plc二维工作台设计说明书

时间：2026-01-22

应用技术学院

步进、伺服电机控制实习

实习报告书

设计题目：基于PLC控制系统的数控X-Y工作台设计

入学班级： 11021480 学号：姓名：组别：第三小组实验时间：第十二周（11.25-11.29）

重庆理工大学机械学院

实践教学及技能培训中心

2013年11月

第1章实验目的要求内容第2章总体方案设计第3章第4章第5章第6章第7章附录

伺服系统参数设定

机构简图和电气连接图的绘制运动控制梯形图实验结论自我总结参考文献

第1章实验目的要求内容

1.1实验目的

1. 熟悉运动控制卡的二次开发流程。利用MPC2810运动控制卡所提供的函数，能熟练使用VB软件平台，设计出能完成圆弧等加工应用的程序。掌握PLC控制系统的开发流程。 2. 熟悉并掌握数控直线插补的算法。

3. 掌握交流伺服电机的基本原理及控制方法，选用计算方法，定位控制方法。

4. 掌握交流伺服电机机械传动系统的设计方法。

1.2实验器材

计算机、伺服电机、伺服驱动器、十字滑台、行程开关、各种传感器、多功能实验板、导线等。

1.3实验要求

1.熟悉交流伺服电机及控制器的硬件接口，完成控制系统的硬件电路连线设计、驱动器的参数设定及电路连接。

2.机械系统设计要求：根据工作台的最大移动速度、定位精度、最大载荷等设计参数计算传动系统对电机的转动惯量及负载转矩的需求，选择电机，滚珠丝杆等零部件的型号以及进给控制系统元件并进行验算。

3.编程实现电机的调速位置控制，包括：正反转、加减速、启停、单步、连续运动、限位等，绘出程序框图。

4．完成批量产品（含有斜线）加工的自动加工程序

5．完成机械传动系统的设计，绘制出机械部分的结构示意图。

第2章总体方案设计

2.1 实验设计思路

本次实验我们选择PLC和富士交流伺服电机、伺服驱动器的组合方式，实现二维滑台的快速、慢速、正转、反转、单步、连续运动状态控制。首先查阅资料，确定系统的切削力、工作台最大运动速度、工作台质量、系统阻尼和系统精度（分辨率）等等。接下来根据计算公式算出所需伺服电机的最大转矩，再根据FALDIC电机型号参数表和用户手册进行伺服电机和伺服驱动器的选型工作，并画出机构简图、电器接线图，以及计算参数设定等等。加工零件如图：

加工工艺路径：

2.2 基本参数的确定

查阅互联网资料后我们确认了系统的如下基本参数：机床（工作台）的最大切削力：2200N

机床（工作台）的摩擦系数：u（动）=0.1，u(静)=0.2 系统精度（分辨率）：0.001 工作台+夹具+毛坯的质量：15Kg 工作台的最大速度：5m/min 行程：l=100mm 机械效率：y=0.9 加速时间：0.3s

初步选取丝杆参数：导程p=5mm，直径d=30mm，要求寿命20000h

2.3 系统组件型号的选择

综合考虑系统精度（分辨率），机床的负载、最大速度等因素确定丝

杠型号

首先预设切削力大小

1.滚珠丝杆：

（1）导程：Ph≥Vmax/nmax=5mm；

（2）当量载荷Fm：i=1,2，3分别对应强切削力、一般切削、快速进给三种情况，求得：丝杠的轴向载荷为：F=Pxi+u（w1+w2+Pzi） F1=2200+0.1×﹙150+1000）=2315N； F2=1200+0.1×（150+200）=1235N； F3=115N；由