移动的距离又不能太大，这两个因素合在一起带来了一个突出问题：定位时间太长。例如若
步进电机的工作频率为

20HZ，即 50ms 走一步，取脉冲当量为 δ＝0.01mm/步，则 1 秒钟刀

具或工作台移动的距离为

20x0.01＝0.2mm，1 分钟移动的距离为 60x0.2＝12mm，如果定位

距离为

120mm，则定位时间需要 10 分钟，如此慢的定位速度在实际运行中是难以忍受的。 

　　为了保证定位精度，脉冲当量不能太大，但却影响了定位速度。因此如何既能提高定位
速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。

 

3. 可变控制参数的在线修改 

　　

PLC 应用于点位控制时，用户显然希望当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数

能作相应的修改，例如步进电机步数的改变，速度的调整等。为满足生产的连续性，要求对
控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但
编程器一般不能交现场操作人员使用；虽然利用

PLC 的输入按键并配合软件设计也能实现

控制参数的在线修改，但由于

PLC 没有提供数码显示单元，因此需要为此单独设计数码输

入显示电路，这又将极大地占用

PLC 的输入点，导致硬件成本增加，而且操作不便，数据

输入速度慢。所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现

PLC 的可变控制参数的在线修改。 

4. 其他问题 

　　为了实现点位控制过程中数字变化的显示及故障输出代码的显示等要求，另外还得单
独设计

PLC 的数码输出显示电路。由于目前 PLC I/O 点的价格仍较高，因此应着重考虑选用

能压缩显示输出点的合适方法。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系
统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。

 

三、控制系统方案

 

1. 将定位过程划分为脉冲当量不同的两个阶段 

　　要获得高的定位速度，同时又要保证定位精度，可以把整个定位过程划分为两个阶段
粗定位阶段和精定位阶段。这两个阶段均采用相同频率的脉冲控制步进电机，但采用不同的
脉冲当量。粗定位阶段：由于在点位过程中，刀具不切削工件，因此在这一阶段，可采用较
大的脉冲当量，如

0.1mm/步或 1mm/步，甚至更高。例如步进电机控制脉冲频率为 20HZ，

脉冲当量为

0.1mm/步，定位距离为 120mm，则走完全程所需时间为 1 分钟，这样为速度显

然已能满足要求。精定位阶段：当使用较大的脉冲当量使刀具或工作台快速移动至接近定位
点时，（即完成粗定位阶段），为了保证定位精度，再换用较小的脉冲当量进入精定位阶
段，让刀具或工作台慢慢趋近于定位点，例如取脉冲当量为

0.01mm/步。尽管脉冲当量变小，

但由于精定位行程很短（可定为全行程的五十分之一左右），因此并不会影响到定位速度。

 

　　为了实现上述目的，在机械方面，应采用两套变速机构。在粗定位阶段，由步进电机直
接驱动刀具或工作台传动，在精定位阶段，则采用降速传动。这两套变速机构使用哪一套，
由电磁离合器控制。

 

2. 应用功能指令实现 BCD 码拨盘数据输入