實驗四 PLC伺服控制系統(tǒng)實驗 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用 實驗指導(dǎo)

實驗四PLC伺服控制系統(tǒng)實驗一、實驗?zāi)康?、了解伺服系統(tǒng)中機(jī)械傳動的工作原理和結(jié)構(gòu)特點；2、了解阻尼、摩擦、彈性形變、不同轉(zhuǎn)動慣量及傳動間隙對伺服系統(tǒng)的影響；3、熟悉直流伺服系統(tǒng)中直流伺服電機(jī)工作原理及控制方法；4、了解光柵隔離模塊、光柵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器的工作原理；5、掌握光柵線位移傳感器的工作原理。二、實驗設(shè)備及器材：PLC伺服工作臺觸摸屏BG1封閉式線位移傳感器JG-01光柵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器GGM-01型光柵隔離模塊三、實驗原理1、PLC伺服系統(tǒng)的工作原理直流伺服系統(tǒng)的傳動部分由電機(jī)驅(qū)動主動齒輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過調(diào)隙齒輪，再經(jīng)過兩級齒輪傳動，帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動，從而帶動安裝在滾珠絲桿螺母裝置上的工作臺作往復(fù)直線運動。通過給定不同的負(fù)載和改變傳動比，利用光柵和旋轉(zhuǎn)編碼器測定工作臺啟動和制動的位移，一方面通過采用負(fù)載角加速度最大原則對負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量等的折算來選擇總傳動比，以提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。另一方面通過改變級數(shù)和傳動比來優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)在不同的使用環(huán)境下具有較高的響應(yīng)速度。直流伺服系統(tǒng)的控制部分采用觸摸屏和PLC進(jìn)行相應(yīng)的控制。2、BG1封閉式光柵線位移傳感器的工作原理封閉式線位移傳感器采用透射式紅外光學(xué)測量系統(tǒng)的原理，它的標(biāo)尺和掃描單元在鋁殼里，其彈性的封閉唇可以防止碎屑、飛濺污水等的損害，防護(hù)等級可達(dá)到按IEC529和IP53級。掃描單元采用垂直式五軸承滾動系統(tǒng)在尺體中的低阻滑軌上滑動，它通過彈性連接塊與安裝面相連以補償光柵尺與機(jī)床導(dǎo)軌間不可避免的直線偏差。3、JG-01光柵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器是一種將光柵傳感器輸出的正交方波信號進(jìn)行細(xì)分、辨向，可逆計數(shù)并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232數(shù)據(jù)與計算機(jī)直接通訊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置。該裝置抗干擾，耐油污、抗沖擊，可方便的應(yīng)用于工業(yè)自動檢測系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境。工作原理圖如下：

4、光柵隔離模塊的工作原理光柵隔離模塊是為解決光柵類傳感器在工業(yè)現(xiàn)場使用時信號干擾問題電壓匹配而設(shè)計，采用光電全隔離方式，保證光柵信號輸出的穩(wěn)定和可靠，具有浪涌保護(hù)(25KVESD），光電隔離（2KV）的功能。工作原理圖如下：正交方波正交方波緩沖器(5V)光耦合器+24V四、實驗步驟1、首先檢查伺服系統(tǒng)各部分的接線正常后給系統(tǒng)通上AC220V交流電；2、給定不同的負(fù)載測定系統(tǒng)啟動和制動的位移，通過一定的折算方法來分析阻尼、摩擦、彈性形變、不同轉(zhuǎn)動慣量及傳動間隙對伺服系統(tǒng)的影響；2、改變傳動比測定系統(tǒng)啟動和制動的位移，通過一定的折算方法來分析阻尼、摩擦、彈性形變、不同轉(zhuǎn)動慣量及傳動間隙對伺服系統(tǒng)的影響；3、根據(jù)觸摸屏上的操作鈕進(jìn)行相應(yīng)的操作,實際對直流伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速控制并記下相應(yīng)的參數(shù)；4、利用觸摸屏上的操作鈕改變直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速,記下光柵線位移傳感器的讀數(shù)；五、思考與分析1、分析阻尼、摩擦、彈性形變、不同轉(zhuǎn)動慣量及傳動間隙對對伺服系統(tǒng)的影響；2、分析本直流伺服系統(tǒng)中如何利用觸摸屏、PL