[发明专利]一种基于Q系列PLC的三维伺服控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于Q系列PLC的三维伺服控制系统，适用于机械领域。

背景技术

现代工业对运动控制的要求越来越高，因而高精度电气系统和高性能自动控制系统应运而生。

发明内容

本发明提出了一种基于Q系列PLC的三维伺服控制系统，采用三菱电机有限公司推出的Q系列高性能CPU、QD75M定位模块以及SSCNET总线等集成三维伺服控制系统，将PLC技术的优势和伺服控制诸多特性完美地结合于一体，以便使运动控制系统性能达到一个更好的水平。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统主要由电源模块、高性能CPU、I/O模块、定位模块、伺服放大器和三菱HC-KFSl3低惯量交流伺服电机等组成。定位模块与3个伺服放大器通过专用电缆SSCNET网络通信，3台伺服电机分别安放于菇轴、Y轴和Z轴的平面上，能实现在三维空间的精确定位，可以完成多轴直线插补和圆弧插补等运算控制。该系统是按工业级建立的，能针对具体的工艺设计完成对应的伺服控制，模拟实现如数控钻床、数控铣床、精密雕刻机、机械手控制等，系统还集成了三菱人机界面A985GOT对伺服系统的运行状况做实时监控。

所述Q64P电源模块用于给主基板上安装的各个模块提供5VDC电源，注意可以安装的电源模块型号依据基板而定。

所述三维伺服控制系统的伺服执行机构主要部件包括伺服电机、载物台、滚珠丝杆、滚动导轨幅组成。3台伺服电机分别安装在工作台的x、y、z3个坐标方向上，分别和3根滚珠丝杆连接，在空间上实现三维定位。载物台安装于滚动导轨幅上。当伺服驱动信号加到x轴、y轴电机上时，电机带动滚珠丝杆旋转，使载物台在沿x轴、y轴导轨方向上运动，即载物台能到定位导轨范围内x、y平面的任意点。z轴电机控制：轴刀架沿：轴导轨上下移动。

所述伺服系统中，定位模块QD75M4是一个数据交换密集的重要节点。一方面，外部设备，Q系列CPU要对其读写定位相关的各类参数、伺服参数，监视系统运行情况；另一方面，定位模块要运算伺服用的各种数据，传输给伺服放大器，所以定位模块内部各种数据的交换，可很好地反应整个伺服系统数据的交换。

所述定位模块QD75M4内部数据的存储区域分为FlashROM区和缓冲区。ROM区主要存储定位需要的数据，缓冲区可以通过顺序控制程序和PLC CPU交换数据。在顺序控制程序中，使用FROM指令，可将QD75M4缓冲地址中的数据读入PLC CPU的数据寄存器中；使用TO指令，可将PLC CPU的数据寄存器中数据写入到QD75M4缓存中去。还可以通过外部设备，如个人电脑连接PLC CPU后，采用从外部设备_PLC CPU—QD75M4的方式操作QD75M4缓存地址数据。

所述伺服系统采用的伺服放大器MR.J2S10B的使用方法，类似于变频器的使用。用户根据自身的控制需求，设置对应的参数，伺服放大器就能很好地控制伺服电机的运程特性。

本发明的有益效果是：该控制系统采用三菱电机有限公司推出的Q系列高性能CPU、QD75M定位模块以及SSCNET总线等集成三维伺服控制系统，将PLC技术的优势和伺服控制诸多特性完美地结合于一体，以便使运动控制系统性能达到一个更好的水平。

附图说明

图1是本发明的整体系统结构图。

图2是本发明的定位模块数据传输过程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统主要由电源模块、高性能CPU、I/O模块、定位模块、伺服放大器和三菱HC-KFSl3低惯量交流伺服电机等组成。定位模块与3个伺服放大器通过专用电缆SSCNET网络通信，3台伺服电机分别安放于菇轴、Y轴和Z轴的平面上，能实现在三维空间的精确定位，可以完成多轴直线插补和圆弧插补等运算控制。该系统是按工业级建立的，能针对具体的工艺设计完成对应的伺服控制，模拟实现如数控钻床、数控铣床、精密雕刻机、机械手控制等，系统还集成了三菱人机界面A985GOT对伺服系统的运行状况做实时监控。

Q64P电源模块用于给主基板上安装的各个模块提供5VDC电源，注意可以安装的电源模块型号依据基板而定。