基于plc光栅刻划机控制系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com1匐似基于PLC的光栅刻划机控制系统研究ResearchonPLC-basedcontrolsystemofgratingrulingengine王淼V＼／ANGMiao(长春汽车工业高等专科学校，长春130011)摘要：光栅刻划机作为衍射光栅最重要的制作手段，其控制系统对获得高精度光栅具有重要影响。设计并实现了以PLO为核心的光栅刻划机的控制系统，控制系统以伺服电机编码器的检测信号作为速度反馈，以光栅尺和读数头信号作为位置反馈，以温度传感器信号为温度反馈，可以极大地提高光栅刻划机的控制精度。控制系统主要包括PLO、伺服电机和伺服驱动器等硬件模块，完

2、成PLO选型后对主要的接口电路进行了设计，并基于LabVlEW软件实现了光栅刻划机的远程监控系统，提高了光栅刻划机的效率。关键词：光栅刻划机；PLC；控制系统；LabVlEW中图分类号：TM571．1文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)o9(上)一O146-03Doj：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．09(上)．390引言馈，以便及时通过PLC对执行元件的工作参数进行更新修正，提高所加工光栅的品质。光栅作为现代高精度光谱仪器的核心元件，广泛应用于天文学、光通信及国防等诸多重要领域，其制造能力已成为光谱仪器技术的关。目前通过高精度的光栅刻划机

3、刻划衍射光栅依然是制作高质量母光栅最重要的手段，而光栅刻划机的刻划质量则在很大程度上取决于其控制系统的控制精度但，31。因此研究高精度的光栅刻划机运动控制系统对获得高精度光栅具有重要意义。1．蜗杆蜗轮副；2．工作台；3．导轨：4．丝杠：针对制作高质量母光栅对光栅刻划机的高控5．曲柄盘：6．刀桥：7l连杆：8．刀架和刻刀：9．光栅尺和读数头制精度需求，基于PLC可编程逻辑控制器设计了图1基于PLC的光栅刻划机控制系统光栅刻划机位置和温度控制系统，控制系统以交控制系统的核·DPLC选用三菱FxlN一60MT可流伺服电机为动力元件，使用加热板控制器为温编程控制器，其直接以220V交流电源为输

4、入，且控设备，可以实现光栅刻划机工作台的高精度控有60个UO点的基本单元(其中直流输入36点、晶制。同时为便于实时了解光栅刻划机的工作情体管输出24点)。FxlN一60MT的输入接口电路如况，还基于LabVIEW软件开发了光栅刻划机的远图2所示，其中虚线框内为PLC内部电路，R1为限程监控系统。流电阻，R2和C1构成滤波电路，发光二极管与光1基于PLC的控制系统电三极管封装成光电耦合器，该点的输入状态通以PLC为核心的光栅刻划机控制系统原理图过LED发光二极管指示。若COM端接低电平，如图l所示，控制系统主要通过控制两台伺服电机则开关SW4闭合，光电耦合器的二极管中有电(图中M)来完成

5、光栅的分度及刻划工作循环，流流过，光电三极管导通，开关SW4闭合的信系统还通过温度模块对光栅刻划机工作环境温度号被送入内部电路，同时LED灯亮，指示开关进行控制。光栅刻划机进行光栅加工时控制系统SW4闭合。PLC向执行元件(伺服电机和温度模块)发送命光栅刻划机控制系统的温度模块选用Fx2N一令，同时还接收伺服电机编码器的检测信号、光4AD—PT模拟量输入模块和Fx2N一2DA模拟量输出栅尺和读数头信号及温度模块的环境温度作为反模块。Fx2N一4AD—PT将来自四个箔温度传感器的收稿日期：2014-05-24作者简介：王淼(1963一)，女，吉林长春人，副教授，硕士，研究方向为电气自动化

6、。11461第36卷第9期2014-09(上)学兔兔www.xuetutu.com务l匐化广一一一一一一一一一一一一]2．2PLC~n伺Rang动器的接口电路控制系统选用三菱MR—J2S一40A型伺服驱动器，其硬件接口电路如图4所示。伺服驱动器的主电路和控制电路分开供电，其中PLC的输出公共端子与伺服驱动器CNIA接口的公共端相连，PLC的输出端子Y1、Y5分别与CN1A的脉冲控制端子PP图2PLC输入接口电路和NP相接以控制电机的正反转，PLC的输出端子Y3与CN1A的速度选择端子SP1相接以判断电机是输入信号放大并转换为12位可读数据，在程序中否处于速度控制模式，CN1A的OPC端

7、子和COM端占用8+i／o点；Fx2N一2DA用于将l2位的数字值转子短接以提供驱动器内部使用的低压电源。伺服驱换成2点模拟电压输出和电流输出并将它们输入到动器输出三相电源驱动伺服电机，伺服电机同轴编PLC中，在程序中占用84-1／o点。码器通过双绞屏蔽电缆把反馈信号传递到伺服驱动2各接口电路的设计器的CN2接口，形成伺服系统的闭环控制。PLC光栅刻划机控制系统主要包括：1)以断Cope1．路器和继电器为主的开关保护电路；2)PLC与伺服Ylp