引言

　　當今世界，微型電機的需求量大增，從而引來了國內外商家的大量投資，隨之帶動了電機設備銷售及制造業的興起，轉子換向器精車機就是加工微型電機轉子的專用設備。然而早期的轉子換向器精車機由傳統的繼電器電路和幾個簡單的氣缸和油缸控制，車削的產品質量往往一致性差，次品率高，且車刀進給尺寸很難控制等。PLC控制絕對位置伺服系統在轉子換向器精車機中的應用就由此產生了。

1 控制元件介紹

　　1.1 三菱FX3G－40MT PLC

　　本文選擇的PLC 類型為FX3G 系列, 是三菱電機公司新近推出的新型第三代PLC，基本單元自帶兩路高速通訊接口（RS422&USB）內置高達32K 大容量存儲器，標準模式時基本指令處理速度可達0.21μs，控制規模:14~256 點（包括CC-LINK 網I/O），基本單元左側最多可連接4 臺FX3U 特殊適配器，可實現浮點數運算，可設置兩級密碼，每級16 字符，增強密碼保護功能的小型PLC。特別是所具有的3 軸定位脈沖輸出功能和絕對位置伺服電機數據讀入功能，使得在不增加其它運動控制模塊的情況下可以直接對伺服系統進行控制。而且由于需要輸出脈沖驅動，PLC 應采用晶體管輸出型。

　　1.2 三菱MR-J3－40A 伺服系統

　　三菱絕對值位置控制系統對于企業中經常使用的點位控制系統來說，是一種非常方便實用的位置控制方式。一旦原點設置后，完畢每次停電后開機時，這種系統不需要回原點，大大方便了操作。三菱通用交流伺服放大器MR-J3 系列是在MR-J2S 系列的

　　基礎上開發的具有更高性能和更高功能的伺服系統，其控制模式有位置控制、速度控制和轉矩控制以及它們之間的切換控制方式可供選擇。MR-J3 系列配套的高性能伺服電機編碼器采用了分辨率為262144 脈沖/轉的絕對位置編碼器，速度環路頻率響應提高到900HZ，具有高速大轉矩特性，所以比MR-J2S 系列具有進行更高精度控制的能力。

2 轉子換向器精車機介紹及機器工作過程

　　轉子換向器精車機是用來車削電機轉子換向器表面的專用設備，其車削的目的主要為保證轉子換向器表面的位置尺寸、圓度、和粗糙度。

　　1）打開電源，各控制元件復位后，J3 絕對位置伺服電機進行編碼器絕對位置數據讀取，完成后按下控制裝置啟動按鈕，皮帶臂上下氣缸下降，到達限定位置后SQ2 接通，皮帶帶動轉子旋轉。

　　2）J3 絕對位置伺服電機旋轉帶動刀具前進，到位后切削氣缸由右向左對轉子換向器進行軸行切削，到達限定位置后SQ4接通。

　　3）J3 絕對位置伺服電機旋轉帶動刀具后退，到位后皮帶停止旋轉，切削氣缸退回到限定位置后SQ3 接通。

　　4）絕對位置編碼器數據讀取，皮帶譬上下氣缸上升到限定位置后SQ1 接通。整機動作完成，進入下一個循環。

3 PLC 的I/O 使用情況和絕對位置伺服系統控制方法

　　1）PLC 的輸入控制：輸入控制采用漏型控制，X0-X4 自定義為絕對位置伺服系統輸出信號。X5-X12 自定義為普通IN 控制點,連接無電源觸點，或內置式串聯二極管的磁性開關等。在使用串聯二極管的磁性開關時不能串聯2個以上開關。

　　2）PLC 的輸出控制：輸出控制也采用漏型控制，Y0-Y7 自定義為絕對位置伺服系統輸入信號。Y10-Y13 自定義為普通輸出點，用于控制中間繼電器、電磁閥等。負載電流大于0.5A 時需要使用中間繼電器或PLC 輸出放大板等方式進行中轉。在使用感性或電阻負載時需要在每個觸點增加相應大小的熔斷器（保護輸出晶體管免受過載、短路等損壞）。

　　3）絕對位置伺服系統的控制：精車機在工作中對進刀位置控制要求非常高，所以本機控制方式采用位置控制。脈沖輸入方式使用集電極開路方式。指令脈沖串控制方式為：負邏輯脈沖串+符號。連接伺服電機的絲桿導程為5mm,伺服電機旋轉一轉所需的指令輸入脈沖數為5000/ 轉, 即實際刀具前進分辯率為0.001mm/脈沖，不使用正反轉行程限制。

4 主要程序介紹

　　1）絕對位置數據讀取程序介紹：

　　M100 為數據讀取DABS 指令的驅動軟元件，在M100 為初始常閉狀態時驅動DABS 指令，伺服ON（Y4）和ABS 傳送模式輸出（Y5），通過接收傳輸數據準備完畢信號（X2）和發送ABS 請求信號，可一邊確認相互的收發信，一邊進行32+6 位的數據通信。數據是通過bit0(x0)和bit1(x1)的2位的回路進行的。ABS 數據讀出結束時，執行結束標志位M8029 接通，讀取完成標志M1 接通。讀取的數據保存到D8340(低位)D8341(高位)寄存器內。指令驅動后5 秒內未接收到數據讀取完成標志（M1）接通，則讀取超時軟元件（T10）接通，精車機報警。

　　2）位置控制程序介紹：

　　M120 為絕對位置控制DDRVA 指令的驅動軟元件，在M120接通后驅動DDRVA 指令，脈沖口（Y0）發送相應脈沖數，發送的脈沖數值為（D8340-D200），D202 為脈沖發送的頻率，單位為Hz,方向信號(Y3),會根據（D8340-D200）值自動切換狀態。當脈沖發送完成后，執行結束標志位M8029 接通，定位完成標志M2 接通，驅動軟元件M120 復位，精車機的刀具定位完成。

5 結束語

　　SR-1101 型自動轉子換向器精車機采用本系統后，換向器車削的圓度和粗糙度有了質的提高，初次對刀時間也大大縮短，產品的一致辭性也非常好。有望在今后的相應設備中得到廣范應用。由于篇幅原因，本文只對這個系統作了簡要的介紹，詳細控制過程請參考三菱電機的相應手冊。