引言

　　大型軸承內(nei) 、外套上的分度、打孔是軸承中的關(guan) 鍵工序，它的工藝水平和質量的高低直接影響軸承的質量、壽命和製造成本。目前軸承行業(ye) 大型軸承內(nei) 、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。我們(men) 所研製的大型數控分度頭，采用plc可編程控製器，控製步進電機驅動蝸輪蝸杆對執行工件進行自動分度，結構簡單、製造費用低，較好地解決(jue) 了生產(chan) 中的實際問題。

總體(ti) 設計方案

　　步進電機是將電脈衝(chong) 信號轉變為(wei) 角位移或線位移的開環控製元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置隻取決(jue) 於(yu) 脈衝(chong) 信號的頻率和脈衝(chong) 數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個(ge) 脈衝(chong) 信號，電機則轉過一個(ge) 步距角。其重要特點是隻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，這種裝置就是把控製係統發出的脈衝(chong) 信號轉化為(wei) 步進電機的角位移，或者說：

　　控製係統每發一個(ge) 脈衝(chong) 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(yu) 脈衝(chong) 信號的頻率成正比。因此，控製步進脈衝(chong) 信號的頻率，可以對電機精確調速；控製步進脈衝(chong) 的個(ge) 數，可以對電機精確定位。

　　在我們(men) 所設計的數控分度頭中，就是利用這一線性關(guan) 係，用plc進行電氣控製、編寫(xie) 分度算法程序，控製脈衝(chong) 信號的頻率和脈衝(chong) 數，步進電機驅動蝸輪蝸杆對執行工件進行精確分度，並可實現調整、手動分度、自動分度等多種電氣控製。

　　電氣控製方案為(wei) plc＋步進電機及可細分驅動器+數顯尺。plc選用dvp20eh00t，ac220v供電20點200hz晶體(ti) 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(wei) 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。

　　該數控分度頭在徑向安裝數顯尺來控製徑向分度尺寸；由plc控製步進電機軸向分度。操作人員啟動電源，輸入分度數後，調整/分度開關(guan) 置於(yu) 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鬆開、上升、分度、下降、卡緊再鬆開的順序控製。

分度算法

　　設總孔數為(wei) d2，總脈衝(chong) 數d0，分度脈衝(chong) 可計算為(wei) ：d0/d2=d4+d5（餘(yu) 數）。若d5=0時，步進電機每轉動一次，電機轉角控製脈衝(chong) 均為(wei) d4。若d5≠0時，將d5與(yu) 孔數的一半（d2/2=d8）進行比較，若小於(yu) 孔數的一半，步進電機先按d4個(ge) 脈衝(chong) 分度，步進電機每轉過一個(ge) 分度角，餘(yu) 數d5累積一次，當累積數大於(yu) d8時，步進電機則按d4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度一次，此時累積數減去d4+1脈衝(chong) 的餘(yu) 數即d2-d5，然後再按d4個(ge) 脈衝(chong) 分度，依次類推直至分度完畢；若餘(yu) 數大於(yu) 孔數的一半，步進電機先按d4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度，餘(yu) 數按d2-d5累積，當累積數大於(yu) d8時，步進電機則按d4個(ge) 脈衝(chong) 分度一次，此時累積數減去d4脈衝(chong) 的餘(yu) 數d5，然後再按d4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度，依次類推直至分度完畢。這樣的分度算法，使孔與(yu) 孔之間的分度誤差始終小於(yu) 一個(ge) 脈衝(chong) 當量，可以實現在3600轉角誤差為(wei) 0的分度精度要求。

　　附表 plc的i/o配置表#p#分頁標題#e#

分度算法梯形圖

　　分度算法梯形圖如附圖所示。

結束語

　　該大型數控分度頭應用於(yu) 1000mm～2000mm的軸承內(nei) 、外套的分度。主要優(you) 點為(wei) ：（1）分度精度高。驅動器在最高細分10000工作狀態下，孔孔之間分度誤差可控製在7.3μm，可以實現3600轉角誤差為(wei) 0的分度精度要求，滿足了工件的分度要求。（2）工作效率高，分度速度快。選用的plc最高頻率為(wei) 200hz，在自動分度工作狀態下，50個(ge) 孔的分度工作不足十分鍾即可完成。（3）操作靈活、簡便。該數控分度頭實現調整（不分度）、手動或自動分度等電氣操作。人工分度方式需要測量、畫線等費工費時，由plc控製的步進電機自動分度方式隻需輸入分度數，即可實現分度的多種控製。（4）該數控分度頭經濟、實用。投入使用後，較好地解決(jue) 了以往大型軸承內(nei) 、外套的分度存在的問題，提高了軸承產(chan) 品質量，降低工人勞動強度。