第28卷第2期湖南大学学报(自然科学版)Vo1.28,No.22001年4月JournalofHunanUniversity(NaturalSciencesEdition)Apr.2001文章编号:1000-2472(2001)02-0035-05三菱PLC在刨床数控系统上的应用杨鼎强1,谭怀亮2(1.湖南大学计算机科学系,湖南长沙410082;2.中南大学机电工程学院,湖南长沙410083)摘要:利用日本三菱PLC定位控制单元的特点,研制了特形面数控刨床系统,相比传统的单片机控制系统,既简化了机床结构和控制系统,又简化了用户的编程工作,使系统的稳定性和灵活性得到了提高.关键词:三菱PLC定位控制单元;数控系统;特形面数控刨床;驱动系统中图分类号:TG502.35文献标识码:AApplicationofMITSUBISHIPLCinNCControlSystemAboutSpecificShapePlanerYangDingqiang1,TanHuailiang2(1.DeptofComputerScience,HunanUniv,Changsha410082,China;2.Mid-southIndustrialUnivMechnicalElectricalEngineeringAcademic,Changsha410083,China)Abstract:AnewtypeofNCcontrolsystemforspecificshapeplanerwasdevelopedwithMITSUBISHIPLCpositioningcontrolunit.Comparedwithsingle-chipmicrocom-putersystem,theresultshowsnotonlythemachinetoolstructureandthecontrolsys-temissimple,butalsotheuser'sprogrammingiseasy,reliableandflexible.Keywords:MITSUBISHIpositioningcontrolunit;NCcontrolssystem;specificshapeNCplaner;drivesystem现代许多机电行业已广泛运用定位单元进行控制,如X-Y工作台控制、回转工作台控制、进给控制、同步进给控制、辊道送进控制、复杂轨道运动控制等.究其控制形式主要有直线插补、圆弧插补、等速轨道控制、高速高精度轨道运算、速度切换控制、速度、位置控制、定尺送进等.所有这些控制要求都可以采用不同档次的PLC有关控制单元或模块构成系统,以求得技术上先进、经济上合理的解决方案.作者利用日本三菱电机公司的PLC定位控制单元,开发了特形面数控刨床数控系统.收稿日期:2000-10-10作者简介:杨鼎强(1965-),女,湖南宁乡人,湖南大学访问学者.现湖南省轻工业高等专科学校工作.36湖南大学学报(自然科学版)2001年1特形面数控刨床及其驱动系统数控刨床加工对象为由圆弧、直线和过渡圆角形成的特形面,带有一定的锥度:即由一定的锥面和斜面组成,该持形面沿轴线方向的发生线仍是直线,不同于一般的三维曲面.加工时,刀具作快速直线运动来扫描工件表面,就可加工出模板特形面,采用刨削加工,既能用简单刀具实现高效切削(与铣床方式相比),又能简化机床结构.数控刨床工作循环与普通刨床相同,即间歇进给-刨削行程-返回行程,不同的是要求X(刨销方向)、Y(水平进给方向)、Z(垂直进给方向)三坐标联动.以加工锥面为例,设从大头刨到小头,如图1所示,间歇进给时,Y,Z两方向作圆弧插补移动一个进给量F(mm),刨削行程时,X,Y,Z需同时运动,各个运动速度必须满足下列关系:VY=-VXcos=VXY/R(1)VZ=-VXsin=VXZ/R式(1)中,VX,VY,VZ为三个坐标方向刀具-工件的相对运动速度;Y,Z为切削起点位置相对圆心的坐标;为切削起点位置法线方向与Y轴的夹角;R为切削起点位置的半径;为锥面斜度.负数表示运动方向与坐标方向相反由小头刨向大头时,式(1)中负号改为正图1加工带锥度的锥面号,刨削一个斜面时,式(1)同样适用,只是其中角为常值.刨床数控系统自动控制X,Y,Z的同步运动速度,即可以加工出锥度来.为了保证三个方向的速度维持式(1)所要求的关系,机床数控系统每个工作行程均自动检测刨削速度,并将前一行程的刨削速度作为当前行程的刨削速度VX,通过式(1)计算出相应的VY和VZ来控制刀具-工件的相对运动,这样将刨削行程这个三坐标联动控制