X轴运行状况 ；
11．修改定位程序，重复上述4-9步，使X轴以200脉冲/S的速度运行，观察并
记录X轴运行状况 ；
12．将PLC左下角的拔动开关拔向编程位置“STOP”或PLC断电，接触器KM2的
主触头断开，驱动器SH-20806C断电 。

图6-2 控制系统接线图

六．实验报告要求
1． 画出PLC梯形图，并写出指令代码 ；
2．
这个梯形图程序应该画出来
七实验心得
1．在控制步进电机启动时，如果频率升得太快，步进电机就会出现失步或不动现象；另一方面，在步进电机停止之前，如果控制频率降得太快，也会出现失步或不动现象。因此，在控制步进电机启动时，应先使步进电机在低频下启动，然后逐步加速，最后使其进给脉冲频率升到所要求的高频下运行; 当需要电机停止时，将脉冲频率逐步降速, 然后再停止。图6-3为步进电机升、降频示意图。 其中S1为步进电机最高频率；S2为输出脉冲总数；S3表示升、降频时间。
S1
S3
S3
S2
频 率
（HZ）
脉冲数（PLS）

图6-3 步进电机升、降频示意图

2. 如果步进电机在较低的频率下运行（本实验为200脉冲/S以下），步进电机就会振动，从而引起机械系统振动。步进电机应避免在振动频率下运行 ；
3. 本实验步进电机57BYG250E的步距角为1.8度，驱动器向步进电机每发送200个脉冲，步进电机旋转1圈 ；
4. 步进电机旋转1圈，丝杆走1个螺距（4MM） 。