1.简述

在专用机床自动生产线中，一般依据不一样的加工精度规定设定三种直线模组：

(1)液压机直线模组，用以钻削量大，加工精度规定较低的初加工工艺流程中;

(2)机械滑台，用以钻削量中等水平，具备一定加工精度规定的半深度加工工艺流程中;

(3)数控机床直线模组，用以钻削量小，加工精度需求很高的深度加工工艺流程中。可编程控制器(通称PLC)以其实用性强、稳定性高、计算机指令简易、程序编写简便易学、便于把握、体型小、检修工作中少、当场插口安装使用便捷等一系列优势，被普遍使用于plc操纵伺服电机工业生产自动控制系统中。

特别是在专用机床自动化生产线的操控及CNC数控车床的S、T、M作用操纵更展现出其优越的特性。PLC控制的伺服电机开环增益伺服机构运用于专用机床自动化生产线上的数控机床直线模组操纵，可省掉该单位的数控机床使该模块的自动控制系统成本费减少

<1KB 的运行内存。尤其是大中型自动生产线中能够使自动控制系统的成本费明显降低。

2.PLC控制的数控机床直线模组构造

一般专用机床自动生产线中的数控机床直线模组选用伺服电机驱动器的开环增益伺服机构。选用PLC控制的数控机床直线模组由可编程控制器、环形单脉冲调节器、伺服电机控制器、伺服电机和伺服电机传动机构等部份构成，伺服电机传动机构中的传动齿轮Z1、Z2应当采用消

隙对策，防止造成反方向过流保护或使加工精度降低;而滚珠丝杠传动系统副则需要依据该单位的加工精度规定，明确能否采用滚珠丝杠副。选用滚珠丝杠副，具备传输高效率、系统软件弯曲刚度好、传动系统高精度、使用期限长的优势，但成本费较高且不可以锁紧。

3.数控机床直线模组的PLC控制方式

数控机床直线模组的调节要素具体有三个：

3.1行程安排操纵

一般液压机直线模组和机械滑台的行程安排操纵是运用部位或液位传感器(限位开关/死挡铁)来完成;而数控机床直线模组的行程安排则选用计算机控制来完成。由数控机床直线模组的构造得知，直线模组的行程安排正比例于伺服电机的总拐角，因而只需操纵伺服电机的总拐角即

可。由伺服电机的基本原理和特点得知伺服电机的总拐角正比例于所键入的调节电脉冲数量;因而能够依据伺服机构的偏移量明确PLC輸出的单脉冲数量：n=DL/d(1)式中DL——伺服机构的偏移量(mm)

d——伺服机构的单脉冲剂量(mm/单脉冲)

3.2走刀速率操纵

伺服机构的铣削速率在于伺服电机的转速比，而伺服电机的转速比在于键入的单脉冲頻率;因而能够依据该工艺需要的铣削速率,明确其PLC輸出的单脉冲頻率:f=Vf/60d(Hz)(2)式中Vf——伺服机构的铣削速率(mm/min)

3.3走刀方位操纵

走刀方位操纵即伺服电机的转为操纵。伺服电机的转为能够根据更改伺服电机各绕阻的接通电源次序来更改其转为;如三相伺服电机插电次序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时伺服电机正转;当绕阻按A-AC-C-CB-B-BA-A…次序插电时伺服电机翻转。因而能够根据PLC輸出的方位操纵讯号更改硬件配置环形调节器的輸出次序来完成，或经程序编写更改輸出脉冲信号的次序来更改伺服电机线圈的接通电源次序完成。

4.PLC的手机软件操纵逻辑性

由直线模组的PLC控制方式得知，应以伺服电机的脉冲信号数量和单脉冲頻率遭受对应的操纵。因而在监控软件上设定一个单脉冲数量和单脉冲頻率控制的单脉冲频率计;针对頻率较低的调节单脉冲，能够运用PLC中的计时器组成，如图2所显示。

单脉冲頻率能够根据计时器的按时参量操纵单脉冲周期时间，单脉冲数量操纵则能够设定一单脉冲电子计数器C10。当脉冲数做到额定值时，电子计数器C10姿势断开脉冲计数器控制回路，使其停止工作。伺服机构的伺服电机无单脉冲键入时便终止运行，伺服电机执行器精准定位。当伺服电机执行器的偏移速率需求较高时，可以用PLC中的快速脉冲计数器。不一样的PLC其快速单脉冲的次数可以达到4000~6000Hz。针对自动生产线上的一般伺服机构，其速率能够获得完全达到。

5.伺服控制、推动及插口

5.1伺服电机控制技术的构成

伺服电机的自动控制系统由可编程控制器、环形单脉冲调节器和伺服电机输出功率控制器构成，自动控制系统中PLC用于造成操纵单脉冲;根据PLC编程輸出一定数目的波形单脉冲，操纵伺服电机的拐角从而操纵伺服机构的切削速度;与此同时根据编写程序操纵脉

冲頻率——既伺服机构的铣削速率;环形单脉冲调节器将可编程控制器輸出的调节单脉冲按伺服电机的接通电源次序分派到对应的绕阻。PLC控制的伺服电机能够选用手机软件环形调节器，plc操纵伺服电机还可以选用如图所示1所显示的硬件配置环形调节器。选用软环占有的PLC

資源较多，尤其是伺服电机绕阻相数M>4时，针对大中型生产流水线应当给予考虑到。选用硬件配置环形调节器，尽管硬件配置构造略微繁杂些，但能够减少占有PLC的I/O口等级，现阶段市面有各种专用型集成ic能够采用。伺服电机输出功率控制器将PLC

輸出的调节单脉冲变大到几十~几百安培、几安~十几安的推动工作能力。一般PLC的輸出插口具备一定的推动工作能力，而一般的晶体三极管直流电輸出插口的负荷水平仅为十几~几十安培、几十~好几百mAh。但针对输出功率伺服电机则规定几十~几百安培、几安~十几安的推动工作能力，因而应当选用控制器对輸出单脉冲开展变大。

5.2可编程控制器的插口

如伺服机构选用硬件配置环形调节器，则占有PLC的I/O口等级低于5点，一般仅为3点。在其中I口占有一点，做为运行操纵数据信号;O口占有2点，一点做为PLC的电脉冲輸出插口，引至伺服控制系统硬环的脉冲发生器键入端，另一点做为步进电机电

机转为操纵数据信号，引至硬环的零线火线分派操纵端，如图所示3所显示;伺服控制系统选用手机软件环形调节器时，

6.运用案例与结果

将PLC控制的开环增益伺服机构用以某大中型生产流水线的数控机床直线模组，每一个直线模组仅占有4个I/O插口，节约了CNC自动控制系统，其单脉冲剂量为0.01～0.05mm,走刀速率为Vf=3~15m/min,彻底符合技术标准和加工精度规定

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