康晶杨国田$$摘要：介绍了!"#控制电液步进马达的方法、电液步进马达的伺服控制、驱动接口及!"#软件的控制逻辑。同时采用!"#直接控制数字电液步进马达，可使液压系统的控制简洁可靠，成本显著下降。关键词：电液步进马达步进电机：$%’()*可编程控制器文献标识码：+驱动接口控制逻辑：,,,-.//012,,.3,-,,.(-,2电液步进马达的控制就在于步进电机的控制，步进电机可以采用微型计算机或可编程控制器1!"#3进行控制，而!"#以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、现场接口安装方便等一系列优点，已广泛应用于各类机床中。电液步进马达的!"#控制只占用!"#的’6*个789接口及几十+:;的内存，因此采用!"#控制电液步进马达可使控制系统简洁，可靠性大大提高，成本显著下降。数字式电液步进马达的组成数字式电液步进马达是由步进电机和液压扭矩放大器组成，其输出扭矩可达几十至上百4·5，是普通步进电机的几百至一千倍。因此，它常用于重型精密机械的伺服进给系统中，如轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构。液压扭矩放大器是一个直接反馈式液压伺服机构，由四边滑阀、液压马达和反馈机构组成1图3。当步进电机在输入脉冲的作用下转过一定的角度时，经齿轮带动滑阀的阀芯旋转，由于液压马达此时尚未转动，因此使滑阀的阀芯产生一定的轴向位移，阀口打开，压力油进入马达使马达转动，同时反馈螺母的转动使滑阀的阀芯退到零位，马达停止运动。如果连续输入脉冲，电液步进马达即按一定的速度旋转，改变输入脉冲的频率即可改变马达的转速。电液步进马达是增量式数字控制电液伺服元件，即步进电机作为电信号-机械位移的转换元件。图2是增量式数字控制电液伺服元件的控制方框图，微机发出控制脉冲序列经驱动电源放大驱动步进电机运动，步进电机的运动严格与液压扭矩放大器的运动成比例，即微机的控制脉冲严格控制电液步进马达的运动，电液步进马达的角位移与控制脉冲的总数成正比，电液步进马达的角速度与控制脉冲的频率成正比，因此，电液步进马达的!"#控制方法13转角控制由电液步进马达的工作原理和特性可知，电液步进马达的总转角正比于所输入的控制脉冲个数，因此可以根据电液伺服机构的位移量确定!<!"8!!"———电液伺服机构的位移量，55!———电液伺服机构的脉冲当量，558脉冲13式中123转速控制电液步进马达的转速取决于输入的脉冲频率；因此可以根据电液步进马达要求的旋转速度，确定其!"#输出的脉冲频率：#<$=8>,!1%?3式中$=———电液伺服机构的进给速度，5585:@1231’3转向控制电液步进马达的旋转方向由步进电机的转向进行控制。步进电机的转向可以通过!"#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。电液步进马达的伺服控制、驱动及接口13电液步进马达控制系统的组成电液步进马达的控制系统由!"#、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，其结构见图’。控制系统中!"#用来产生控制脉冲，通过!"#编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制电液步进马达的转角，同时通过编程控制脉冲’2所示。电液步进马达!"#控制的软件逻辑由电液步进马达的!"#控制方法可知，应使步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器，对于频率较低的控制脉冲，可以利用!"#中的定时器构成。脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器#$2，当脉冲数达到设定值时，计数器#$2动作切断脉冲发生器回路，使其停止工作。电液步进马达的步进电机无脉冲输入时便停止运转，电液步进马达定位。电液步进马达转速要求较高时，可以用!"#中的高速脉冲发生器，不同的!"#其高速脉冲的频率可达32224$222256。其频率可以充分满足电液步进马达的动态特性。!"#输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。!"#控制的步进电机可采用软件环行分配器，也可采用如图$所示的硬件环行分配器。采用软环占用的!"#资源较多，特别是步进电机绕组相数!%时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构...