西門子PLC控制步進電機分度的設計與實現,目前軸承行業大型軸承內、外套的分度方式普遍采用人工分度方式 ,其分度精度低、累積誤差大 、工作效率低、工人勞動強度大，對軸承性能的提高造成很大的影響。我們所研制的大型數控分度頭,采用PLC可編程控制器 ,控制步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行自動分度， 結構簡單、制造費用低，較好地解決了生產中的實際問題。

　　總體設計方案

　　步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。其重要特點是只有周期性的誤差而無累積誤差。步進電機的運行要有步進電機驅動器這一電子裝置進行驅動，這種裝置就是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，或者說: 控制系統每發一個脈沖信號，通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。因此，控制步進脈沖信號的頻率，可以對電機精確調速;控制步進脈沖的個數，可以對電機精確定位。

　　在我們所設計的數控分度頭中，就是利用這一線性關系，用PLC進行電氣控制、編寫分度算法程序，控制脈沖信號的頻率和脈沖數，步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行精確分度，并可實現調整、手動分度、自動分度等多種電氣控制。

　　電氣控制方案為PLC+步進電機及可細分驅動器+數顯尺。PLC選用DVP20EH00T，AC220伏供電20點 200HZ晶體管輸出類型;根據分度精度要求考慮，選用可細分驅動器及步進電機，考慮分度時對工件的扭矩M=FR=fNR ,計算出比較大扭矩為27Nm。按矩頻特性選取步進電機 ,選130BYG350A型三相混合式步進電機及配套細分驅動器MS-3H130M。

　　西門子PLC的I/O配置如下表：

　　I0.0調整/分度Q0.0脈沖數

　　I0.1急停Q0.1花盤上升

　　I0.2步進轉位Q0.2花盤下降

　　I0.3花盤卡緊/松開Q0.3故障指示

　　I0.4花盤上升/下降Q0.4方向

　　I0.5自動分度Q0.5

　　I0.6調整啟動/結束Q0.6

　　I0.7驅動器信號Q0.7

　　I0.10-I0.13孔數設置

　　該數控分度頭在徑向安裝數顯尺來控制徑向分度尺寸;由PLC控制步進電機軸向分度。操作人員啟動電源 ,輸入分度數后 ,調整/分度開關置于分度位置即可實現手動或自動分度。在自動分度中可實現分度機構的松開、上升、分度、下降、卡緊再松開的順序控制

　　分度算法

　　設總孔數為D2,總脈沖數D0，分度脈沖可計算為 :D0/D2=D4 +D5(余數)。若D5=0時 ,步進電機每轉動一次,電機轉角控制脈沖均為D4。若D5≠0時 ,將D5與孔數的一半(D2/2=D8)進行比較，若小于孔數的一半，步進電機先按D4個脈沖分度，步進電機每轉過一個分度角，余數D5累積一次，當累積數大于D8時，步進電機則按D4+1個脈沖分度一次，此時累積數減去D4+1脈沖的余數即D2-D5，然后再按D4個脈沖分度，依次類推直至分度完畢;若余數大于孔數的一半，步進電機先按D4+1個脈沖分度，余數按D2-D5累積，當累積數大于D8時，步進電機則按D4個脈沖分度一次，此時累積數減去D4 脈沖的余數D5，然后再按D4+1個脈沖分度，依次類推直至分度完畢。這樣的分度算法，使孔與孔之間的分度誤差始終小于一個脈沖當量，可以實現在3600 轉角誤差為0的分度精度要求。