1 概 述
在組合機(jī)床主動(dòng)線中，通常依據(jù)不相同的加工精度懇求設(shè)置三種滑臺(tái)（1）液壓滑臺(tái)，用于切削量大，加工精度懇求較低的粗加工工序中；（2）機(jī)械滑臺(tái)，用于切削量中等，具有必定加工精度懇求的半精加工工序中；（3）數(shù)控滑臺(tái)，用于切削量小，加工精度懇求很高的精加工工序中?？删幊滩倏仄鳎ê?jiǎn)稱PLC）以其通用性強(qiáng)、可靠性高、指令體系簡(jiǎn)略、編程簡(jiǎn)練易學(xué)、易于把握、體積小、修補(bǔ)作業(yè)少、現(xiàn)場(chǎng)接口設(shè)備便當(dāng)?shù)纫幌盗虚L處，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)主動(dòng)操控中。格外是在組合機(jī)床主動(dòng)出產(chǎn)線的操控及CNC機(jī)床的S、T、M功用操控更顯現(xiàn)出其杰出的功用。PLC操控的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服組織運(yùn)用于組合機(jī)床主動(dòng)出產(chǎn)線上的數(shù)控滑臺(tái)操控，可省去該單元的數(shù)控體系使該單元的操控體系本錢降低70~90%，乃至只占用主動(dòng)線操控單元PLC的3~5個(gè)I/O接口及<1KB的內(nèi)存。格外是大型主動(dòng)線中能夠使操控體系的本錢顯著降低。
2 PLC操控的數(shù)控滑臺(tái)構(gòu)造
通常組合機(jī)床主動(dòng)線中的數(shù)控滑臺(tái)選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服組織。選用PLC操控的數(shù)控滑臺(tái)由可編程操控器、環(huán)行脈沖分配器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)和伺服傳動(dòng)組織等有些構(gòu)成，伺服傳動(dòng)組織中的齒輪Z1、Z2應(yīng)中選用消隙辦法，防止發(fā)作反向死區(qū)或使加工精度降低；而絲杠傳動(dòng)副則應(yīng)當(dāng)依據(jù)該單元的加工精度懇求，斷定是不是選用滾珠絲杠副。選用滾珠絲杠副，具有傳動(dòng)功率高、體系剛度好、傳動(dòng)精度高、運(yùn)用壽數(shù)長的長處，但本錢較高且不能自鎖。
3 數(shù)控滑臺(tái)的PLC操控辦法
數(shù)控滑臺(tái)的操控要素首要有三個(gè)：
3.1 行程操控
通常液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的行程操控是運(yùn)用方位或壓力傳感器（行程開關(guān)/死擋鐵）來完畢；而數(shù)控滑臺(tái)的行程則選用數(shù)字操控來完畢。由數(shù)控滑臺(tái)的構(gòu)造可知，滑臺(tái)的行程正比于步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角，因而只需操控步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。由步進(jìn)電機(jī)的作業(yè)原理和特性可知步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的操控脈沖個(gè)數(shù)；因而能夠依據(jù)伺服組織的位移量斷定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù)：
n= DL/d （1）
式中 DL——伺服組織的位移量（mm）
d ——伺服組織的脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）
3.2 進(jìn)給速度操控
伺服組織的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率;因而能夠依據(jù)該工序懇求的進(jìn)給速度,斷定其PLC輸出的脈沖頻率:
f=Vf/60d (Hz) (2)
式中 Vf——伺服組織的進(jìn)給速度(mm/min)
3.3 進(jìn)給方向操控
進(jìn)給方向操控即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向操控。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向能夠經(jīng)過改動(dòng)步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電次第來改動(dòng)其轉(zhuǎn)向;如三相步進(jìn)電機(jī)通電次第為A-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…次第通電時(shí)步進(jìn)電機(jī)回轉(zhuǎn)。因而能夠經(jīng)過PLC輸出的方向操控信號(hào)改動(dòng)硬件環(huán)行分配器的輸出次第來完畢，或經(jīng)編程改動(dòng)輸出脈沖的次第來改動(dòng)步進(jìn)電機(jī)繞組的通電次第完畢。
4 PLC的軟件操控邏輯
由滑臺(tái)的PLC操控辦法可知，應(yīng)使步進(jìn)電機(jī)的輸入脈沖總數(shù)和脈沖頻率遭到相應(yīng)的操控。因而在操控軟件上設(shè)置一個(gè)脈沖總數(shù)和脈沖頻率可控的脈沖信號(hào)發(fā)作器；關(guān)于頻率較低的操控脈沖，能夠運(yùn)用PLC中的守時(shí)器構(gòu)成，如圖2所示。脈沖頻率能夠經(jīng)過守時(shí)器的守常常數(shù)操控脈沖周期，脈沖總數(shù)操控則能夠設(shè)置一脈沖計(jì)數(shù)器C10。當(dāng)脈沖數(shù)抵達(dá)設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器C10動(dòng)作堵截脈沖發(fā)作器回路，使其間止作業(yè)。伺服組織的步進(jìn)電機(jī)無脈沖輸入時(shí)便間斷作業(yè)，伺服施行組織定位。當(dāng)伺服施行組織的位移速度懇求較高時(shí)，能夠用PLC中的高速脈沖發(fā)作器。不相同的PLC其高速脈沖的頻率可達(dá)4000~6000Hz。關(guān)于主動(dòng)線上的通常伺服組織，其速度能夠得到充沛滿意。
5 伺服操控、驅(qū)動(dòng)及接口
5.1 步進(jìn)電機(jī)操控體系的構(gòu)成
步進(jìn)電機(jī)的操控體系由可編程操控器、環(huán)行脈沖分配器和步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，操控體系中PLC用來發(fā)作操控脈沖；經(jīng)過PLC編程輸出必定數(shù)量的方波脈沖，操控步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角進(jìn)而操控伺服組織的進(jìn)給量；一同經(jīng)過編程操控脈沖頻率——既伺服組織的進(jìn)給速度；環(huán)行脈沖分配器將可編程操控器輸出的操控脈沖按步進(jìn)電機(jī)的通電次第分配到相應(yīng)的繞組。PLC操控的步進(jìn)電機(jī)能夠選用軟件環(huán)行分配器，也能夠選用如圖1所示的硬件環(huán)行分配器。選用軟環(huán)占用的PLC資本較多，格外是步進(jìn)電機(jī)繞組相數(shù)M>4時(shí)，關(guān)于大型出產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)予以充沛思考。選用硬件環(huán)行分配器，盡管硬件構(gòu)造略微雜亂些，但能夠節(jié)約占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)，如今商場(chǎng)有多種專用芯片能夠選用。步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器將PLC輸出的操控脈沖拓寬到幾十~上百伏特、幾安~十幾安的驅(qū)動(dòng)才干。通常PLC的輸出接口具有必定的驅(qū)動(dòng)才干，而通常的晶體管直流輸出接口的負(fù)載才干僅為十幾~幾十伏特、幾十~幾百毫安。但關(guān)于功率步進(jìn)電機(jī)則懇求幾十~上百伏特、幾安~十幾安的驅(qū)動(dòng)才干，因而應(yīng)中選用驅(qū)動(dòng)器對(duì)輸出脈沖進(jìn)行拓寬。
5.2 可編程操控器的接口
如伺服組織選用硬件環(huán)行分配器，則占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)少于5點(diǎn)，通常僅為3點(diǎn)。其間I口占用一點(diǎn)，作為發(fā)動(dòng)操控信號(hào)；O口占用2點(diǎn)，一點(diǎn)作為PLC的脈沖輸出接口，接至伺服體系硬環(huán)的時(shí)鐘脈沖輸入端，另一點(diǎn)作為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向操控信號(hào)，接至硬環(huán)的相序分配操控端，伺服體系選用軟件環(huán)行分配器時(shí)。
6 運(yùn)用實(shí)例與定論
將PLC操控的開環(huán)伺服組織用于某大型出產(chǎn)線的數(shù)控滑臺(tái)，每個(gè)滑臺(tái)僅占用4個(gè)I/O接口，節(jié)約了CNC操控體系，其脈沖當(dāng)量為0.01~0.05mm,進(jìn)給速度為Vf=3~15m/min,徹底滿意技能懇求和加工精度懇求。
