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      【摘　要】我公司對機床進行數控化改造之后，電氣控制系統采用三菱控制器，極大的提升了機床的精度與剛性，降低了其故障率。現分別對三菱數控研磨在內圓磨床中的應用以及三菱交流伺服系統在溝道磨床中的應用進行分析。

      【關鍵詞】三菱數控系統　磨床　應用

      1 、三菱數控系統初始參數設置

     當機床裝配完成，電氣控制系統設置完成后，按照機床的實際情況設置相關參數，從而讓三菱數控系統與機床本體實現最優匹配，具體的參數設置流程如下：

     1.1 參數設置畫面進入

     參數的顯示方式根據不同的數控系統而有所區別，三菱數控系統主要是利用MDI/CR 單元上的參數見來顯示與輸入參數，當初始化開機之后，將RESET 以及INPUT 兩個鍵同時按下，系統顯示屏會出現“是否初始化？”這時輸入“Y”，之后在屏幕上SYSTEM TYPE：L-TYPE 與M-TYPE 中選擇M-TYPE，即可進入三軸模式。

     1.2 基本規格參數設置

     在三菱數控系統的各個參數中，#1001 到#1093 屬于基本規模參數。為了節省系統的啟動時間，我們一般會讓一部分參數進行初始化，通常需要調整的包括：控制軸數、輸入單位、指令單位、主軸數、軸名稱、顯示語言等參數。

    當我們執行#1060 參數，鍵入1，顯示屏右下角會出現“顯示標準參數設定？”這時選擇輸入“Y”，隨后顯示屏右下角顯示“顯示執行格式化？”選擇輸入“Y”，顯示屏出現“設定完成”，此時初始化完成。大多數參數為默認值，應當對系統再次上電，而上電以前應使用旋轉開關對軸編號進行設定。

  
    基本規格參數設置完成之后，按照伺服驅動器型號以及伺服電機的具體型號，設置伺服參數#2201-#2265；按照主軸驅動器以及主軸電機的具體型號，將主軸參數設置為#3301-#3584；最后再分別設置NC 軸快進速度、最大切削速度、軟件限位等，對控制系統進行調試確保不存在報警輸出之后即設置成功[1]。

    2、 三菱數控研磨在內圓磨床中的應用

    2.1 研磨功能概述
 

    機床的運動機構一般是由下面兩個伺服進給機構構成：X軸工件進給機構以及Z 軸砂輪往復進給機構。X 軸工件進給機構主要是磨削工件的徑向進給，而Z 軸砂輪往復進給機構通常作用是砂輪軸向進給。在磨削工件時，因為砂輪寬度要低于磨削面長度，因此為磨削全長，X 軸在進行工件進給作業的過程中，Z 軸一般會同時進行砂輪往復振蕩，即是砂輪軸在起始位與停止位之間按照既定的頻率持續往復振蕩。內圓磨床運動圖如下圖1：

                                 圖1 內圓磨床運動示意圖

   
     如果僅僅通過編制Z 軸往復振蕩加工程序十分復雜，而三菱控制系統中的研磨chopping（振蕩軸）功能可以有效的解決這一問題。研磨功能指的是執行加工程序的過程中存在一個伺服軸能夠按照相關設定進行往復振蕩運動。將加工程序所定位的位置當作基準位置，之后分別設置好上死點、下死點以及周期數。對內圓磨床來說，基準位置通常設定在砂輪磨削的起始位，上死點設定在振蕩起始位，下死點設置在停止位，周期數一般即是振蕩頻率。使用專門的命令啟動研磨功能之后，砂輪軸從基準位置開始，在振蕩起始位和停止位之間持續往復振蕩，再次輸入停止命令即可讓砂輪軸停止往復運動。

     2.2 研磨功能的實現

     （1）振蕩軸的啟動。振蕩軸的往復運動主要是借由PLC信號進行控制，對加工程序能夠利用輔助指令M 代碼進行控制。在PLC 梯形圖中，對M 代碼M15 進行讀取，之后借助于解碼程序與M615 相連接，進而能夠啟用振蕩軸功能信號，從而讓其啟動研磨功能。當振蕩軸處于停止狀態下時，復制指令M15 信號上升時啟動研磨模式，同時將數控加工程序中給出的位置當城市基準位置（一般為砂輪磨削的起始位），機床開始執行研磨動作。

      （2）研磨數據的讀取。在數控加工程序之內，G200 的參數Z 代表上死點，Q 代表下死點，R 代碼周期數，這些數據被帶入進利用G 代碼宏程序所設置的局部變量之內，必須借由PLC 讀取數控加工程序中的局部變量：#26（Z）、#23（Q）、#18（R）。在對局部變量進行讀取時我們可以選擇利用數控系統的PLC 窗口數據命令，PLC 窗口即是在R 寄存器的用戶領域內使用的讀出和寫入窗口，我們可以利用PLC 窗口對運行狀態、軸信息以及相關參數進行讀出和寫入。

      對于振蕩軸的相關控制數據，例如說局部變量具體值、振蕩軸進給倍率、振蕩軸號的指定等，應當借助于PLC 來對振蕩軸的控制數據進行讀取。首先我們利用PLC 裝置將研磨功能的控制數據地址分配于R 寄存器的研磨控制數據的開頭編號（R 寄存器編號為R9840）；之后我們分別將指定軸號（Z 軸H2）、上死點、下死點以及周期數等相關數據輸入到R 寄存器內；接下來將研磨進給倍率輸入到R2503 寄存器內。Chopping 控制數據會在相關參數有效信號YC34 上升時寫入到數控內的當前參數區域內，當我們確定研磨功能啟動信號TC34 連通后應斷開本信號。研磨功能啟動信號YC34 包含于研磨控制數據的控制狀態內，同時直接反映在研磨動作中。有效信號YC34 接通且振蕩軸開始運動之后，數控裝置向PLC 輸入啟動中信號XC80，借由這一信號斷開參數有效信號YC34。

     （3）振蕩軸的停止。當PLC 的chopping 信號下降時研磨動作便會停止，在PLC 梯形圖中，對輔助功能M16 代碼進行讀取，之后利用解碼程序與M616 輔助繼電器相連接，將YC30 信號斷開，這時振蕩軸執行研磨動作到上死點后，將會以較快的進給速度返回到基準位置。在上死點與下死點之間進行移動時，也會移動到下死點一次。當振蕩軸回到基準位置之后，chopping啟動信號與chopping 模式信號斷開。

      3 、三菱交流伺服系統在溝道磨床中的應用

     軸承磨床通常說的是軸承內圈溝道磨床，一般是用于對單列角接觸球軸承的內圈溝道進行加工，它是微型軸承加工廠的主要配置機型。改造后使用三菱可編程控制器、定位模塊、觸摸屏以及變頻器，配合三菱交流伺服系統驅動滾珠絲桿。進行磨削加工時從導軌左側逐漸向右邊推動工件接近砂輪；因為磨削加工作業會讓砂輪產生磨損，為了保障工件加工后具有較好的光潔度，應當及時對砂輪進行調整，調整時讓兩側的滾珠絲桿向砂輪靠近，從而確保工件加工的精確度[2]。

     3.1 伺服系統參數設置

     在三菱交流伺服系統中，電子齒輪屬于一個非常關鍵的參數，其表達式可以寫作：指令脈沖倍率分析/ 指令脈沖倍率分母=CMX/CDV。其設置范圍根據機型的不同而存在一定的差別MR-J2S 系列的設置范圍是：1/50 ＜ CMX/CDV ＜ 500，可通過如下方法進行計算：
 

      已知機械規格參數：滾珠絲桿進給量Pb 為8mm，減速機減速比n 為1；伺服電機編碼分辨率Pt 為131072；脈沖當量△ L=10 um=10x10-3mm( 因考慮到到加工精度，不采用AL=lum精度)。CMX/CDV= △ Lx Pt/nPb=10x10-3x131072/8=4096/25由上述計算可得參數設置范圍為：CMX=4096 CDV=253.2 定位單元設置及PLC 編程三菱FX2N-20GM 屬于小型智能化定位單元，其功能相對完善，能夠和很多大中型PLC 定位模塊相媲美。三菱FX2M-20GM 運用FX-VPS-E 軟件，其流程圖窗口主要是符號塊構成，通過有向連線進行連接，具有操作簡單，直觀方便的優勢。點擊指令符號塊便會直接顯示參數設置對話框，能夠直接開始操作，FX-VPS-E 軟件一般包含了下面幾個窗口：（1）監視窗口。在監視窗口中包含了X 軸和Y 軸的相關參數，如啟動（start）、停止（stop）、原點回歸（ZRN）、正轉（FWD）與反轉（RVS）、就緒（ready）、完成（completed）以及回零完成（zero completed）等。我們能夠在觸摸屏上直接單擊選擇相關的參數框，即能夠驅動相應的定位單元，驅動伺服系統同時實施監測。

     （2）參數設置窗口。參數設置窗口能夠對定位參數、I/O參數以及系統參數實施形象化設置。定位參數的單位體系設置一般包含下面三類：單位機械體系、單位電氣體系以及單位綜合體系。

    （3）流程圖窗口。流程圖窗口能夠借助有向連線把三種類型的流程圖符號根據控制順序進行連接，操作起來十分方便。FX2M-20GM 定位單元和PLC 主機通訊程序編制在FX2M-
20GM 定位單元和PLC 主機之間的通訊數據主要是通過FROM/TO 指令進行控制。FX2M-20GM 中有用于通訊的緩沖存儲器BFM，每個緩沖存儲器由16 個位構成。BFM 有自身對應的號碼，通過TO 命令從PLC 傳送數據寫入FX2M-20GM 的數據設備之內，再利用FROM 指令從FX2M-20GM 中傳輸數據“讀”到PLC 的數據寄存器內。能夠通過觸摸屏或物理按鈕，從PLC向FX2M-GM 發出操作指令[3]。

     4 、結語

     總而言之，利用三菱數控系統的研磨功能執行對機床往復軸的運動控制，其可行性最佳，能夠很好的滿足內圓磨床的實際加工特點和性能需求。此外在進行設計開發的過程中，我們能夠直觀的看到觸摸屏、PLC 控制系統、定位單元以及交流伺服系統之間的配合，其擁有操作方便、性能穩定、成本低廉等特點，和過去的繼電器控制比起來更具有優勢。三菱控制系統的實際應用效果較好，實現了較高的精度，在很大程度上提升了我公司的生產效率。