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1  引言
                
        大型軸承內、外套上的分度、打孔加工，是軸承生產的關鍵工序，它的工藝水平和質量的高低直接影響軸承的質量、壽命和制造成本。目前軸承行業大型軸承內、外套的分度方式普遍采用人工分度方式，其分度精度低、累積誤差大 、工作效率低、工人勞動強度大，對軸承性能的提高造成很大的影響。本項目所研制的大型數控分度頭，采用plc可編程控制器，控制步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行自動分度，結構簡單、制造費用低，較好地解決了生產中的實際問題。

2  總體設計方案
                
　　步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。其重要特點是只有周期性的誤差而無累積誤差。步進電機的運行要有步進電機驅動器這一電子裝置進行驅動，這種裝置就是把控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電機的角位移，或者說：控制系統每發一個脈沖信號，通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。因此，控制步進脈沖信號的頻率，可以對電機精確調速；控制步進脈沖的個數，可以對電機精確定位。
                
　　在所設計的數控分度頭中，就是利用這一線性關系，用plc進行電氣控制、編寫分度算法程序，控制脈沖信號的頻率和脈沖數，步進電機驅動蝸輪蝸桿對執行工件進行精確分度，并可實現調整、手動分度、自動分度等多種電氣控制。 
                
　　電氣控制方案為plc＋步進電機及可細分驅動器+數顯尺。plc選用中達機電dvp20eh00t，ac220伏供電20點 200hz晶體管輸出類型；根據分度精度要求考慮，選用可細分驅動器及步進電機，考慮分度時對工件的扭矩m=fr=fnr，計算出最大扭矩為27nm。按矩頻特性選取步進電機 ,選130byg350a型三相混合式步進電機及配套細分驅動器ms-3h130m。

        plc的i/o配置如附表所示。

　　該數控分度頭在徑向安裝數顯尺來控制徑向分度尺寸；由plc控制步進電機軸向分度。操作人員啟動電源 ,輸入分度數后,調整/分度開關置于分度位置即可實現手動或自動分度。在自動分度中可實現分度機構的松開、上升、分度、下降、卡緊再松開的順序控制。

3  分度算法

　　設總孔數為d2，總脈沖數d0，分度脈沖可計算為：d0/d2=d4+d5(余數)。若d5=0時，步進電機每轉動一次,電機轉角控制脈沖均為d4。若d5≠0時，將d5與孔數的一半(d2/2=d8)進行比較，若小于孔數的一半，步進電機先按d4個脈沖分度，步進電機每轉過一個分度角，余數d5累積一次，當累積數大于d8時，步進電機則按d4+1個脈沖分度一次，此時累積數減去d4+1脈沖的余數即d2-d5，然后再按d4個脈沖分度，依次類推直至分度完畢；若余數大于孔數的一半，步進電機先按d4+1個脈沖分度，余數按d2-d5累積，當累積數大于d8時，步進電機則按d4個脈沖分度一次，此時累積數減去d4脈沖的余數d5，然后再按d4+1個脈沖分度，依次類推直至分度完畢。這樣的分度算法，使孔與孔之間的分度誤差始終小于一個脈沖當量，可以實現在3600轉角誤差為0的分度精度要求。