西门子6ES7221-1BF22-0XA8详细说明

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步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点.电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机接线是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机接线方法广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。　　 

选择步进电机时，首先要保步进电机的输出功率大于负载所需的功率。步进电机接线方法而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可。

步进电机接线在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说较大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。

选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。步进电机接线方法在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。

步进电机接线方法细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之较高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。深圳兴丰元机电专业生产和销售步进电机、步进驱动器、伺服电机、伺服驱动器，代理日本多摩川伺服、东元伺服、德科斯(TKS)行星减速机以及运动控制产品。

采用PLC步进电机的控制过程中，根据步进电动机的控制过程，跟进步进电机的特点将控制系统分为几种控制模式，包括简单步进电机的启停，加速控制，复杂精确定位控制等。步进电机有着控制方式较为简单，通过下文的介绍可以让初学者快速掌握PLC控制要点的理解。

PLC产生脉冲控制步进电机：

步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移开环元件。步进电机的转速取决于输入脉冲频率。通电和断电速率发生变化会改变电动机的转速。所以调节输入脉冲的周期可以控制步进电机的运动速度，具体内容如下：

1、控制脉冲的实现：

PLC输出有一定周期的控制脉冲，实现对步进电机的控制，每输出一个脉冲，步进电机根据脉冲的宽度和频率实现步进功能。

2、旋转方向的控制：

步进电机的旋转方向和内部绕组的通电顺序及通电方式密切相关，在控制过程中，通过改变通电顺序实现步进电机运动方向的改变。

3、转速控制：

PLC控制步进电机的运行速度，实际上是控制系统发出时钟的频率或换向周期，即升程中，使脉冲输出频率逐渐增加，在减程中，使脉冲的输出频率逐渐减小。

4、步数控制：

步进电机每输入一个脉冲就前进一步，其输出的角位移与

输入的脉冲数成正比。因此，可以根据步进电机的输出位移确定PLC的输出脉冲个数，即实现对步进电机步数的控制。

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**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~，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)
式中 DL——伺服机构的位移量（mm）
d ——伺服机构的脉冲当量（mm/脉冲）
3.2 进给速度控制 
伺服机构的进给速度取决于步进电机的转速，而步进电机的转速取决于输入的脉冲频率;因此可以根据该工序要求的进给速度,确定其PLC输出的脉冲频率:
f=Vf/60d (Hz) (2) 
式中 Vf——伺服机构的进给速度(mm/min)
3.3 进给方向控制 
进给方向控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向;如三相步进电机通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A…时步进电机正转;当绕组按A-AC-C-CB-B-BA-A…顺序通电时步进电机反转。因此可以通过PLC输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。