【摘　要】我公（gōng）司對機床進行數控（kòng）化改造之後，電氣控製係統采（cǎi）用三（sān）菱（líng）控製器，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（shù）控研磨在（zài）內圓磨床中的應用（yòng）以及三（sān）菱交流伺服係統在（zài）溝道磨床中的應用進行（háng）分析。

      【關鍵詞】三菱數控係統　磨床　應用

      1 、三菱數控係統初始參（cān）數（shù）設置

     當機床裝配完成，電氣控製係統設置完成後，按照機床（chuáng）的實際情況設置相關參數（shù），從而讓三菱數控係統與機床本體實現最（zuì）優匹（pǐ）配，具體的參數設（shè）置流程如下：

     1.1 參數設置畫麵進入

     參數的（de）顯示（shì）方（fāng）式根據不同的數控係統而有所區別，三菱數控係統主要是（shì）利用MDI/CR 單元上的參數見來顯示（shì）與輸入參數，當初始化開機之後，將（jiāng）RESET 以及INPUT 兩個（gè）鍵同時按下，係統顯示屏會出現“是否初始化？”這時輸（shū）入（rù）“Y”，之後在屏幕（mù）上SYSTEM TYPE：L-TYPE 與（yǔ）M-TYPE 中選擇M-TYPE，即可進（jìn）入三軸模式。

     1.2 基本規格參數設置

     在三菱數控係（xì）統的各個參數中，#1001 到#1093 屬於基本規模參數。為了節省係統的啟動時間，我們一般會讓一部分參數（shù）進行初始化，通常需要調整的包括：控製軸數、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（cān）數，鍵入1，顯示屏右下角會出現“顯示標（biāo）準參數設定？”這時選擇輸入“Y”，隨後顯示屏右下角（jiǎo）顯示“顯示執行格式化？”選擇輸入“Y”，顯示屏出現“設定完（wán）成”，此時初始化完（wán）成。大多數參數為（wéi）默認值，應當（dāng）對係統再次上電，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後，按照伺服驅動器型號以及伺服電機的（de）具體型號，設置伺（sì）服參數#2201-#2265；按照主軸驅動（dòng）器以及主軸電機的具體型號，將主軸參數設置為#3301-#3584；最（zuì）後再分別設置NC 軸快進速度、最大切削速度、軟（ruǎn）件限位等，對控製係統進行調試確保不存（cún）在報警輸出之後（hòu）即設置成功[1]。

    2、 三菱（líng）數（shù）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麵兩個伺（sì）服進給機構構成：X軸工（gōng）件進給機構以及Z 軸砂（shā）輪往複進給機構。X 軸工件進給機構主要是磨削工（gōng）件的徑向（xiàng）進給，而（ér）Z 軸砂輪往複（fù）進給機構通常作用是砂輪軸（zhóu）向進（jìn）給。在磨削工件時，因為砂輪寬度要低於磨削麵（miàn）長度，因此為磨（mó）削（xuē）全長（zhǎng），X 軸在進行工（gōng）件進給作業的過程中，Z 軸一般會同時進行砂輪往複振蕩，即（jí）是砂輪軸在（zài）起始位與停止位之間按（àn）照既定的頻率持（chí）續往複（fù）振蕩（dàng）。內圓磨床運動圖如下圖1：

                                 圖1 內圓磨床運動示（shì）意圖

   
     如果僅僅通（tōng）過編製Z 軸往複振蕩加（jiā）工程序（xù）十分複雜，而三菱控製（zhì）係統中的（de）研磨（mó）chopping（振蕩軸）功能可以（yǐ）有效的解決這一問題。研磨功能指的是執行加工程序的（de）過程中存在一個伺服軸能夠按照相關設定進行（háng）往複振蕩運動。將加工（gōng）程序所定位的位置當作基準位置，之（zhī）後分別設置好上死點、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（mó）削的起始位，上死點（diǎn）設定（dìng）在振蕩起始位，下死（sǐ）點設置在停止位，周期數一般即是振蕩頻率（lǜ）。使用專門的命令啟動研磨功能之後，砂輪軸從基準位置開始，在振（zhèn）蕩（dàng）起始位和停止位之間持續往（wǎng）複振蕩，再次輸（shū）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（de）實現

     （1）振蕩軸的（de）啟動。振蕩軸的往（wǎng）複運動主要是借由PLC信號進行控製，對（duì）加工程序能夠利用輔助指令（lìng）M 代碼進行控（kòng）製。在PLC 梯形圖中，對M 代碼M15 進行讀取，之後借助於解碼程序（xù）與M615 相連接，進而（ér）能夠啟用振蕩（dàng）軸功能信號，從而讓其啟動研磨功能。當振蕩軸處於停止狀態下（xià）時，複製指令M15 信號上升時啟動研磨模式，同時將數（shù）控加工程序中給出的位置當城（chéng）市基準位置（一般（bān）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（de）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（xià）死點，R 代（dài）碼周期數，這些（xiē）數據被帶入進利用G 代碼（mǎ）宏程序所設置的（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（zài）對局（jú）部變量進行讀取時我們可以選擇利用數（shù）控係統的PLC 窗（chuāng）口數據命令，PLC 窗口即是在R 寄存器的用戶領域內使（shǐ）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（duì）於振蕩（dàng）軸的相關控製（zhì）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（dìng）等，應當（dāng）借助於PLC 來對振（zhèn）蕩軸的控製數據進行讀取。首（shǒu）先我們利用PLC 裝置將研磨功能的控製數據地址分配於R 寄存器（qì）的研磨控製數據的開頭編（biān）號（R 寄存器編號為R9840）；之後我（wǒ）們分別將指定（dìng）軸號（Z 軸H2）、上死（sǐ）點、下死點以及周期數等（děng）相關數據（jù）輸（shū）入到R 寄存器內（nèi）；接下（xià）來將（jiāng）研磨進給倍（bèi）率輸入到R2503 寄存器內（nèi）。Chopping 控製數據會在（zài）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（dìng）研磨功能啟動（dòng）信號TC34 連通後應斷開本信（xìn）號。研磨功能啟動信號YC34 包（bāo）含於研磨控製數據的控製狀態內，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後，數控裝置向PLC 輸（shū）入啟（qǐ）動中信號XC80，借由（yóu）這一信號斷開參數有效信號（hào）YC34。

     （3）振蕩軸的停止。當PLC 的chopping 信號（hào）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（qǔ），之後利用解碼程序與M616 輔（fǔ）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後，將會以較快（kuài）的進給（gěi）速度返回到基準位置。在上死點（diǎn）與下死點之間進行（háng）移動時，也會移動到（dào）下死點一次。當振蕩軸回到基準位置之後，chopping啟（qǐ）動信號與chopping 模式信號斷開。

      3 、三菱交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（nèi）圈溝道磨床，一般是用於對單列角接觸球軸承的內圈（quān）溝道（dào）進行加工，它是微型軸承加（jiā）工廠的主要配置機型。改造後使用三菱可編程（chéng）控製器、定位模塊、觸摸屏以及變頻器，配合三菱交流伺服係統驅動滾珠（zhū）絲杆。進行（háng）磨削加工時從導（dǎo）軌左側逐漸向右邊推動工件（jiàn）接近砂輪；因為磨削（xuē）加工作業會讓砂輪產生磨損（sǔn），為了保（bǎo）障工件加（jiā）工後具有（yǒu）較好的光潔度，應當（dāng）及時（shí）對砂輪進行調整，調整時讓兩側的滾珠絲杆向砂輪靠（kào）近，從而確（què）保工件（jiàn）加工的精確度[2]。

     3.1 伺服（fú）係統參（cān）數設置

     在三菱交流伺服係統中，電子齒輪屬於（yú）一（yī）個非常關鍵的參數，其表達式可（kě）以寫（xiě）作：指令脈衝倍率分析/ 指令脈衝（chōng）倍率（lǜ）分母=CMX/CDV。其設置範圍根據機型的不同而存在一定的差（chà）別MR-J2S 係列的設置範圍是：1/50 ＜ CMX/CDV ＜ 500，可通過如（rú）下方法進行計（jì）算：
 

      已知機械規格參數（shù）：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（jīng）度，不采用AL=lum精度)。CMX/CDV= △ Lx Pt/nPb=10x10-3x131072/8=4096/25由上述計算（suàn）可得參數設（shè）置範圍為：CMX=4096 CDV=253.2 定位單（dān）元設置及PLC 編程三菱FX2N-20GM 屬於小型（xíng）智能（néng）化定位單（dān）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（háng）連接（jiē），具有操作簡單（dān），直觀方便的優勢。點擊指（zhǐ）令符（fú）號塊便會直接顯示參數（shù）設置對話框，能夠直接開始操作，FX-VPS-E 軟件一般包含了下麵幾個窗口：（1）監視窗（chuāng）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（wán）成（chéng）（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（yīng）的定位單元，驅動伺服係統同時（shí）實施監測。

     （2）參數設置窗口。參（cān）數設置窗（chuāng）口能夠對定位參數、I/O參數以及（jí）係統參數實施形象化設（shè）置。定位參數的單位體係設（shè）置一般包含下麵三類：單位機械體係、單位電氣體係以及單位綜合體係。

    （3）流程圖窗口（kǒu）。流程圖窗口能夠借助有（yǒu）向連線把（bǎ）三種類型的流程圖符號根據控製順序進行連（lián）接（jiē），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 主機之（zhī）間的通（tōng）訊數（shù）據主要是通過FROM/TO 指令（lìng）進行控製。FX2M-20GM 中有用於通訊的（de）緩衝存儲器（qì）BFM，每個緩衝存儲器由16 個位構成。BFM 有自（zì）身對應的號碼，通（tōng）過TO 命令（lìng）從PLC 傳送數據寫（xiě）入FX2M-20GM 的數據設備之內，再利用FROM 指（zhǐ）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（yòng）三菱數控係統的研（yán）磨功能執行對機（jī）床往複軸的運動控製，其可（kě）行（háng）性最佳，能夠（gòu）很（hěn）好的滿（mǎn）足（zú）內圓（yuán）磨床的實際加（jiā）工特點和性能需求（qiú）。此外在進行設（shè）計開（kāi）發的過程中，我們能夠直觀的看（kàn）到觸摸（mō）屏（píng）、PLC 控製係統、定位單元（yuán）以及交流伺服係統之間的配（pèi）合，其擁有操作方便、性能（néng）穩（wěn）定、成（chéng）本低廉等特點，和過去（qù）的（de）繼電器控製比起來更具有（yǒu）優勢。三菱控製係統的實（shí）際應用效果較好，實現了（le）較高的精度，在很大（dà）程度上（shàng）提升了我公司（sī）的生產效率。