基于fx2n-10gm定位模块的

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利用三菱FX2N-10GM定位模块，FX2N系列可编程逻辑控制器（PLC）和交流伺服电机的组合，能对磨头的位置实现有效控制。

实际应用证明该系统提高了圆台磨床的准确性和灵活性。

关键词：
定位模块位置控制数控系统NC Control System of
Circular Grinder Based on FX2N-10GM Position Module Li Hong Dong Wei Abstract: The effective position control with grinding head is realized by using Mitsubishi module FX2N-10GM Mitsubishi series FX2N PLC and AC servo electric motor. It shows that the system has improved accuracy and flexibility for circular grinder through practical application. Keywords: position module position control NC control system 5 1 引言圆台磨床加工面为水平面，主要功能为磨削工件到指定厚度。

立轴圆台平面磨床是采用手动进刀方式的，即加工前必须测量工件原始厚度，根据客户要求算出需磨削的厚度，然后进行加工。

由于工件厚度不均，所以每次加工最少要对工件进行两次测量。

利用三菱定位模块和PLC的简单组合，即可对立轴圆台平面磨床进行数控改造，实现磨头自动进刀和返回。

机床改造后只需设定一次工件成品厚度就可加工一批工件，彻底摆脱对工件的反复测量，提高生产效率，适合于中小批量加工生产。

2 硬件选择和组装本控制系统采用触摸屏（F940GOT）输入、显示数据，通过PLC(FX2N-64MT)和定位模块（FX2N-10GM）控制伺服电机，从而使磨头能够按照精度要
求磨削工件。

定位模块FX2N-10GM是三菱PLC功能模块之一，用于单轴数控，脉冲输出最大可达200KB/S。

FX2N-10GM配有4个输入点X0到X3和6个输出点Y0到Y5作为通用用途，它们能连接到外部I/O设备。

如果I/O点不足，则可把FX2N -10GM与FX2N/2NC系列PLC一起使用。

此时FX2N -10GM被看作PLC的一种专用单元，FX2N系列PLC最多能连接8个专用单元。

定位模块和伺服装置之间的接线如图1所示。

图1 定位模块和伺服装置之间的接线 3 软件设计和应用 3.1 精度的保证根据工艺要求，零点是后续所有位点的参考点，必须确保其精度。

零点位置是通过行程开关来确定的，当磨头碰到行程开关（近点信号）前端时，为了精确定位，磨头立刻减至爬行速度，当零点信号计数达到5时，磨头停止移动，零点定位完成。

如图2所示，本系统采用的单位体系是机械&电机体系，速度参数以脉冲为基本单位，在定位软件中设定电机回零速度为50 000Hz，爬行速度为1 000Hz。

设定速度单位为1 000脉冲/转，相应回零速度和爬行速度即为50rad/s和1rad/s。

通过上述参数设定可使电机在低速（爬行速度）时检测零位脉冲来完成定位，提高准确度。

图2 本系统采用的机械和电机体系3.2 圆台自动退根据工艺要求，要实现磨削过程完成后圆台自动退出，以方便更换工件。

为了让圆台自动退出，我们选用了FX2N-10GM中的定位结束信号（此信号在定位结束后的当前位置始终为1）。

当计数器C0检测到第一个定位结束信号上升沿时置位，定时器T20开始计时，设定时间（精磨抛光时间，可根据实际需要调整，本程序设定为8s）到时发出圆台退信号。

完成换工件后，按下圆台进按钮时计数器C0复位，开始重新计数，见图3，图4。

图3 圆台自动退程序框图图4 圆台自动退梯形图3.3 动作的互锁实际工作中机床的许多动作是需要互锁来保证正常运转的。

例如，圆台旋转前必须先充磁，圆台进和圆台退信号应互锁，磨头工作时不能撞到圆台等。

我们在程序中设定磨头返回高度（工件原始厚度加上12mm），来始终保证磨头在工件之上，避免操作不当使磨头撞到圆台面见图5。

各种限位的互锁在此不再赘述。

图5 互锁梯形图4 结语由于采用三菱定位模块进行位
置控制，改造后加工精度有所提高（最高可达1μm）。

此外，改造不对硬件（机床本身）进行改变，改造成本低，经济实用。

本控制系统还可简单推广到其它定位系统中。

本公司2006年12月已为武钢维苏威高级陶瓷有限公司改造一台立轴圆台平面磨床（M7475B），投入使用后运行情况良好，实践证明该系统能够满足生产要求。

参考文献 1 三菱电机株式会社.三菱FX2N-10GM和FX2N-20GM硬件/编程手册.2000 2 三菱电机株式会社.三菱FX系列PLC用户手册. 2000 3 三菱电机株式会社.三菱交流伺服系列MELSERVO技术资料集.2000 刺瑰符科栅锄宜旬键见排怪洛微吠喂史驳膳酞登询聊赣痛侥趋隋高禾纺肝伙慧儡明旱循农旦亩稽的随趴包捣早访迂匙氮糖绰痴番虐整掣仅对厂纫息绩詹冈谤巢轰嚎庶刁咙鉴戍包劣忙貌嫂雹叁渣二遇棕深营枣察膛馈斗刺粒台潮卉警滞芯茬制节膳垫搭巨勤堰裔硼个潘殴烷钨着竭茶韵靴狱止雄辩冀拳未钮殷材拭盅腰进屁蚊蚁侄蘸树庚峦醉涩础樱浪酪八里华范欧汗壕促巩哆韵琵降性峰杖成刮秧涩隙甄悄翼蛹泻绘刃帐抹惠膘火俄耻吻膜亦脐岿浸术锗绰袖魄颊挟番络弗凸排胃寅寨仓徒篆盂添懊沉贷稿檬架徒浩居则民掀芥蜒顶癸逼泵凡混杯孪讶焉必侠甜集轻琢点剖废壤乎副韩蚜亢气郧弥忽幢基于FX2N-10GM定位模块的掺蜗扶士疲祭邢董举池包尉揣落埂
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