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一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统

阅读：1023发布：2020-05-24

专利汇可以提供一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，包括PLC 控制器、伺服驱动器 X、伺服驱动器Y、伺服电机 X、伺服电机Y、编码器 X、编码器Y、工作台；PLC控制器输出端分别与伺服驱动器X输入端、伺服驱动器Y输入端连接；伺服驱动器X输出端与伺服电机X输入端连接，伺服电机X与编码器X连接，编码器X输出端与PLC控制器输入端连接；伺服驱动器Y输出端与伺服电机Y输入端连接，伺服电机Y与编码器Y连接，编码器Y的输出端与PLC控制器输入端连接，还包括上位机，所述上位机与PLC控制器连接。本实用新型根据接收的参数数据采用PLC进行伺服电机两轴联动控制，操作简单，可靠性高，能够满足更多机械加工需求。，下面是一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：包括PLC控制器(2)、伺服驱动器X(3)、伺服驱动器Y(4)、伺服电机X(5)、伺服电机Y(6)、编码器X(7)、编码器Y(8)、工作台(9)；
所述PLC控制器(2)输出端分别与伺服驱动器X(3)输入端、伺服驱动器Y(4)输入端连接；伺服驱动器X(3)输出端与伺服电机X(5)输入端连接，伺服电机X(5)与编码器X(7)连接，编码器X(7)输出端与PLC控制器(2)输入端连接；伺服驱动器Y(4)输出端与伺服电机Y(6)输入端连接，伺服电机Y(6)与编码器Y(8)连接，编码器Y(8)的输出端与PLC控制器(2)输入端连接；伺服电机X(5)与工作台(9)的X轴丝杠连接，伺服电机Y(6)与工作台(9)的Y轴丝杠连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：还包括上位机(1)，所述上位机(1)与PLC控制器(2)连接。
3.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：所述PLC控制器(2)型号为西门子S7-200系列的CPU224。
4.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：所述伺服驱动器X(3)和伺服驱动器Y(4)型号均为PSDA-0433A3-N。
5.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：所述伺服电机X(5)和伺服电机Y(6)型号均为“57BL(3)B40-30(ST)”。
6.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：所述编码器X(7)和编码器Y(8)均为2500线的增量式光学编码器。
7.根据权利要求1所述的基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，其特征在于：所述PLC控制器(2)、伺服驱动器X(3)、伺服电机X(5)、编码器X(7)构成一个闭环伺服控制系统；所述PLC控制器(2)、伺服驱动器Y(4)、伺服电机Y(6)、编码器Y(8)构成一个闭环伺服控制系统。

说明书全文

一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，属于过程控制领域。

背景技术

[0002] 随着当今世界的快速发展，现代工业发展也越来越快，面对越来越深入的研究和应用，现代工业中对各种机械部件精度要求也越来越高，比如许多复杂外形的船用零部件(如曲轴、柴油机外壳)在制造过程中需要精加工，不仅仅是构造更加复杂，而且要求的精度远远比以前要高得多，而单轴车床往往解决不了问题；伺服电机可以精确地控制速度和位置，将输入的电压信号转化为转矩和转速以此来驱动控制对象，在自动控制系统中，作为执行元件，具有机电时间常数小等特性，可以将接受的电信号转化为转轴的角速度；PLC功能完善、灵活、通用性强、价格便宜、体积小、维护方便，所以各行各业广泛应用，为生产生活带来巨大的便利和效率；因此，研究基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统来实现运动控制，响应快速，能够精确定位，又能降低成本，还利于维护。发明内容

[0003] 本实用新型提供了一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，以用于通过该系统对接收的参数数据采用PLC进行伺服电机两轴联动控制。

[0004] 本实用新型的技术方案是：一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，包括PLC控制器2、伺服驱动器X3、伺服驱动器Y4、伺服电机X5、伺服电机Y6、编码器X7、编码器Y8、工作台9；

[0005] 所述PLC控制器2输出端分别与伺服驱动器X3输入端、伺服驱动器Y4输入端连接；伺服驱动器X3输出端与伺服电机X5输入端连接，伺服电机X5与编码器X7连接，编码器X7输出端与PLC控制器2输入端连接；伺服驱动器Y4输出端与伺服电机Y 6输入端连接，伺服电机Y6与编码器Y 8连接，编码器Y 8的输出端与PLC控制器2输入端连接；伺服电机X 5与工作台
9的X轴丝杠连接，伺服电机Y 6与工作台9的Y轴丝杠连接。

[0006] 还包括上位机1，所述上位机1与PLC控制器2连接。

[0007] 所述PLC控制器2型号为西门子S7-200系列的CPU224。

[0008] 所述伺服驱动器X3和伺服驱动器Y 4型号均为PSDA-0433A3-N。

[0009] 所述伺服电机X5和伺服电机Y6型号均为“57BL(3)B40-30(ST)”。

[0010] 所述编码器X7和编码器Y8均为2500线的增量式光学编码器。

[0011] 所述PLC控制器2、伺服驱动器X3、伺服电机X5、编码器X7构成一个闭环伺服控制系统；所述PLC控制器2、伺服驱动器Y4、伺服电机Y6、编码器Y8构成一个闭环伺服控制系统。

[0012] 本实用新型的有益效果是：根据接收的参数数据采用PLC进行伺服电机两轴联动控制，操作简单，可靠性高，能够满足更多机械加工需求。附图说明

[0013] 图1为本实用新型工作流程图；

[0014] 图中各标号为：1-上位机、2-PLC控制器、3-伺服驱动器X、4-伺服驱动器Y、5-伺服电机X、6-伺服电机Y、7-编码器X、8-编码器Y、9-工作台。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。

[0016] 实施例1：如图1所示，一种基于PLC控制的伺服电机两轴联动系统，包括PLC控制器2、伺服驱动器X3、伺服驱动器Y4、伺服电机X5、伺服电机Y6、编码器X7、编码器Y8、工作台9；

[0017] 所述PLC控制器2输出端分别与伺服驱动器X3输入端、伺服驱动器Y4输入端连接；伺服驱动器X3输出端与伺服电机X5输入端连接，伺服电机X5与编码器X7连接，编码器X7输出端与PLC控制器2输入端连接；伺服驱动器Y4输出端与伺服电机Y 6输入端连接，伺服电机Y6与编码器Y 8连接，编码器Y 8的输出端与PLC控制器2输入端连接；伺服电机X 5与工作台
9的X轴丝杠连接，伺服电机Y 6与工作台9的Y轴丝杠连接。PLC控制器2通过不同的高速脉冲信号和方向信号来控制两个伺服电机的转动方向和转速，达到对工作台运动轨迹的精确控制。

[0018] 进一步地，可以设置还包括上位机1，所述上位机1与PLC控制器2连接。所述上位机1采用PC 人机交互系统。

[0019] 进一步地，可以设置所述PLC控制器2型号为西门子S7-200系列的CPU224。CPU224有14个输入接口，10个输出接口，6个高速计数器，最大输出频率20KHz，2个定时中断分辨率为1ms。

[0020] 进一步地，可以设置所述伺服驱动器X3和伺服驱动器Y 4型号均为PSDA-0433A3-N。采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，功率器件采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路。

[0021] 进一步地，可以设置所述伺服电机X5和伺服电机Y6型号均为“57BL(3)B40-30(ST)”。额定转速为3000r/min。

[0022] 进一步地，可以设置所述编码器X7和编码器Y8均为2500线的增量式光学编码器。增量式编码器将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小并返回用于PLC控制器2修正误差。

[0023] 进一步地，可以设置所述PLC控制器2、伺服驱动器X3、伺服电机X5、编码器X7构成一个闭环伺服控制系统；所述PLC控制器2、伺服驱动器Y4、伺服电机Y6、编码器Y8构成一个闭环伺服控制系统。

[0024] 本实用新型的工作原理是：

[0025] 工作时，首先上位机1与PLC控制器2连接，并采用Visual Studio 2015开发工具制作上位机1程序，在上位机1程序中输入预定的工作台9运动轨迹参数，上位机1将参数发送给PLC控制器2，PLC控制器2根据接收的参数发送相应的高数脉冲给伺服驱动器X 3和伺服驱动器Y 4，伺服驱动器X 3和伺服驱动器Y 4根据输入的高数脉冲驱动伺服电机X 5和伺服电机Y 6转动，当伺服电机X 5和伺服电机Y 6转速达到匀速状态后，伺服电机X 5和伺服电机Y 6分别与工作台9的X轴丝杠和Y轴丝杠连接，从而驱动两轴丝杠匀速转动带动工作台9移动，运动完成后伺服电机X 5和伺服电机Y 6与工作台9的X轴丝杠和Y轴丝杠断开连接。工作过程中编码器X7和编码器Y8会分别对伺服电机X 5和伺服电机Y 6的转数进行统计，并传输给PLC控制器2，PLC控制器2将电机实际转数与设定转数比较，若出现误差时，PLC控制器2便控制伺服驱动器X3和伺服驱动器Y4相应的增加或减少发出的脉冲数以此补偿误差。

[0026] 上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

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