伺服连接丝杆时,要实现达到设定扭矩就停止转动,核心思路是让伺服工作在扭矩控制模式,或在位置 / 速度模式下设置扭矩限幅,配合 PLC 编程或驱动器自带功能完成扭矩监测与停机控制,适配汇川、西门子等主流伺服品牌,具体实现方法如下:
扭矩控制模式 + PLC 闭环控制(通用主流方案)该方案适合汇川 IS620N、三菱 MR - J4 等多数总线伺服,通过 PLC 与伺服的 PDO 映射传输扭矩指令和反馈信号,精准把控停机时机,步骤如下:
硬件与组态配置:先将 PLC 和伺服用网线连接,在伺服配套软件(如汇川 AutoShop)中自动扫描设备并更新组态,添加总线伺服轴。关键进行 PDO 映射,需映射控制字、目标扭矩、工作模式等输出项,以及状态字、实际扭矩百分比等输入项,常用索引如 0x6040(控制字)、0x6077(目标扭矩)等。
扭矩参数换算与编程:伺服通常以电机额定扭矩的百分比接收扭矩指令,需先换算参数。例如电机额定扭矩 0.32Nm,若设定停止扭矩 0.16Nm,换算后百分比为 50,将该数值写入 PLC 的 D 寄存器。编程时先使伺服轴使能,再切换至扭矩模式,下发目标扭矩百分比;同时实时读取伺服反馈的实际扭矩百分比,反向换算为实际扭矩值。
停机逻辑设置:在程序中添加判断语句,当实际扭矩值达到设定值时,立即下发停机指令,比如将速度寄存器设为 0,或发送伺服停止控制字,丝杆随伺服电机一同停止转动。
位置控制模式 + 固定挡块功能(西门子 V90 专属方案)西门子 V90 伺服在 EPOS(基本定位)模式下,可借助 “固定挡块” 功能实现扭矩达标停机,适配丝杆这类定位场景,具体操作:
驱动器参数配置:将 V90 驱动器设为 EPOS 模式,进入参数页面设置丝杆对应的运行速度、加速度,再在任务设置中选择 “固定挡块” 任务,此时相关参数自动变为扭矩限制值设置项,单位为 0.01Nm,若设 20 则代表限制扭矩 0.2Nm。
PLC 指令调用:通过 S7 - 1200/1500PLC 调用 FB284 指令,选择模式 6 执行运行程序段功能。伺服带动丝杆运转时,会实时监测扭矩,当扭矩达到设定的限制值,系统判定触达 “固定挡块”,自动停止转动,还会反馈停止标志位给 PLC。
工艺对象 + 扭矩限幅指令(西门子高端 PLC 方案)若使用 S7 - 1500PLC 搭配 V90 伺服,可通过组态工艺对象,结合扭矩限幅指令实现需求,适合复杂运动场景:
报文与工艺对象组态:选择 102 或 105 报文组态工艺对象,若需扩展扭矩功能可附加 750 报文。组态时取消工艺对象的跟随误差监控,避免扭矩限幅时误报故障。
指令调用与参数设置:调用 MC_TorqueLimiting 指令,选择模式 1(固定挡块模式),设定扭矩限制值。伺服带动丝杆运行过程中,该指令持续监控扭矩,一旦达到设定值,立即触发停机动作,同时锁定当前位置,防止丝杆因惯性继续转动。
辅助保障措施
若担心扭矩模式下停机后丝杆因惯性微动,可在停机后切换至位置控制模式并锁定当前位置;或给伺服施加微小反向扭矩,抵消惯性力。
丝杆传动可能存在负载波动,可在程序中设置扭矩缓冲区间,比如扭矩达到设定值后延迟 10ms 再停机,避免因瞬时扭矩波动导致误停机。
选用屏蔽线缆并规范接地,减少电磁干扰对扭矩检测信号的影响,确保扭矩判断的准确性。

