摘要：本文主要介绍了三菱PLC、变频器、交流伺服和台达触摸屏组成的控制系统成功制做精密双面研磨机床，大大提高了机床的自动化程度。
关键词：可编程控制器；变频器；伺服；精密双面研磨机；平面研磨；平面研磨机；精密研磨机；研磨工艺
1 行业介绍
近年来，随着高精产品特别是轴承、制冷、汽车、液压、气动、电子元件、仪器仪表等行业的不断发展，对产品所需配套件的加工精度、尺寸一致性、效率等要求越来越高。为改变此类加工需依赖进 口设备的现状，我们开发了一种带自动测量及上下料装置的高效平面研磨的专用机床——精密双面研磨机2MM84 70 ，用于批量研磨钢、铸铁、铜、硬质合金、陶瓷、单晶硅等材料零件的双面加工。
2 工艺简介
研磨机主加工是将工件放在行星轮（隔离盘 ）内由中心轮带动作圆周运动，上、下研磨盘旋转磨削。加工过程中预压、主压、后精压三个阶段的压力自动转换。为提高效率，辅助动作设计有四个气缸分别驱动上研磨盘摆入、摆出，上升、下降，放松、夹紧及外环上升、下降，气缸的运动极限位置由各自的限位开关限定。
根据机床动作的需求，将操作分为手动、时间、 自动、修整 四种工作模式。其 中手动模式主要进行机床的动作调整，设有各动作所需的按钮；时间模式是设定各压力阶段的时间，自动转换相应压力的模式；尺寸模式与时间模式基本相同，只在主压时利用尺寸控制仪来控制研磨量；修整模式是修整砂轮时专用。在触摸屏开机画面中点击所需模式即可进入各自独立模式下的操作。
3 系统介绍
系统构成如图1所示。
图1 系统构成
整机核心控制采用了三菱的Q00 J PLC控制，实现各动作之间的相互关联配合和互锁。Q系列PLC为模块式安装，便于维护，其高速 的运算处理能力和大容量的存储能力，优于FX2N系列。编程软件GX Developer 功能强大，编辑、仿真模拟运行、监视、除错、在线即时指令功能查询与操作指引等功能使用极其方便。
上、下研磨盘的旋转均采用德国SEW减速电机，由三菱FR-E540－5.5kW变频器驱动。中心轮的旋转由三菱 MR-J 3S- 200A控制中惯量伺服电机HF-SP- 202与SEW减速机联接，为工件的旋转提供了驱动。为了随时调定所需的转速，采用电位器无级调速，转速由数显表显示。三个驱动电机的无级调速为研磨各种材料和各种形状工件提供了所需的工艺转速。
三菱伺服控制模式可 以位置/速度、速度/转矩、转矩/位置切换控制，在本机中我们采用位置/速度切换模式。当正常加工时我们用速度模式，在上、下料时我们用位置模式上料时在屏上设定相应“载盘数目”，将外环降下，推入一个摆满工件的载盘，按“上下料”按钮，由定位程序完成所需旋转角度，同样依次将其它载盘推入即可。
操作终端采用台达的8 寸256色真彩触摸屏，集按钮操作、数值设定、进程显示、报警信息于一体，便于维修检查，操作方便快捷。
4 软件设计
DOP-AE80 THTD与Q系列PLC通讯极其简单，只需在“模组参数”中将“base Port 控制器”选为“Q Series CPU Port ”，通讯速率设为 “19200，8，ODD，1 ”，通讯端口设为“RS232 ”，在相应设定端 口上连接通讯线即可实现通讯。nextpage
常用的尺寸控制画面如图2所示。
图2 常用的尺寸控制画面
在此模式下，触摸屏上设有通电到断电期间累计加工操作次数 以方便地计算出每班次共加工的工件数目，设有的每次循环的加工时间的长短则为 CBN 砂轮是否需要修锐提供了依据。另外为了方便操作，在所属模式下 电机的旋向及等待运转所需要的时间均可独立自由设定，并具有掉电保持功能。
为防止误操作，触摸屏上设有“数据设定未启”按钮，设定数据前需先点击此按钮，变为“数据设定启用 ”后方可修改数据，循环时会自动变回“数据设定未启”。
5 为了保证整机动作的安全可靠及长使用寿命，着重采取了一些电气措施
1）在电网和电柜进线处加有隔离开关分断装置及电源滤波器。
2）PLC 电源处加有电源滤波器，输出点加有终端继电器模块保护。
3）为避免干扰，布线时尽量避免控制线与电机线走同一线槽。伺服控制线、人机界面通讯线、尺寸控制线采用屏蔽电缆。
4）将各屏蔽层及变频器、PLC、电机的接地端均单独良好接地。
5）电柜采取强制制冷。
6 结束语
2MM8470精密双面研磨机一经推出即受到了国内制冷、液压、汽车等行业配套厂家的关注。本机设计自动化程度高，安全可靠，操作方便，维护简单，大大提高了生产效率。优越的整机性能满足了多家工件的苛刻加工精度要求，用户使用反映良好，完全可以与进口机床媲美。
