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步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。其重要特點(diǎn)是只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器這一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種裝置就是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說(shuō)： 

控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。因此，控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率，可以對(duì)電機(jī)精確調(diào)速；控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù)，可以對(duì)電機(jī)精確定位。 

在我們所設(shè)計(jì)的數(shù)控分度頭中，就是利用這一線性關(guān)系，用plc進(jìn)行電氣控制、編寫(xiě)分度算法程序，控制脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿對(duì)執(zhí)行工件進(jìn)行精確分度，并可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)分度、自動(dòng)分度等多種電氣控制。 

電氣控制方案為plc＋步進(jìn)電機(jī)及可細(xì)分驅(qū)動(dòng)器+數(shù)顯尺。plc選用dvp20eh00t，ac220v供電20點(diǎn)200hz晶體管輸出類(lèi)型；根據(jù)分度精度要求考慮，選用可細(xì)分驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，考慮分度時(shí)對(duì)工件的扭矩m=fr=fnr，計(jì)算出最大扭矩為27nm。按矩頻特性選取步進(jìn)電機(jī)。 

該數(shù)控分度頭在徑向安裝數(shù)顯尺來(lái)控制徑向分度尺寸；由plc控制步進(jìn)電機(jī)軸向分度。操作人員啟動(dòng)電源，輸入分度數(shù)后，調(diào)整/分度開(kāi)關(guān)置于分度位置即可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或自動(dòng)分度。在自動(dòng)分度中可實(shí)現(xiàn)分度機(jī)構(gòu)的松開(kāi)、上升、分度、下降、卡緊再松開(kāi)的順序控制。 

分度算法： 

設(shè)總孔數(shù)為d2，總脈沖數(shù)d0，分度脈沖可計(jì)算為：d0/d2=d4+d5（余數(shù)）。若d5=0時(shí)，步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，電機(jī)轉(zhuǎn)角控制脈沖均為d4。若d5≠0時(shí)，將d5與孔數(shù)的一半（d2/2=d8）進(jìn)行比較，若小于孔數(shù)的一半，步進(jìn)電機(jī)先按d4個(gè)脈沖分度，步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分度角，余數(shù)d5累積一次，當(dāng)累積數(shù)大于d8時(shí)，步進(jìn)電機(jī)則按d4+1個(gè)脈沖分度一次，此時(shí)累積數(shù)減去d4+1脈沖的余數(shù)即d2-d5，然后再按d4個(gè)脈沖分度，依次類(lèi)推直至分度完畢；若余數(shù)大于孔數(shù)的一半，步進(jìn)電機(jī)先按d4+1個(gè)脈沖分度，余數(shù)按d2-d5累積，當(dāng)累積數(shù)大于d8時(shí)，步進(jìn)電機(jī)則按d4個(gè)脈沖分度一次，此時(shí)累積數(shù)減去d4脈沖的余數(shù)d5，然后再按d4+1個(gè)脈沖分度，依次類(lèi)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(gè)脈沖當(dāng)量，可以實(shí)現(xiàn)在3600轉(zhuǎn)角誤差為0的分度精度要求。