摘要：本文介紹了三菱M64數(shù)控系統(tǒng)的性能及其在鉆削中心改造中硬件配置和PLC程序的編程。立式刀庫的換刀程序;重要參數(shù)的設(shè)置及故障排除。 　　某企業(yè)一臺(tái)鉆削中心原采用M50數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)生故障后無法修復(fù)，筆者采用三菱M64數(shù)控系統(tǒng)為其改造，收到極佳效果。 1 鉆削中心原配置 　　控制器：M50 　　主軸驅(qū)動(dòng)器:MDS-B-SPJ-75 主軸電機(jī)SJ-P-75 　　X軸驅(qū)動(dòng)器:MDS-B-SVJ-10 X軸電機(jī)HA80N 　　Y軸驅(qū)動(dòng)器: MDS-B-SVJ-10 Y軸電機(jī)HA80N 　　Z軸驅(qū)動(dòng)器: MDS-B-SVJ-20 Z軸電機(jī)HA100N 　　1.1 故障現(xiàn)象 　?。?）機(jī)床上電后,立即顯示X、Z軸已回參考點(diǎn)。 　?。?）在手輪和點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行模式下 ，發(fā)X軸運(yùn)行指令，X軸出現(xiàn)S03 0051—伺服故障報(bào)警。 　?。?）Z軸運(yùn)行時(shí)抖動(dòng)。 　?。?）X、Z軸的點(diǎn)動(dòng)速度和距離與實(shí)際設(shè)定有很大差距。 　?。?）設(shè)定的參數(shù)不能保持。 　　1.2檢查和分析 　?。?）機(jī)床上電后，立即顯示X、Z軸已回參考點(diǎn)。但實(shí)際X、Z軸并未做任何動(dòng)作。利用I/F診斷畫面檢查，NC內(nèi)部的相應(yīng)接點(diǎn)已經(jīng)接通。 　　這些現(xiàn)象都表明控制器發(fā)生了故障，而M50控制器已屬于退出生產(chǎn)序列的產(chǎn)品。其升級(jí)產(chǎn)品是M64AS。因此經(jīng)過權(quán)衡后制定改造方案如下： 　?。?）將原M50控制器更換為M64AS控制器; 　?。?）增加基本I/O DX450一件; 　?。?）更換X軸伺服電機(jī); 　?。?）保留原來的伺服驅(qū)動(dòng)器-伺服電機(jī); 2 PLC程序編制要點(diǎn) 　?。?）該鉆削中心的Z軸無配重裝置，完全靠伺服電機(jī)報(bào)閘將其鎖定，在調(diào)試初期曾經(jīng)發(fā)生傳送PLC程序時(shí)，Z軸下滑的現(xiàn)象。通過分析PLC程序，發(fā)現(xiàn)原程序?qū)λ欧姍C(jī)報(bào)閘的控制不完善，如果在報(bào)閘打開時(shí)傳送PLC程序，由于傳送PLC程序時(shí)，PLC程序會(huì)停止，NC未受到PLC程序控制，伺服系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)，而報(bào)閘又打開，故Z軸由于自重而下滑，容易造成事故。后采用NC系統(tǒng)本身發(fā)出的“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號(hào)”控制伺服電機(jī)報(bào)閘，在傳送PLC程序時(shí)先發(fā)出“急?！毙盘?hào)，再傳送PLC程序。這樣就解決了Z軸下滑的問題。程序如圖1： [align=center] 圖1 用“伺服軸準(zhǔn)備完畢信號(hào)”控制伺服電機(jī)報(bào)閘[/align] 　　（2）刀庫及換刀程序： 　　該鉆削中心刀庫為立式刀庫，其換刀工作順序?yàn)椋? 　　Z軸向上運(yùn)動(dòng)到“刀具夾持器”卡刀位置——-主軸松刀————吹氣（吹出粉塵，鐵屑）————Z軸上升到最高換刀點(diǎn)，吹氣結(jié)束——-刀庫旋轉(zhuǎn)選刀————Z軸下降到“刀具夾持器”卡刀位置——-主軸鎖刀——-Z軸下降到原點(diǎn)。換刀完成。 　　換刀子程序就是按以上順序編制的。 　　換刀程序中與PLC程序有關(guān)最主要的部分是刀庫旋轉(zhuǎn)選刀部分，現(xiàn)詳述如下： 　?。?）就近選刀：所有換刀程序都要求就近選刀。三菱NC中提供了一條專用指令解決刀庫正反轉(zhuǎn)的要求： 　　如圖2，這條指令能控制M700的通斷來決定刀庫就近選刀的方向。即刀庫正反轉(zhuǎn)的方向。 [align=center] 圖2 就近選刀指令[/align] 　?。?）以下程序用于處理當(dāng)前刀號(hào)（如圖3） [align=center] 圖3 當(dāng)前刀號(hào)的處理[/align] 　　經(jīng)過以上程序處理，當(dāng)前刀號(hào)被固定存放在R3000之中。而在NC中，已選擇的刀號(hào)固定存放在R36中。當(dāng)“當(dāng)前刀號(hào)”=“選擇刀號(hào)”時(shí)，則刀庫停止旋轉(zhuǎn)。 　?。?）立式刀庫的換刀特點(diǎn) 　　立式刀庫的旋轉(zhuǎn)及刀庫定位有其特殊性，立式刀庫的定位必須靠插入定位銷來保證。開始編制PLC程序時(shí)的順序是： 　?。?）用刀號(hào)相等條件切斷刀庫正反轉(zhuǎn)輸出信號(hào);同時(shí)用刀號(hào)相等條件發(fā)出插入定位銷指令; 　　（7）用定位銷插入完成信號(hào)來判斷刀庫定位完成。 　　但在調(diào)試過程中，出現(xiàn)刀庫旋轉(zhuǎn)定位時(shí)準(zhǔn)時(shí)不準(zhǔn)的情況，不準(zhǔn)的情況下，即使發(fā)出了定位銷插入指令，而且定位銷也做了插入動(dòng)作，刀庫也仍然定位不準(zhǔn)。問題出在那里呢? 　　經(jīng)過仔細(xì)分析刀庫機(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)即使定位銷做了插入動(dòng)作，但如果沒有插入刀庫電機(jī)軸所帶的滑盤定位槽內(nèi)，仍然不能完成定位。而如果切斷了刀庫旋轉(zhuǎn)信號(hào)后再發(fā)定位銷插入指令。刀庫靠慣性運(yùn)動(dòng)，定位銷在滑盤上移動(dòng)，這樣定位銷就不一定能滑入滑盤定位槽內(nèi)，結(jié)果就出現(xiàn)定位時(shí)準(zhǔn)時(shí)不準(zhǔn)的情況。因此修改PLC程序： 　?。?）用刀號(hào)相等條件發(fā)出插入定位銷指令; [align=center] 圖4 用刀號(hào)相等條件發(fā)出插入定位銷指令[/align] 　?。?）用定位銷插入完成信號(hào)切斷刀庫正反轉(zhuǎn)輸出信號(hào); [align=center] 圖5 用定位銷插入完成信號(hào)切斷刀庫正反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)[/align] 　?。?0）用定位銷插入完成信號(hào)來判斷刀庫定位完成。 　　同時(shí)又重新正確安裝了“定位銷插入完成”的檢測(cè)開關(guān)，經(jīng)過以上處理，刀庫能準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)定位。 3 參數(shù)的設(shè)置及故障排除 　　3.1 故障的排出 　?。?）故障1：X軸電機(jī)在停止后，仍然抖動(dòng)。觀察“伺服監(jiān)視”畫面，其位置數(shù)據(jù)也來回幅度較大的跳動(dòng)。 　　調(diào)整#2205（速度環(huán)增益）：略有改善但無法消除。 　　更換伺服驅(qū)動(dòng)器后，故障仍然未消除。判斷是電機(jī)編碼器問題，更換編碼器后故障消除。 　　（2）故障2：X軸電機(jī)在開機(jī)上電后，伺服電機(jī)電流不斷上升，直至出現(xiàn)過載報(bào)警。 　　判斷：電機(jī)參數(shù)不對(duì);外部安裝預(yù)緊力過大; 　　處置：將電機(jī)拆下重裝后，故障消除。 　?。?）故障3 z軸電機(jī)在制動(dòng)過程中，出現(xiàn)S030051過載報(bào)警 。 　　延長加減速時(shí)間后仍然不能消除該現(xiàn)象。 　　判斷：制動(dòng)電阻失效;或參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤; 　　處置：檢查#2236（再生電阻類型） 參數(shù)，該參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，修改后，故障消除。 　　3.2 重要參數(shù)的設(shè)置 　　（1）#2225 伺服電機(jī)型號(hào) 　　即使電機(jī)相同，該參數(shù)隨控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)而異。如果該參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)抖動(dòng)的現(xiàn)象。 　　（2）#2219 #2220 編碼器分辯率 　　如果電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行距離和顯示屏上的顯示數(shù)據(jù)存在著成倍數(shù)的誤差，則應(yīng)該檢查該參數(shù)。 　?。?）#2205 （速度環(huán)增益）：該參數(shù)一般應(yīng)該設(shè)置在150以上。否則難以保證加工精度和光潔度，但在這臺(tái)設(shè)備上本參數(shù)設(shè)置到60以上則出現(xiàn)振動(dòng)，判斷是與機(jī)床共振有關(guān)。將參數(shù)#2238（共振頻率）設(shè)置=300后，即可將#2205（速度環(huán)增益）該設(shè)置到150以上而不出現(xiàn)振動(dòng)。 　　3.3 精度 　　該機(jī)在運(yùn)行一周后，用激光干涉儀檢測(cè)精度，經(jīng)過用#4000系列的參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后，精度達(dá)到0.0001毫米，滿足了用戶的要求。