0 引言

　　某客户一套轴类淬火机床有8个运动轴。其中6个轴只做定位运动，还有2个轴要求既做定位运动，又做旋转运动。各轴之间不需要做联动。如何为客户配置一套经济实用的控制系统呢?笔者考虑了两套方案：

　　方案1：采用三菱C64CNC数控系统，C64CNC具有多系统功能，每系统内可控制6个NC轴。采用双系统，每系统内设置4个NC轴。利用其等待功能，可以实现8轴的运行。

　　方案2：采用三菱FX2N-10GM做定位控制，系统主控采用三菱FX2N-80PLC。上位显示控制选用三菱GT1585触摸屏。

　　由于一台FX2N—PLC可以带8台FX2N．10a诅，这样就易于实现8个轴的控制，由于工作机械并不要求各轴之间的联动，选用FX2N-lOGM就易于减少控制难度，增加互换性，减少停机时间．而且也经济实用．经综合考虑，决定采用第2方案。

1 总设计方案

　1.1 各个轴的定位动作可以预先编制在其对应的FX2N-1 0GM定位单元内

　　只留出“启动”、“停止”信号给主PLC控制。主PLC控制各轴的“启动”、“停止”。各轴的手动运行也由主PLC控制。各外围设备的控制也由主PLC控制。整个自动程序由步进梯形指令完成。

　　1.2 由触摸屏制作各轴的运动控制画面

　　包含其手动部分和自动部分。各个轴的运行距离，运行速度可以在触摸屏上设置(在FX2N-10GM定位单元内编制的自动加工程序中，其运行距离，运行速度可以用数据寄存器D指定。这样就很方便在触摸屏上进行设置)。

2 FX2N-10GM定位单元的工作特点

　　2.1 FX2N-10GM定位单元本身带有CPU可以不需主PLC而独立运行

　　其运动程序与常规的数控加工程序类似，这样就很方便操作工人编制程序。运动程序的写入可以通过手持编程器“E-20TP”写入，也可以通过专用编程软件通过电脑写入。

　　2.2 FX2N-10GM定位单元具有绝对值系统检测功能

　　只要设定参数和硬连线完成，上电之后就可以自动检测，不需要在PLC内编制绝对值系统检测相关程序。

　　2.3 原点设置不需要硬开关

　　这对于淬火机床这样高温，喷水恶劣工作环境的工作机械来说，减少硬件开关这样的故障点有重要意义。

　　2.4在FX2N-1 0GM定位单元的指令系统中，有一中断指令COD71

　　它的功能是指定运动轴以规定的速度运行。当出现中断信号后，立即停止(也可以移动指定的距离)，该指令对于控制淬火机床的旋转轴极为实用。

3 程序设计要点

　　3.1 主PLC与FX2N-10GM定位单元之间的信息交换

　　FX2N-10GM定位单元可以独立运行，也可以由主PLC控制运行。由主PLC控制运行时，就需要进行信息交换。这种信息交换由PLC的“FROM”／“TO”指令进行。“FROM”指令用于读取FX2N．10GM的各种信息。“TO”指令用于向FX2N．10GM写各种信息。

　　下图是该指令的应用

 
图1主PLC与FXl0GM之间的指令交换

3.2 自动程序的构成

　　淬火机床的全自动加工程序可以由两种方式编制：

　　第一种方式

　　使用FX2N-10GM的自动加工程序。编程方法类似于数控编程，从第l轴的自动加工程序开始，用其自动加工程序中的M指令向其他轴发出“启动”、“停止”指令。各轴的停止和等待可以用M指令。

　　这种编制程序方式要求对数控编程熟悉，适用于多品种的柔性制造系统。第二种方式

　　各轴的工作程序预先写入FX2N-10GM中。其运行距离，运行速度由数据寄存器D指定。在主PLC程序中，通过步进梯形指令控制各轴的启动，停止。同时写入各种运行距离，运行速度数据。还可以通过触摸屏修改写入的运行距离和运行速度。

　　这种方法简单明了，程序编制及分析简单，适用于固定动作机械。在本机床程序设计中，采用第2种方式。

4 主要技术难点

　　4.1 绝对位置检测系统的建立

　　在FX2N-10GM和MR-J2S伺服驱动器之间建立

　　绝对位置检测系统的方法如下：

　　在FX2N-10GM一侧要做如下设置：
　　参数#51=1——(绝对位置检测有效)
　　参数#5 l=X0——该参数对输入接口定义如下．
　　规定0——ABS数据位1
　　规定X1——准备发关
　　参数#52=Y0——该参数对输入接口定义如下：
　　规定Y0——ABS传输模式
　　Y1——ABS请求
　　Y2——伺服ON

　　在MR-J2S伺服驱动器一侧，必须进行下列设置参数#1=1000--使用绝对位置系统;硬件连线如图2

 
图2绝对位置检测系统硬件连线图

　　经上述参数设置和硬连线，上电后，在FX2N-10GM和MR-J2S驱动器之间自动进行绝对位置信息传递。建立绝对位置检测系统。

　　4.2 绝对位置检测系统下的回零操作

　　1)设定参数#16=0；——(机械零点数值)
　　2)参数#18=2——(无DOG开关模式)
　　3)将轴运动到预想零点位置，
　　4)按下回零开关(发出回零信号)
　　5)发出CRL信号，伺服驱动器的偏差计数器被清零)l
　　6)将参数#16--(机械零点数值)的数值写入当前值寄存器；

　　以上5、6项由控制器自动完成，在绝对位置检测系统下只需进行一次回零操作。

　　4.3 关于旋转轴的定位和旋转的处理

　　旋转轴的工作要求如下：启动——定位(等待夹持工件)——旋转——旋转停止——定位(等待卸下工作)——结束其旋转停止信号由热处理工艺条件决定，无法预先确定。

　　由于伺服系统工作在位置控制模式，即使在旋转过程中，旋转轴的位置不断变化。关键在于旋转轴停止旋转后，如何迅速回到定位位置。如果按原路径返回，时间就太长了。这是实际工作所不允许的。实际调试中采用中断功能，即将热处理工艺完成信号作为中断信号，在FX2N-10GM定位单元中，该信号为X2。当该信号X2=ON，中断启动。

5 结束语

　　基于FX2N-10GM定位单元，配用主PLC+触摸屏，构成了一套结构简单，显示及操作功能丰富。经济实用的数控系统。具有很强大的柔性生产能力。由于三菱的FX2N-10GM／20GM可以独立运行，因此可以用其构成多达数十轴的控制系统。用主PLC控制各轴的启动／停止。这是构成多轴控制系统的好方法。