【摘　要】我（wǒ）公司對機床進行數控化改造（zào）之後，電氣控製係統采用三菱控製器（qì），極大（dà）的提升了機床的（de）精度與剛性（xìng），降低（dī）了其故障率。現分（fèn）別對三（sān）菱數控研磨在內（nèi）圓磨（mó）床中（zhōng）的應用以（yǐ）及三菱交流伺服係統在溝道磨床中的應用進行分析。

      【關鍵詞（cí）】三菱數控係（xì）統（tǒng）　磨（mó）床　應用

      1 、三菱數控係（xì）統初始參數設置

     當機床裝（zhuāng）配完成，電氣控製係統設（shè）置完成後，按照機床的實際情況設置相（xiàng）關（guān）參數，從而讓三菱數控係統與機床本（běn）體實現（xiàn）最優匹配，具體的參數設置流程（chéng）如下：

     1.1 參數設置畫麵進入

     參數的顯示方式根據（jù）不同的數控係統而有所區別，三菱數控係（xì）統主要是利用MDI/CR 單元上的參數見（jiàn）來顯示與輸入參（cān）數，當初（chū）始化（huà）開機（jī）之後，將RESET 以及INPUT 兩個鍵同時按下，係統顯示屏會出現“是否初始化？”這時輸入“Y”，之後在屏幕（mù）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

     在三菱數控係統（tǒng）的各個參數中，#1001 到#1093 屬於基本規模參數。為了節省係統的啟動時間，我們（men）一般（bān）會讓一部分參（cān）數進行初始化（huà），通常需要調整的包括：控製軸數、輸入單位、指令（lìng）單（dān）位、主軸數、軸名稱、顯示語言等參數。

    當我們執行#1060 參數，鍵（jiàn）入1，顯示屏右下角會出現“顯示標準參數（shù）設定？”這時選（xuǎn）擇輸入“Y”，隨後顯示屏（píng）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（duō）數參數為默認值，應當對係統再（zài）次上電，而上電以前應使用旋轉開關對軸編號進（jìn）行設（shè）定。

  
    基本規格參數設置完成之後，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（hào），將主軸參數設（shè）置為#3301-#3584；最後（hòu）再分別設置NC 軸快進速（sù）度（dù）、最大切削速度、軟件限位等，對控製係（xì）統進行調試確保不存在報警輸出之後即設置成（chéng）功[1]。

    2、 三菱（líng）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（gòu）一般是由下麵兩個伺服進給機構構成：X軸工件進給（gěi）機構以及Z 軸砂輪往複進給機構。X 軸（zhóu）工件進給機構主要是磨削工件的徑向進給，而Z 軸砂輪（lún）往複進給機構通常作用是砂輪軸向進給。在磨（mó）削工件時，因為砂輪寬度要低於磨削麵長度，因此為磨削全長，X 軸在進行工（gōng）件進給作（zuò）業的過程中，Z 軸一般會同時進行砂輪往複（fù）振蕩，即是砂輪軸在起始位（wèi）與停止（zhǐ）位之間按照既定的頻率（lǜ）持續往複（fù）振蕩。內圓磨床運動圖如下圖1：

                                 圖1 內（nèi）圓磨床運動示意圖

   
     如果僅僅通過編製Z 軸往複振蕩加工程序十分複雜，而三菱控製係統中的研（yán）磨chopping（振（zhèn）蕩軸）功能可以有效的解決這一問（wèn）題。研磨功能指的是執行加工程序的過程中（zhōng）存在一（yī）個伺服軸能夠按照相（xiàng）關設定進行往複振蕩運動。將加工程序所定位的位置（zhì）當作基準位置，之後分別設置好上死點、下死點以及周期數。對內（nèi）圓磨（mó）床來說，基準位置通常設定在砂輪磨削的起始位（wèi），上死點設定在振蕩（dàng）起始位，下死點設置（zhì）在停止位，周（zhōu）期數（shù）一般即是振蕩頻率。使用專門的命令（lìng）啟動研磨功能之後，砂輪軸從基準（zhǔn）位置（zhì）開始，在振蕩起始位和停止位之（zhī）間持續往複振蕩，再次（cì）輸入停止命令即可讓砂輪軸（zhóu）停止往複運動。

     2.2 研磨功能的實現

     （1）振蕩軸的啟動。振蕩軸的往複運（yùn）動主要是借由PLC信號進行控（kòng）製（zhì），對（duì）加工程序能夠利用輔助指令M 代碼進行控製（zhì）。在PLC 梯形圖中，對M 代碼M15 進行（háng）讀（dú）取，之後借助於解碼程序與M615 相（xiàng）連接（jiē），進而能夠（gòu）啟（qǐ）用振（zhèn）蕩軸功能信號，從而讓其啟動研磨功能。當振（zhèn）蕩軸處於停止狀態下時（shí），複製指令M15 信號上升時啟動研（yán）磨模式，同（tóng）時將數控加（jiā）工（gōng）程序中給出的位置當城市基準（zhǔn）位置（一般為砂輪磨（mó）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（sǐ）點，R 代碼周期數，這些數據被帶（dài）入（rù）進利用G 代碼宏程序（xù）所設（shè）置的（de）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係統（tǒng）的PLC 窗口數據命令，PLC 窗口即（jí）是在R 寄存器的用戶領（lǐng）域內（nèi）使（shǐ）用（yòng）的讀出和寫入窗（chuāng）口（kǒu），我們可以利用PLC 窗口對運行狀態、軸信息以（yǐ）及（jí）相關參數（shù）進（jìn）行（háng）讀出和寫入（rù）。

      對於振蕩（dàng）軸的相關控製數據，例如說局（jú）部變量具體值、振蕩軸進給倍率、振蕩（dàng）軸號（hào）的（de）指定等，應當借助於PLC 來對振蕩軸的（de）控製數據進行讀取。首（shǒu）先我們（men）利用PLC 裝（zhuāng）置將研磨功（gōng）能的控製數據地址分配於（yú）R 寄存器的研磨控製數據的開頭編號（R 寄存器編號為R9840）；之後我們分別將指定軸號（hào）（Z 軸H2）、上死點、下死點以（yǐ）及周（zhōu）期數等相關數據輸入到R 寄存器內；接下來將（jiāng）研磨進給倍率輸入到R2503 寄存器內。Chopping 控製（zhì）數據會在相關參數有效信號YC34 上升（shēng）時（shí）寫入到數控（kòng）內的當前參數區域內，當我們確定研磨功能啟動信號（hào）TC34 連通後應（yīng）斷開本信號（hào）。研磨功能啟動信號YC34 包含（hán）於研磨控（kòng）製數據的控製狀態內，同時直接反映在研磨動（dòng）作中。有效信號YC34 接通且振蕩軸開始運動之後，數控裝置向PLC 輸入（rù）啟動中信（xìn）號XC80，借由這一信號斷開參數有效（xiào）信號YC34。

     （3）振（zhèn）蕩軸的停止（zhǐ）。當PLC 的chopping 信號下降時研磨動作便會停止，在（zài）PLC 梯形圖中，對輔助功能（néng）M16 代碼（mǎ）進行讀取（qǔ），之後利用解碼（mǎ）程序與M616 輔（fǔ）助繼電器相連接，將YC30 信號斷開（kāi），這（zhè）時振蕩軸執行研磨（mó）動作到上死點後，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（dào）基準位置之後，chopping啟動信號與chopping 模式信號斷（duàn）開。

      3 、三菱交（jiāo）流伺服係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（yòng）於對單列角接觸球軸承的內圈溝道進行加工（gōng），它是微型軸承（chéng）加工廠的主要（yào）配置（zhì）機（jī）型。改造後使用三菱可編程控（kòng）製器、定位模塊（kuài）、觸摸屏以及變頻器（qì），配合三菱交流伺服係統驅動滾珠絲杆。進行磨削加工時從導軌左側逐漸（jiàn）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（gōng）件加工後具（jù）有較好（hǎo）的光潔度（dù），應當及時對砂輪進行調整（zhěng），調整時讓兩（liǎng）側的滾珠絲杆向砂輪靠近，從而確保工（gōng）件加工的精確度[2]。

     3.1 伺服係統參數設置

     在（zài）三菱交流伺服係統中，電子齒輪屬於一個非常（cháng）關鍵（jiàn）的參數，其表達式可以寫作：指令脈衝倍率分（fèn）析/ 指令脈衝倍率分母=CMX/CDV。其設置範圍根據（jù）機型的不同而存在（zài）一定的差別MR-J2S 係列的設置範圍是：1/50 ＜ CMX/CDV ＜ 500，可通過如下方法進行計算：
 

      已知機械（xiè）規格參數：滾珠絲杆進給量Pb 為8mm，減速機減速比n 為1；伺服電機編碼分辨率Pt 為131072；脈衝當量△ L=10 um=10x10-3mm( 因考慮到到加工精度，不（bú）采用AL=lum精度（dù）)。CMX/CDV= △ Lx Pt/nPb=10x10-3x131072/8=4096/25由上述計算可得參數設置範圍為：CMX=4096 CDV=253.2 定位單元設置及PLC 編程三菱FX2N-20GM 屬於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（jiàn），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（zuò）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（duì）話（huà）框，能夠直接開始操作，FX-VPS-E 軟件一般包含了下麵幾（jǐ）個（gè）窗口：（1）監視窗口。在監視窗口中包含了（le）X 軸和Y 軸的相關參數，如啟動（start）、停止（stop）、原點回歸（guī）（ZRN）、正轉（FWD）與反轉（zhuǎn）（RVS）、就緒（ready）、完成（completed）以及回零完成（zero completed）等。我們能夠（gòu）在觸摸屏上直接單擊選擇相關的參數（shù）框，即能（néng）夠驅動（dòng）相應的定位單元，驅（qū）動伺服係（xì）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參數以及係統參數實施形象化設置。定位參數的單位體係設置一般包含下麵三（sān）類：單位機械體（tǐ）係、單位電氣（qì）體係以及單（dān）位綜合體係。

    （3）流程圖窗口（kǒu）。流程圖窗口能夠借助有向連線把三種類型的（de）流（liú）程圖（tú）符（fú）號根據控製順序進行連接，操作起來十分方便。FX2M-20GM 定位單元和PLC 主機通訊程序編製在FX2M-
20GM 定位單元和PLC 主（zhǔ）機之間的通訊數（shù）據主要是通過（guò）FROM/TO 指令進行控製。FX2M-20GM 中有用於通訊的緩衝存儲器BFM，每個緩衝存儲器由（yóu）16 個位構成。BFM 有（yǒu）自身對應的號碼，通過（guò）TO 命（mìng）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（dú）”到PLC 的數據寄存（cún）器內。能夠通過觸摸屏或物理按鈕，從PLC向FX2M-GM 發（fā）出操作指令（lìng）[3]。

     4 、結語

     總而（ér）言之，利用三菱數控係統的研磨功能執行對機床往複軸的運動控製，其可行性最佳，能夠（gòu）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（kāi）發的過程中，我們能夠直觀的看到觸摸屏、PLC 控製係統、定位單元以及交流伺服係統之間的配合（hé），其擁有操作方便、性能穩定、成本低廉等（děng）特點，和過去的繼電器控製比起來更具有（yǒu）優（yōu）勢。三菱控製係統的（de）實際應用效果較好，實現了較高的精度，在很（hěn）大程度上提升了我公（gōng）司的生產效（xiào）率。