基于伺服電缸的定位控制系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：伺服電缸是指由絲杠和伺服電機，一起組成的一體化新型產(chǎn)品。本篇文章主要介紹的伺服控制實驗設(shè)備硬件上包括伺服電缸，伺服放大器模塊，及三菱FX-3U系列PLC等組成；軟件上通過GX-Work2軟件進(jìn)行PLC編程，通過MR-Configurator2進(jìn)行伺服參數(shù)設(shè)定，從而實現(xiàn)基本的伺服位置控制。本設(shè)備在工業(yè)上主要用于物料運輸與定位功能，此設(shè)備也適用于教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：伺服電缸；三菱FX-3U系列PLC；教學(xué)實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.093

0 引言

隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，衍生出各種工業(yè)智能裝置，如機械手臂，柔性制造系統(tǒng)以及現(xiàn)場總線等控制系統(tǒng)。伺服電缸作為工業(yè)裝備中一個必不可少的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，例如：電子，汽車，自動化產(chǎn)線等行業(yè)。傳統(tǒng)的氣缸已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)的精確要求，伺服電缸主要由氣缸和伺服電機組成，或者由絲杠和伺服電機組成，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，從而實現(xiàn)精確的定位控制。并且通過伺服反饋系統(tǒng)實現(xiàn)了高精度的直線定位運動控制。本篇文章設(shè)計的伺服定位系統(tǒng)，利用三菱FX-3U系列PLC控制伺服電機進(jìn)行定位運動，通過人機界面來實現(xiàn)對伺服電機的速度監(jiān)控。

1 伺服位置控制裝置控制系統(tǒng)設(shè)計

如圖1所示為本文所詳述的伺服位置控制實驗裝置，主要有伺服電缸，傳感器，限位開關(guān)，伺服編碼器組成。控制系統(tǒng)主要由三菱FX-3U系列PLC，MR-JE伺服放大器等組成，實現(xiàn)鐵塊的位移和速度控制，通過人機界面實現(xiàn)對伺服電機的速度控制。本文主要簡介如何實現(xiàn)伺服電機的正反運轉(zhuǎn)及基本的定位控制。

2 PLC及伺服放大器系統(tǒng)接線圖

本設(shè)備的主要核心控制器為三菱FX-3U系列PLC，此款PLC性價比較高，計算速度更快，控制精度更高。通過連接MR-JE-10A伺服放大器實現(xiàn)對伺服電缸的定位控制。如圖3所示為PLC與伺服放大器接線圖。EMG表示強制停止按鈕；SON代表伺服開啟；LSP代表正轉(zhuǎn)行程末端；LSN表示反轉(zhuǎn)行程末端。Y4與35NP端口相連控制運動的方向；Y0與10PP端口相連用于輸入脈沖信號，定位控制。

3 伺服參數(shù)設(shè)定

完成PLC硬件接線后，利用GX-Work2軟件輸入設(shè)定程序，接下來應(yīng)用MR-Configurator2伺服軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，主要修改基本設(shè)置和位置控制這兩個功能里面的參數(shù)。由于在本次實驗中主要實現(xiàn)位置控制，所以在基本設(shè)置中控制模式選擇位置控制模式，如圖4所示。且電缸的運動是通過脈沖的輸入控制，在位置控制功能中，脈沖輸入形式選擇有符號脈沖列。

4 結(jié)束語

本篇文章論述的伺服實驗裝置主要用于生產(chǎn)流水線送料定位功能，通過伺服放大器實現(xiàn)伺服電缸的運動控制。控制系統(tǒng)核心使用的是三菱FX-3U系列PLC。執(zhí)行機構(gòu)為伺服電缸，相比傳統(tǒng)的氣缸，電缸運動更加平穩(wěn)，更加精確。此實驗裝置也非常適用于教學(xué)，通過理實一體化的教學(xué)，更加深入理解所學(xué)知識。

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基金：“江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目”，項目編號：PPZY2015A088

作者簡介：曹嘉佳（1992-），女，江蘇江陰人，碩士，主要從事機電一體化專業(yè)的教學(xué)與科研工作。