数控化分度头毕业设计.doc

分度头数控化实验装置的设计摘 要 本文利用PLC测控技术、步进电动机控制技术、传感技术对传统机械分度头进行了数控化改造，设计了一种自动分度系统。它以可编程控制器（PLC）为控制核心，通过步进电动机驱动细分控制机构实现对工件的自动分度。其以下特点：1通过操作面板可针对不同的工件的需要输入要求的均匀分度2可编程控制器（PLC）根据输入的分度值经过运算输出一定的脉冲量，控制步进电机准确定位。在不加步进电机细分控制时，控制精度可达0.02，加入步进电机细分控制时，理论控制精度最高可达0.02/256。3对于分度运算中除不尽的余数进行特殊的编程处理，消除累积误差，确保均匀分度的精确控制。4步进电机的输出轴通过蜗轮蜗杆控制加工工件旋转一定的角度，实现分度，从而进一步提高分度精度。5由于不同的加工工件材料要求的分度钻头旋转速度亦不同，因此用于带动分度钻头旋转的电机由变频器控制，其不同的旋转速度可通过对变频器的设置来实现。关键词：PLC；步进电机；自动分度ABSTRACTBased on PLC control technology, stepper motor control technology, sensing technology in traditional machine head on numerical control, design a kind of automatic indexing system. It with programmable logic controller (PLC) as the core, through the stepping motor driver subdivision of the work piece control automatic degree. The following features:1. Through the operation panel can according to the different requirements of the bow to input uniform of processing, which requires the aperture count degree points can range from 1 to 99.2. Programmable logic controller (PLC) according to the input value of the degree of pulse output after operation, precise stepper motor control. In not stepping motor control, the control accuracy can reach 0.02 , join stepper motor control theory, the maximum control precision 0.02 /256.3. Except for dividing the remainder of operations for special programming, eliminate accumulation error and ensure uniform dividing the precise control.4. Stepper motor output shaft by worm control work piece rotating a certain angle, to achieve sub-degree, which will further improve indexing accuracy.5. Due to the different requirements of machining material indexing bit rotation speed also is different, so used to drive the rotating drill degree, the frequency control of motor speed through the rotation of the different Settings to realization of frequency converter.Key words： PLC；Stepping motor；Automatic dividingIII目录1绪论11.1分度头数控化实验装置的设计意义11.2分度头数控化实验装置的设计11.3设计的目的和意义21.4设计需要做的工作31.5选择合适的自动分度控制方案32分度头数控化实验装置的设计思想42.1分度头数控化实验装置的功能及要求42.1.1设计要求42.1.2技术要求42.2分度头数控化实验装置的总体设计思想42.2.1分度头数控化实验装置的设计思路42.2.2系统的工作过程43系统的硬件设计53.1涡轮蜗杆的选用53.1.1蜗杆的选用53.1.2涡轮的选用53.2步进电机与PLC的选用63.2.1步进电机的选用63.2.2PLC的选用83.3控制系统的I/O分配表如下：123.4各控制系统的功能123.4.1步进电机的分度控制123.4.2PLC与步进电机驱动器的硬件连接173.4.3数控分度过程184数控化分度头系统的电气控制系统设计194.1PLC的脉冲输出控制步进电机194.2PLC电气控制原理图195数控化分度头系统梯形图及指令表205.1系统梯形图205.2 系统指令表21结论23谢 辞24参考文献251 绪论1.1 分度头数控化实验装置的设计意义 到目前为止，圆周分度大部分还是由机械分度头和分度转盘来完成的。分度盘（头）是机械加工中的常见辅助设备，尤其是铣床与钻床的重要附件之一。铣削各种齿轮、多边形、花键、旋槽以及圆周法兰打孔等，都需要用分度盘（头）来实现【3】。分度盘（头）实际上就是特殊的凸轮机构，分度就是将圆周的运动按固定角度进行周期的分割执行不同的周期运动：或停止或分段速度转动，它可以在主轴保持恒定转速的条件下，而输出可以停止和分段速度周期运行，例如：用于在固定位置停止固定时间进行相应工艺加工后再转动固定角度后再停止。分度盘（头）是机床常用的一种附件，用来扩大机床的加工范围。但目前常用的传统的分度盘存在如下问题2： 常用的分度主要是通过计算然后靠人工手动分度来完成的，分度精度低，不能很好地保证产品的质量，工人劳动强度大，并且效率低。 现有机械分度盘（头），不仅分度效率低，而且分度精度受机械传动链精度的制约很难提高，与生产要求不相适应。 一些高精度分度工件，如工具行业加工高精度花键塞规、花键拉刀、精密等分板等的加工需要高精度分度。如采用国外进口的高精度数控分度盘（头），则由于价格昂贵，将增加加工成本。 实现自动分度的方法是多种多样的。机械分度设备往往是结构复杂，而实现高精度自动分度比较困难。光学分度头和用圆周感应同步器制作的分度设备，其精度比较高，但其造价也高，一般工厂都不具备制造能力。 本实验装置的设计主要是为了让教学更方便，使学生对数控化分度头有感知性认识，主要用于实验教学而非生产上的数控化分度头。使学生了解PLC是如何控制分度头自动分度的。1.2 分度头数控化实验装置的设计国内同类机床在分度机构上大都采用两种类型，一是用等分盘作为分度与定位元件，油缸用作动力。二是采用伺服电机和高精度蜗轮蜗杆作为分度与定位元件。前者效率高，但在加工不同的分度时必须更换等分盘。更费时费力，而且等分盘加工精度要求较高，费用较大，成本较高，由于是插销定位在等分盘磨损后严重影戏那个定位精度，这种机床已不能满足当前的高效率高精度的加工需求，后一种方法分度虽然可以自由控制任意分度，无需更换工装，效率高，但机床价格昂贵，目前国内较难采用【5】。目前，国产的数控分度头得到了普遍使用，但其分度精度也只能保持在15左右3，难以满足一些高精度分度工件的加工要求，如工具行业加工高精度花键塞规、花键拉刀、精密等分板等。如采用国外进口的高精度数控分度头，则由于价格昂贵，将增加加工成本。纵观国内外数控分度头提高分度精度的方法，多采用一些机械结构消除分度头传动间隙或采用半闭环、全闭环控制。其中比较典型的有汉江工具有限责任公司生产的GKF-210高精度数控分度头，其关键技术就是采用两节式蜗轮蜗杆消隙方式，实现机械零间隙，从而提高分度精度。而日本NIKKEN公司生产的高精度数控分度头采用半闭环控制，以伺服电动机的编码器作为位置反馈器件，分度头分辨率达到0.001【7】。1.3 设计的目的在实际应用中，经常会用到采用PLC的可编程控制器进行定位控制，一般的定位控制，通常都是采用可编程控制器PLC加定位模块进行定位控制的，但当需要进行定位控制的定位轴比较少控制要求不是特别高时，可以不需要单独配置定位模块，直接利用PLC本身的高速脉冲输出口控制步进电机，其方法既简单方便，又可降低控制成本。因此，我们自行研制开发数控化分度头系统，该系统既可以用于机械加工制造领域，亦可用于类似加工控制的其他领域，应用范围较宽，成本低，精度高。可编程序控制器(Programmable Logic Controller,通常简称作PLC)是适应工业环境、简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。它以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术，使用面向过程、面向用户的简单编程语言。PLC为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程1。本实验装置的设计主要为了教学的需要，是学生在试验中能够感知性的认识到PLC控制分度头的自动分度过程，而并非是生产上运用的数控化分度头。1.4 设计需要做的工作本文围绕分度头数控化实验装置的应用做了一些相关的设计研究，在完成本论文过程中主要做了选择合适的自动分度控制方案和计算机仿真运行调试等方面的工作。1.5 选择合适的自动分度控制方案分析了分度误差产生的原因及其影响因素，根据其常见故障类型确定需要减小误差的对象，结合现有数控自动分度镗床选择合适的自动分度系统，并为自动分度系统的现场操作制定方案。252 分度头数控化实验装置的设计思想2.1 分度头数控化实验装置的功能及要求2.1.1 设计要求分度头数控化实验装置的系统要求在加工工件时要在端面进行均匀分度镗孔，在加工不同型号不同外径尺寸的零部件时，要求进行的分度值不同可以根据要求随意分度，精确定位。该数控化分度头系统能够在教学实验中使学生了解PLC数控化分度头的自动分度过程及原理。2.1.2 技术要求数控化分度头系统技术要求如下：1由操作面板控制分度头自动分度2在整个圆周范围内控制精度不大于，并达到均匀分度。3机床既能够实现自动加工。2.2 分度头数控化实验装置的总体设计思想2.2.1 分度头数控化实验装置的设计思路数控化分度头系统采用PLC可编程控制器和步进电机进行分度控制定位，可随意分度，使用方便，并且通过程序的巧妙编制可提高定位精度。该数控化分度头系统不仅可用于轴承加工领域,亦可用于其它领域。精密分度多用数控镗床可对工件端面均匀分度镗孔，亦可通过将工件旋转九十度后，在其圆周面上均匀分度镗孔【3】。2.2.2 系统的工作过程系统控制机床要完成的工作过程是：工件首先由夹具夹紧，然后由控制面板对进行控制，PLC向步进电机驱动器发出脉冲指令，由步进电机驱动器控制步进电机，再由步进电机带动分度头实现分度头的自动分度。3 系统的硬件设计3.1 涡轮蜗杆的选用3.1.1 蜗杆的选用普通的圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其涡轮参数通过查表得到，蜗杆模数M=2，蜗杆的分度圆直径d1=20,直径系数q=10,蜗杆头数Z1=1 为单头蜗杆，全齿高h=3.4，齿轮倾斜角B=14212，变位系数X=0，蜗杆类型为阿基米德螺旋线。蜗杆见下图。 图3-1蜗杆3.1.2 涡轮的选用涡轮模数M=2，涡轮分度圆直径d2=144，直径系数q=10，涡轮齿数Z2=72，全齿高h=4.4，涡轮轴向齿形角=20，变位系数X=0。所以根据上面参数，涡轮蜗杆的减速比为72，即蜗杆旋转一圈，涡轮旋转1/72圈。 图3-2涡轮3.2 步进电机与PLC的选用3.2.1 步进电机的选用步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用9。 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩大的电机，负载力矩大。 选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。 选择步进电机需要进行以下计算： （1）计算齿轮的减速比 根据所要求脉冲当量，齿轮减速比计算如下: 式中 -步进电机的步距角（/脉冲） S -丝杆螺距（mm) -(mm/脉冲） （2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量。 （1-2） 式中 -折算至电机轴上的惯量(Kgcm) 、 -齿轮惯量(Kgcm) -丝杆惯量(Kgcm) W-工作台重量（N） S -丝杆螺距（cm） （3）计算电机输出的总力矩M （1-3） （1-4） 式中 -电机启动加速力矩（) 、-电机自身惯量与负载惯量(Kgcm) n-电机所需达到的转速（r/min） T-电机升速时间（s） （1-5） -导轨摩擦折算至电机的转矩（) u-摩擦系数 -传递效率 （1-6） -切削力折算至电机力矩（) -最大切削力（N） （4）负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为 （1-7） 式中-带载起动频率（Hz） -空载起动频率 -起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（) 若负载参数无法精确确定,则可按进行估算. （5）运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率 时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。 （6）负载力矩和最大静力矩。负载力矩可按式（1-5）和式（1-6）计算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与之和，并留有余量。一般来说，与之和应小于（0.2 0.4) 。步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。根据以上技术指标以及本设计的要求，本设计采用两相混合式步进电机，步进电机45BYG250B 的步距角为1.8度,采用2细分，驱动器向步进电机发2 个脉冲，步进电机走一步。即驱动器向步进电机每发送2*200个脉冲，步进电机旋转1 圈。因此，要使分度头旋转1 圈，驱动器须向步进电机发射2*200*72 个脉冲。如下图3-1所示：45BYG250B步进电机图3-1两相混合式步进电机3.2.2 PLC的选用在选择PLC时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。下面,我们就详细来说下选择PLC时应注意的几点【11】：一、输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。(一)运算功能简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。(二)控制功能控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。(三)通信功能大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。 PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）专用PLC网络（各厂商的专用PLC通信网络）。为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器【19】。(四)编程功能离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。本设计根据要求及所需的输入输出点数，主控制单元采用日本三菱公司的FX2N 48MT可编程控制器（如图3-2所示），该系列PLC体积小、功能强性价比高，且提供简易的定位控制及脉冲输出功能【14】。输出点和拨码盘控制原理图：图3-2 三菱FX2N系列PLC产品图图3-3 主控制系统原理图3.3 控制系统的I/O分配表如下：表3-1系统输入输出点输入点输出点Y0Y1脉冲输出X2分度头正转Y2分度头正反转X3分度头反转X4分度头回原位开关主要组成：步进电机，PLC驱动器，步进电机驱动器等其主回路控制电路如下：图3-4 主控制回路原理图3.4 各控制系统的功能3.4.1 步进电机的分度控制在实际应用中，经常会用到采用可编程控制器PLC进行定位控制，一般的定位控制，通常都是采用可编程控制器PLC加定位模块进行定位控制，但当需要进行定位控制的定位轴比较少、控制要求不是特别高时，可以不需要单独配置定位模块，直接利用PLC本身的高速脉冲输出口控制步进电机，其控制既简单方便，又可降低控制成本。A高速脉冲输出口根据要求及所需的输入输出点数，主控制单元采用三菱的FX2N 48MR可编程控制器，该系列的PLC体积小、功能强、性价比高，且提供了建议的定位控制及脉冲输出功能。其输出点Y0和Y1具有脉冲输出功能，输出最高可达100kHz的脉冲。B步进电机及其驱动器步进电机驱动器采用SH2046M驱动器，SH2046M型步进电机驱动器是采用高速单片机技术开发出的细分驱动器。该驱动器采用高频脉宽调制技术，具有噪音低、效率高、电压范围宽、设置灵活、运行平稳等优点。步进电机采用45BYG250B两相混合式式步进电机，其步距角为1.8。驱动器的接线示意图如下图3-6所示。图3-6 驱动器的接线示意图a输入电源接口：采用一组直流供电，DC 1040V，3A；b电机接口：电机的连接图如下图3-7所示。图3-7 步进电机的连接图c输入信号接口：45BYG250B型步进电机驱动器内部的接口电路都采用光耦信号格里。如下图驱动器输入信号接口电路所示。图3-8驱动器输入信号接口电路OPTO为输入信号的公共端，OPTO端须接外部系统的VCC。若VCC大于5V，则须外接限流电阻R，保证给内部光耦提供815mA的驱动电流，当VCC是12时，限流电阻R选择680；当VCC是24V时，限流电阻R选择1.8。DIR是方向信号输入端，高低电平控制电机正/反转。信号电平要求稳定时间大于1s。FREE：脱机信号（低电平有效），当此输入控制端为低时，电机励磁电流被关断，电机处于脱机自由状态。CP：步进脉冲信号输入，下降沿有效，信号电平稳定时间不小于0.5s。d相电流及细分数设定：SH2046M型细分驱动器采用拨位开关设定相电流及细分数如图3-3，其中5.6.7位用于对相电流的设定，具体设定表如表3-4所示。1、2、3位用于对细分数的设定，具体设定表3-5所示。驱动器细分设定后电机的步距角等于电机的整步步距角除以细分数。例如：细分数设定为20，驱动步距角为0.9的步进电机，其细分步距角为0.9/20=0.045。拨位开关ON=0，OFF=1，细分数设定好后驱动器须断电复位方可有效。图3-3 SH2046M型细分驱动器表3-4 相电流设定5 6 7相电流0000.9A0101.5 A0011.2A0111.8A1002.1A1102.7A1012.4A1113A表3-5 细分设定1 2 3细分数000600180103201121006410141101611113.4.2 PLC与步进电机驱动器的硬件连接可编程控制器PLC与步进电机驱动器的连接如下图3-6所示。图3-6 PLC与步进电机驱动器的连接图在PLC与步进电机驱动器的连接图中，将可编程控制器的脉冲输出端Y0的公共端COM0和输出点Y10的公共端COM4皆与可编程控制器的24V地即COM相连，步进电机驱动器的输入信号公共端与可编程控制器的+24V电源相连，PLC的脉冲输出端Y0接1.8K的限流电阻连接至步进脉冲输入信号CP，PLC的输出点Y10用于控制步进电机的旋转方向，外接1.8K的限流电阻连接至方向电平输入端DIR。步进电机驱动器的脱机信号FREE可用于关断电机的励磁电流，使电机处于脱机自由状态，实际使用时也可以不连接，即对此不进行控制8。在上图中，利用PLC的Y0的脉冲输出功能控制步进电机来实现均匀分度。其中Y0输出分度脉冲，Y01输出控制步进电机的旋转方向。步进电机及驱动器选用国内公司产品。步进电机的步距角选1.8。步进电机的输出轴通过蜗轮蜗杆控制加工工件旋转一定的角度，实现分度，其传动比是72:1【8】。3.4.3 数控分度过程 在程序开始之前，PLC控制步进电机带动分度头回原位，在控制面板输入任意分度角度，PLC向步进电机驱动器发出脉冲命令，由于本设计采用两相混合式步进电机，步进电机45BYG250B的步距角为1.8度,采用2细分，驱动器向步进电机发2 个脉冲，步进电机走一步。即驱动器向步进电机每发送2*200个脉冲，步进电机旋转1 圈。因此，要使分度头旋转1 圈，驱动器须向步进电机发射2*200*72 个脉冲。由此实现数控分度头的自动分度功能。图3-9数控分度头工作流程图4 数控化分度头系统的电气控制系统设计4.1 PLC的脉冲输出控制步进电机你在三菱可编程控制器的功能指令中，其指令示意图如下图4-1。图4-1 脉冲指令示意图其中：X000指令执行的条件；D0设定频率，设定范围为：220000HZ；D2设定脉冲个数，当为16位指令时，则为132767，当为32位指令时，则为1100000；D设定输出脉冲的Y 编号，仅限于晶体管型输出方式的输出端口Y000和Y001。4.2 PLC电气控制原理图详细图请见图纸电气原理图 5 数控化分度头系统梯形图及指令表5.1 系统梯形图 PLC 输入端 X002 X003 方向输入端口，X004 回原位端口X为输入继电器PLC 输出端 Y002方向输出端，Y001脉冲输出T1 、T2为时间继电器M8002为特殊功能辅助继电器，初始脉冲M1、M2、M3为通用辅助继电器S为状态元件5.2 系统指令表0 LD M80021 DMOV K1000 D010 DMOV K0 D219 LD X00220 ANI X00321 OUT Y00222 LD X00223 OR X00324 DMOV K1000 D033 DMOV K0 D242 OUT M343 LD X00444 OUT S046 STL S047 SET S2049 STL S2050 DMOV K1000 D059 DMOV K0 D268 OUT T1 K171 LD T172 OUT M173 LDP X01075 SET S2177 STL S2178 DMOV K1000 D087 DMOV K0 D296 OUT T2 K199 LD T2100 OUT M2101 LDF X010103 OUT S0105 RET106 LD M1107 OR M2108 OR M3109 DPLSY D0 D2 Y001122 END 结论本文在对自动分度系统构造及其工作条件分析的基础上，结合数控化分度头系统技术现状，对数控化分度头系统应用于机床的硬件及软件方面的研究，硬件上采用PLC以及步进电机控制，并得出了如下结论：本文设计的数控化分度头系统能够实现在教学实验时在端面进行均匀分度，可以根据需要随意分度，精确到位。达到学生在进行实验时，能够认识到PLC是如何控制分度头进行自动分度的，并且方便学生对数控化分度头进行研究和学习。本文设计的数控化分度头只限于实验装置的研究设计，而非生产上运用的数控分度头。该