基于Modbus协议的数控排钻伺服定位系统

　　由于4个伺服定位器在数控钻床X轴方向上依次分布，运动过程中要防止它们相互间的碰撞。所以在设计过程中采取了防碰撞保护措施。首先，在 轴导轨的下方依次安装4个光电接近传感器做定位校准使用，将这4个光电传感器依次接到PLC的4个输入点上，作为伺服定位系统的零点传感器。当伺服系统每次开机运行时，使用dzrn指令可使4台伺服定位器分别移动到4个光电传感器的位置，然后把此位置换算成脉冲数，赋给伺服驱动器里的脉冲计数器作为定位初值。当伺服定位器移动时，脉冲计数器会根据PLC所发脉冲数自动增减。根据脉冲计数器的数值即可知道伺服定位器的精确位置，再将4个脉冲计数器的数值经过一定的换算关系，转换为 轴导轨上4个伺服定位器的实际位置，即可在运行过程中不断监视4个定位器的位置差。在程序中设定4台伺服定位器的防碰撞安全距离，一旦监视到伺服定位器之间的距离差小于或等于防碰撞安全距离，则立即停止PLC脉冲输出，使伺服电机停止转动，从而防止碰撞发生。

　　PLC防撞的部分程序如下：

图4 伺服系统定位流程图 

4 结语

　　本文通过台达交流伺服控制器、PLC及其t位机的组合来完成一个数控排钻的运动控制实现，上位机与PLC采用基于Modbus协议的串口通信实现。由于采用了PLC与上位机人机界面，可采用不同的控制算法，对系统采用不同的控制方式，控制实现上有较大的灵活性。

　　经过一段时问的使用，该数控排钻伺服定位系统运行良好，在定位精度、控制可靠性、运行稳定性方面效果较好。