第 49卷 第 5期
2016年 5月
'l!机 Vo1.49.No.5
Mav.2016
步进 电机在 全 自动 剪板机床 中控 制研 究
李东君
(南京交通职业技术 学院 机电工程学院 ,南京 211188)
摘 要:文章结合工程技术改造实际 ,对板材的全自动剪切生产控制系统进行分析研 究。考虑中小企业 的经济性及实
际情况 ,系统应用单片机控制技术 ,结合 步进 电机控制板料定长 ,主要分析 了步进 电机负载及 匹配情况 ,设计了步进
电机驱动电路,进一步研究了步进电机位置速度控制设计和程序控制流程,经实际应用验证取得了良好的效果 。
关键词 :负载;匹配;驱 动电路 ;运动控制
中图分 类号 :TM383.6;TP293 文献标志码 :A 文章编 号:1001-6848(2016)05.0085.03
Stepper M otor Control Research in Autom atic Cutting M achine
LI Dongjun
(Nanjing Communications Institute of Technology,College ofMechanical and Electrical Engineering,
Nanjing 211188,China)
Abstract:Combining with the technical renovation project of practical analysis and study,analysed the con-
trol system of automatic cutting production plate.Considering economy and the actual situation of SMEs,sys—
tem using single chip microcomputer control technology,combined with the stepper motor control sheet to de—
termine the length of,analysed the load of stepper motor and matching design,stepper motor drive circuit,
and further studied the stepper motor position and speed control system design and the control flow of a pro—
gram ,through the practical application of verification achieved good results.
Key words:load;matching;drive circuit;motion control
0 引 言
在板材加工系统中,板料长度检测、板料进料 、
压紧、走刀、落料 、长度调整等过程必须按一定 的
节拍控制精确度动作 。而且 ,不 同长度、不同厚度、
不 同材料 的板材 ,各动作行程 、先后顺序 、刀具位
置等要求都不一样 。对于这样 的控制要求,传统控
制柜很难实现 ,采用 PLC控制 器价格又高 ,一些 中
小企业就采 用人工控 制 ,这不 仅影 响产 品的质量 ,
而且加工车间噪 声 大 ,操作 人 员 的劳 动条 件十分 恶
劣。步进电机是将 电脉 冲信号转变为角位移或线位
移的开环控制元件 ,在非超 载的情况下 ,电机 的转
速 、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,
而不受负载变化 的影响 ,而且步进 电机没有 累积误
差等 ,因此步进 电机在速度 、位置等控制领域 中应
用非常广泛。文章结合钣金机械加工的 中小企业技
术改造需要 ,基 于单 片机控 制技术 ,在现有普通剪
板机 的基础上开发全 自动控制系统 ,实现加 工过程
自动化 ,提高现代化水平 。
1 步进 电机负载分析
本例全 自动剪板 机 中选用 90BYG450型混合式
步进电机 ,其工作条件 j:挡料器在导轨上 的滑动
部件总重量 Mi ̄50kg,脉冲当量 为 0.O1 mm(加工
精度为 0.02 mm),快进速度 n=120 mm/s,丝杠导
程 =4 mm。电机主要参数 :转子 的转动惯量为
=
2.3×10 (kgm ),最大静转矩 一 =3.5(Nm)最
高运行频率 20000步/秒 ,具有静止锁紧功能 ,可 以
通过联轴器带动丝杠转动 ,当运行在 四相八拍励磁
时其步距角为 0 =0.9 。
(1)摩擦阻力 F蠹。在剪板机 的挡料机构 中,挡
料滑 台在导轨上为滑动摩擦 ,取摩擦 系数 /.t=0.1,
贝0 F摩=50×10×0.1=50N(g:10 m/s )。
(2)等效 转 动 惯量 [.,] 。计 算 参 考相 关 文 献
收稿 日期 :2015—06—04;修 回日期 :2015—07—13
作者简介 :李东君 (1965),男,硕士 ,副教授 ,研究方向为数控技术。