步进电机的 PLC 直接控制 

    步进电机的可编程控制器直接控制，可使组合机床自动生产线控制系统的成本显著下
降。文章介绍了用 PLC 控制步进电机驱动的数控滑台方法，伺服控制、驱动及接口以及步
进电机 PLC

 

控制的软件逻辑。

    1 

 

概述

    在组合机床自动线中，一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台（ 1）液压滑台，用
于切削量大，加工精度要求较低的粗加工工序中；（2）机械滑台，用于切削量中等，具
有一定加工精度要求的半精加工工序中；（3）数控滑台，用于切削量小，加工精度要求
很高的精加工工序中。可编程控制器（简称 PLC）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、
编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛
应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及 CNC 机床的 S、T、M 功能
控制更显示出其卓越的性能。PLC 控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产
线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低 70~90%，
甚至只占用自动线控制单元 PLC 的 3~5 个 I/O 接口及<1KB 的内存。特别是大型自动线中

 

可以使控制系统的成本显著下降。

    2 PLC

 

控制的数控滑台结构

    一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用 PLC 控制
的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构

 

等部分组成。

    伺服传动机构中的齿轮 Z1、Z2 应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下
降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚
珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且

 

不能自锁。

    3 数控滑台的 PLC

 

控制方法

    

 

数控滑台的控制因素主要有三个：

    3.1 

 

行程控制

    一般液压滑台和机械滑台的行程控制是利用位置或压力传感器（行程开关/死挡铁）来
实现；而数控滑台的行程则采用数字控制来实现。由数控滑台的结构可知，滑台的行程正
比于步进电机的总转角，因此只要控制步进电机的总转角即可。由步进电机的工作原理和
特性可知步进电机的总转角正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据伺服机构的位
移量确定 PLC

 

输出的脉冲个数：

    n= DL/d （1

 

）