摘要：針對MQ6025A 磨床工作台在自動控製方麵隻能進（jìn）行液壓升降，或是（shì）手動操作，麵（miàn）對打磨（mó）大量零件時效率過（guò）低且打磨精度差。為了（le）解決不足（zú），達到節能降耗，提高加工效率和精度，對MQ6025A 萬能工（gōng）具磨床的智能控製迫在眉睫。

   
     近年來，MQ6025A 萬能工具磨床（chuáng）由於功能強大被廣泛用於打磨（mó）各種工具，但（dàn）是在自動控製方麵（miàn）隻能進行液壓（yā）控製，或是手動操作，導致打磨精度差。在自動化高速發展的今天，萬能（néng）工具磨床的非自動化缺點在麵對打磨（mó）大量零件時效率過低、精度難以提高。為了解決（jué）不（bú）足（zú），達到（dào）節能降耗，提高加工效率和精度，對MQ6025A 萬（wàn）能工具磨床的自動控製（zhì）迫在
眉（méi）睫。在分析了磨床工作的原理後，根據打磨工藝，本文提出對萬（wàn）能工具磨床橫移係統自（zì）動控製采用PLC 手段進（jìn）行改造，在精度提高方（fāng）麵采用（yòng）智能控製手段進行改造。

     1 、改造方法分析選擇（zé）

     經典的控製理論分（fèn）析十分依賴精確地數學模型，而磨床的數學模型要根據不同工藝分別建立，十分複雜和不精確，所以並不適用磨床改造（zào）。傳統控製係統（tǒng）采用繼電接（jiē）觸器控製係統，不僅觸點多而且接線複雜，經（jīng）常出現故障，可靠性較差，不利於維修。隨著（zhe）PLC 技術的完善，“軟繼電器”逐步替代了（le）傳統的繼電器，因此本（běn）文采用三菱的FX2N 係列的PLC 可編程控製器對萬能工具（jù）磨床的橫移係統進行自動控製的設計改（gǎi）造，提高效率，降低能耗。在智能控製手段中，神經網絡控製雖然具有自學習、自適應的特點，但依賴被控對象數學模型，其他智能（néng）控製結合手段又過於複雜，模糊控製具有不依賴被控對象數學模型，隻需要根據工（gōng）藝控製過程寫出規則，通過語言來（lái）控製。本（běn）文為了避免模糊子區（qū）間的劃分，選擇直接模糊控製進一步（bù）控製誤差，提高精度。

      2 、PLC 技術及（jí）仿真

      可編（biān）程序邏輯控製器（PLC）是一種通用工業（yè）自動控製裝（zhuāng）置（zhì），具有通用性強、靈活性好、接線簡單、可靠性高及功能（néng）強大等特點 。其使用的梯形圖語言以圖形符號來表（biǎo）示控（kòng）製關係；指令語句表編程語言使用（yòng）與匯編語言類似的（de）助記（jì）符語言並與梯形圖有（yǒu）嚴（yán）格的對應關（guān）係；順（shùn）序功能圖編程（chéng）語言可以將一個完整的控（kòng）製過程分為若幹階段，按照不同（tóng）時間各階段不同的動作，滿足轉換條件就實（shí）現階段轉移。本文將基於上述編程方法對MQ6025A 萬能工具磨床的橫移係統進行PLC 自動控製改造。

      2.1 磨床改造設計思路（lù）

      根據（jù）磨床打磨工藝，PLC 控製磨床的橫向自動（dòng）控製，主要是對被打磨（mó）對象的（de）自動控製，在原有的萬能工具磨床進行創造性的設計，在保留原有生產工藝過程基（jī）礎上，在打滑道上增加限位開關，通過PLC程序控製，具有較高的（de）穩（wěn）定性（xìng）和可靠性（xìng），較強的實時處理能力，使用（yòng）簡單維護方便。程序的編成充分（fèn）考慮操作指令和現場信（xìn）號，整個操作變得比（bǐ）較簡單，被控（kòng）對象左右橫向移動達到自動控製，在原有磨床的基礎上達到萬能工具磨床的自動（dòng）控（kòng）製。

      2.2 磨床控製的過程

     梯（tī）形圖（tú）裏麵使用的不是（shì）真實的物理繼電器，而是一些存儲單元即（jí）編程元件，用觸電的開閉和線圈的狀態來表示控製過程[2]。磨床的左右（yòu）移（yí）動是由手動二位四通換向閥操作的，PLC 的軟件（jiàn）設計是將磨床的打磨零件的工藝轉（zhuǎn）換為（wéi）編程符號，根據原繼電接觸器控（kòng）製圖（tú）和PLC 外部接線圖編寫出程（chéng）序梯形圖，將實際的操作過程轉變為程序語言。具體打磨（mó）橫（héng）向移動過程如下：

     （1）旋轉控製磨床左右（yòu）移動的（de）搖把，當搖把順時針旋轉時被打磨零件右移；
     （2）旋轉控製磨床左右移動的搖把，當搖把逆時針旋轉時（shí）被打磨零件左移；
     （3）打磨不同零件需要橫向移動時（shí），用搖把（bǎ）來控製時間。

      2.3 磨（mó）床控製的順序功能圖及梯形圖設計

      根據控製規則以及編程規則 ，磨床控製的順序功能圖如（rú）圖1 所示（shì），磨床控製的梯形圖如圖2 所示。

                  圖1 磨床控（kòng）製順序功能圖

                          圖2 磨床控製梯形圖

          3 、模糊控製及仿真

     模糊控（kòng）製是對以往專家工作的總結，利用大量的先驗知識，建立模（mó）糊的、推理的邏輯的知（zhī）識庫（kù）和控製規則 。

      3.1 模糊調節器設（shè）計

     輸入為橫移位置偏（piān）移量，輸出（chū）PLC 控製的調節量，用於調節（jiē）磨床的（de）橫移。通過模糊措施，檢測橫移位置，當偏移量超過允許偏差時，控製器對其進行校正，提高精（jīng）度，並且避免係統建模的困（kùn）難。磨床橫移（yí）模糊控製框圖如圖3 所示。

    
                                       圖3 磨床橫移模糊控製

      圖3 中L 是（shì）工件位置距離，E 是模糊化（huà）後的位置偏移量，Ee 是位置偏移量的變化量，U 是調節量。模糊子集如果選（xuǎn）的過多，控製精度較好，但是計算量大實時性較差，模糊子集選的少，控製精度就得不到保證[5]，因此本方案中模糊子集選擇7、5、7 個，既保（bǎo）證了控製（zhì）精度問題，又使計算量不會過多，實時性（xìng）得到保證。模糊（hú）變量的（de）模糊（hú）化子集如下：
 
     偏（piān）移（yí）量：{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}；
     偏移（yí）變化量：{NM，NS，0，PS，PM}；
     調節量：{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

  
      3.2 模糊規則確定

     根據專家經驗得知電（diàn）弧弧長和電弧電流是成反比的關係，總結專家經驗得出模糊（hú）規則如（rú）下：
 
     IF EisNM AND EcisNM THEN UisPM
     IF EisNS AND EcisNS THEN UisPS
     IF EisZ AND EcisZ THEN UisZ
     ……
     IF EisPS AND EcisPM THEN UisZ
     IF EisPB AND EcisPS THEN UisNB

   
     根據專家經驗編寫（xiě）出一共35 條規則，按照以上規則進行控製，合理調整（zhěng）參數，可以磨床橫移自動控製係統達到進（jìn）一步精確控製。

     3.3 仿（fǎng）真驗證

   
     根據編（biān）寫出（chū）的解耦規則在Simulink 中進行仿真，仿真框圖如圖4 所（suǒ）示，仿真結果（guǒ）如圖5 所示。

                                      圖（tú）4 Simulink 控製仿真框圖

                                      圖5 仿（fǎng）真波形圖

      4 、結束語（yǔ）

     通過采用PLC 技術和（hé）模糊（hú）智能控製（zhì）手段對MQ6025A 萬能工（gōng）具磨床自動控製改（gǎi）造，具（jù）有操作簡單，控製過程不依賴與人工操作和不依（yī）賴磨床數學模（mó）型的特點，在麵對大量打磨零件時可以提高效率（lǜ）、精度和降低能（néng）耗。未來將對其進行（háng）實物化，進一步使企業生產更加合理化，保證（zhèng）零件加工精度和產品質量穩定，提（tí）高了（le）生產效率，從而提高加工的可靠性和（hé）經濟效益。