當今世界上精密加工技術發展很快，新的加工方法和設備層出不窮，計算機的廣泛應用使精密加工技術更為(wei) 普及和多樣。 實現精密和超精密切削加工有三種方法： （1） 采用和研製高精度加工設備;（2） 采用新的切削工具材料; （3） 利用加工與(yu) 測量控製一體(ti) 化技術。 前兩(liang) 種方法成本較高，而後一種方法成本較低，具有廣闊的前景。 在後一種方法中，除了要保證刀具的精度、夾具的精度以及測量精度外，還有一項重要內(nei) 容就是微進給機構的精度及其控製精度。 筆者在控製精密磨削的研究中，利用步進電機帶動滾珠絲(si) 杠作為(wei) 進給機構，在滾珠絲(si) 杠確定後，步進電機的控製精度成為(wei) 了主要矛盾。

1 　步進電機的控製

　　步進電機在不失步的正常運行時，其轉角嚴(yan) 格地與(yu) 控製脈衝(chong) 的個(ge) 數成正比，轉速與(yu) 控製脈衝(chong) 的頻率成正比。 可以方便地實現正反轉控製及調整和定位。 由於(yu) 步進電機和負載的慣性，它們(men) 不能正確地跟蹤指令脈衝(chong) 的啟動和停止運動，指令脈衝(chong) 使步進電機可能發生丟(diu) 步或失步甚至無法運行。 因此，必須實現步進電機的自動升降速功能。 為(wei) 了實現速度的變化，輸入的位移脈衝(chong) 指令相應地要升頻、穩頻、和降頻這些脈衝(chong) 序列，可以由脈衝(chong) 源加專(zhuan) 用邏輯電路來產(chan) 生，也可以由微型計算機產(chan) 生。 對於(yu) 脈衝(chong) 源加邏輯電路構成的控製器來說，控製邏輯是固定的，即控製電路一經固定，其控製邏輯也就固定了。

　　如果要改變控製邏輯和控製方案，必須改變電路結構和元件參數，而使用計算機控製，不必改動硬件電路，隻要修改程序，就可以改變控製方案。 且可以從(cong) 多種控製方案中，選取一種最佳方案進行控製和調節。 也可以用同一套係統對不同控製方案的多台步進電機同時控製。 利用計算機控製的形式也很多，本文介紹PLC位控單元對步進電機的控製。

2 　PLC 係統組成及位控單元的工作原理

　　本研究所利用的PLC 係統的組成包括如下七大模塊：電源，CPU ，位控單元， I/ O 單元，A/ D ，D/ A 單元。 其中位控單元的主功能是當步進電機（或伺服電機） 與(yu) 電機驅動器聯結時，輸出脈衝(chong) 序列控製電機的轉速與(yu) 轉角。 進給機構可以是2 軸型，也可以是4 軸型。 本文采用的是前者，即滾珠絲(si) 杠的橫向進給與(yu) 縱向進給，如圖2所示。 具體(ti) 地說，位控單元實現速度以及位置的控製方法有多種，如E 點控製（單速度控製） ，如圖3（a） 所示;P 點控製（多級速度控製） ，如圖3 （b） 所示; 線性加/ 減速和S型加/ 減速，圖3 （ a ） ， （ b）為(wei) 線性加/ 減速，S型如圖3 （c） 所示。 除此之外還有絕對位置控製和相對位置控製等。 表1 給出了E點控製不同模式的控製碼（P 點與(yu) 其相同） 。

3 　磨削加工PLC 控製原理

　　如圖4 所示， PLC 可以控製變頻器、傳(chuan) 感器、步進電機。 總控製程序流程圖如圖5 所示。 其中兩(liang) 個(ge) 步進電機是利用PLC 的位控單元控製的。 在進行精密磨削過程中，橫向進給將是十分重要的，PLC 的位控單元能較精確地控製步進電機的轉角，從(cong) 而使滾珠絲(si) 杠獲得精確定位。 由於(yu) PLC 位控單元的控製方法有多種，對於(yu) 磨削加工來講，橫向進給量不能大於(yu) 215μm ，通過實驗的方法可以找出最佳方案。 這裏隻通過一種控製方法來說明位控單元的具體(ti) 應用。 首先，設置原點，利用光柵尺粗對刀，測量出對刀位置距原點的距離。 為(wei) 防滾珠絲(si) 杠出現爬行現象，工作台從(cong) 原點出發，經過一段距離以後開始自動加/ 減速。 此時，隻要給定起始速度，目標速度，加速/ 減速時間以及位置要求值，並設定控製碼即可實現上述功能，相關(guan) 程序如圖6 所示。 如果假設滾珠絲(si) 杠的螺距為(wei) d ，步進電機的步距角為(wei) α°;進給速度為(wei) v （mm/ s） ;行程為(wei) s （mm） ;則要求的脈衝(chong) 頻率（即程度中的目標速度） 為(wei) f = 360 v/αd （Hz） ;總脈衝(chong) 數（即程序中的位置要求值） 為(wei) F =360s/da（個(ge) ） 。

4 　結束語

　　PLC 位控單元具有運行速度快、靈敏度高、精度高、編程簡單等眾(zhong) 多優(you) 點。 因此，它對於(yu) 在精密加工領域的研究開發與(yu) 應用具有深遠的現實意義(yi) 。