Станок по напайке кольцевых уплотнений

Реализация небольшого станка с двумя осями

Для реализации данной задачи было выбрано следующее оборудование:
1.    ПЛК110 (М02) ОВЕН (имеет поддержку управления быстрыми выходами за счет изменения параметров ШИМ)
2.    Модуль ввода вывода МВ110-8А
3.    Модуль вывода дискретных сигналов
4.    Панель визуализации СП307Р
5.    Шаговые двигатели SMD
6.    Два драйвера управления (STEP/DIR) SMD-8.0DIN ver.2
 
 
 
Для начала немного терминологии. Что такое шаговый двигатель? Шаговый двигатель – это электромотор, работающий на принципе постоянных магнитов с шестью попарно работающими катушками, передающими ЭДС, управление которыми осуществляет драйвер шаговых двигателей, позволяющий вырабатывать точное шаговое индуктивное воздействие. Этот принцип позволяет управлять осью вращения станка с высокой мощностью и точностью позиционирования.
Задача состояла в том, чтобы без наличия энкодера (датчика перемещения) шаговый двигатель обеспечивал точное позиционирование осей перемещения, а также разобраться с режимами дробления шага. Условия, которые необходимо было выполнить:
Большой двигатель:
- Делает плавный разгон до частоты 2 оборота/минуту,
- С данной скоростью делает один оборот,
-  Разгоняется до 10 об/мин (если возможно)
-  Вращается одну минуту,
- Плавно останавливается.
или
- Двигатель делает оборот на 90 градусов вправо (от 4 часов до 7-ми по циферблату),
- Делает задержку в 1 секунду и возвращается в исходное положение.
Скорость при этом составляет также 2 оборота в минуту.

Малый двигатель:
- Делает ровно 62 оборота за 30 секунд,
- Останавливается,
- возвращается в начальное положение с той же скоростью.
Параллельная схема подключения дает преимущество на высоких скоростях вращения, т.е. момент дольше сохраняется на валу.
Параллельное соединение: красный и синий -- "А+", желтый и черный "А-", белый и коричневый "В+", оранжевый и зеленый "В-".
Последовательная схема дает преимущество на низких скоростях, т.е изначально момент выше, но с ростом скорости быстро сойдет на нет.
Последовательная схема подключения: красный -- "А+", черный -- "А-", белый -- "В+", зеленый "В-".

Схема соединений ПЛК110 -30 ОВЕН с драйверами шаговых двигателей SMD-8.0DIN ver.2
 

 


Какие встретили основные сложности:
1.    Основная сложность в работе заключалась в отсутствии энкодеров (устройства измерения углового положения перемещающихся частей станка). Тем не менее задача была выполнена за счет уникальных возможностей шаговых двигателей, позволяющих делать поступательно-вращающие движения практически без выбега (движение по инерции в конце запланированного движения). Если на двигатель подается питание, но нет команд на движение, то двигатель находится в состоянии включенного тормоза.
2.    Двигатели под нагрузкой и двигатели без нагрузки ведут себя динамически по-разному, что не позволяет достичь требуемой точности при условии, что станок находится без нагрузки.
3.    При динамическом плавном развитии оборотов были замечены мертвые зоны. Это когда импульсы поступают, а ЭДС на двигателе не возникает, звук от двигателя стихает, и он встает. Искали такие комбинации импульсов, когда этого не происходило.
4.    Один из драйверов ШД эпизодически отказывался работать и выходил в ошибку. Искали причину, но не найдя причины, обратились к поставщику и нам его заменили на аналогичный. После этого проблема решилась.
5.    В червячном механизме при пересчете на миллиметры горизонтального движения получалась разница, зависящая от скорости вращения.