1.特殊工作機械的工作要求

　　某客戶生產(chan) 的PVC彩帶點印機其控製係統采用三菱E60數控係統，其中彩帶放卷部分采用變頻器+三相電機，定長控製和點印采用2伺服軸控製。該機械的動作要求是：

　　（1）以“放卷速度”為(wei) 基準速度，“定長控製軸”和“點印軸”做插補運行。要求“定長控製軸運行速度“與(yu) “放卷速度”相同。

　　（2）以下運行參數可以在顯示屏上任意設置：

　　（a.）放卷速度；在操作麵板上還可以可以隨時調節放卷速度；

　　（b）定長長度；（根據產(chan) 品型號可修改定長長度）

　　（c）點印頭個(ge) 數；（根據產(chan) 品型號可修改裝在點印軸上的點印頭個(ge) 數）

　　2.控製係統的解決(jue) 方案

　　針對客戶工作機械的要求，經過綜合分析E60數控係統的功能決(jue) 定采用以下解決(jue) 方案：

　　（1）將“放卷變頻器”作為(wei) 數控係統的模擬主軸。E60數控係統自帶一“模擬輸出”接口,可以控製變頻主軸。這樣可以在加工程序中直接發出主軸運行S指令設定變頻主軸的轉速。E60係統在手動方式下也可以發出S指令。

　　（2）在程序中發出S指令後，還可以通過操作麵板上的旋鈕調節主軸速度，調節的精度可以通過PLC程序預先設定。

　　（3）主軸S指令通過變量進行設置。插補軸的運行速度也通過變量計算。通過變量計算使主軸運行速度與(yu) 定長控製軸的速度相等。這可以滿足工作機械的主要要求。

　　（4）定長長度，點印頭個(ge) 數也設置為(wei) 變量。滿足客戶可以隨時修改這些數值的要求。

　　（5）將所有這些變量計算編製為(wei) 宏程序。在主程序運行時調用宏程序以滿足運行要求。

　　3.對模擬主軸速度的計算：

　　（1）主軸S指令

　　在機械結構中，放卷壓輪的驅動鏈為(wei) “變頻器---普通三相電機---減速箱---放卷壓輪“其中變頻器可作為(wei) “模擬主軸”，其轉速可在加工程序中由S指令發出如下：

　　N10S1000M3

　　在以上程序段中，S1000就是主軸轉速指令，在加工程序中發出該指令後，係統經過計算，（特別是需要計算主軸倍率調節等因素）發出模擬量信號電壓給變頻器。變頻器根據模擬量信號調節頻率驅動電機運行。

（2）與(yu) 主軸運行相關(guan) 的參數

　　與(yu) 主軸運行相關(guan) 的參數如下：

　　#1039-----是否有主軸

　　#1024----模擬主軸連接

　　#1001-----主軸最大轉速

　　參數#1001與(yu) 模擬量信號有重要關(guan) 係。其意義(yi) 是“在模擬信號=10V時的轉速”。因此，必須將該參數設置成為(wei) 主軸電機在50HZ時的額定轉速。如果主軸電機在50HZ時的額定轉速=1480R/M,則設置#1001=1480；

　　這樣，在寫(xie) S指令時，寫(xie) 入S1000,就可以獲得變頻驅動主軸電機=1000R/M。

　　（3）主軸倍率的影響。

　　NC係統還提供了主軸速度調節功能。即在設定了S指令後還可以通過外部旋紐調節主軸速度。這需要在PLC程序中處理。主軸倍率寄存器=R148。通過宏程序接口R74將主軸倍率設為(wei) #1033，則主軸最終實際速度（#2000）

　　#2000=S指令速度*主軸倍率

　　#2000=#100*#1033—————（1）

　　（變量定義(yi) 及設置見5.1表1）

#p#分頁標題#e#

　　圖1.主軸倍率的變量處理

　　圖1.是將主軸倍率的數據通過宏程序接口轉變為(wei) 宏程序變量#1033的PLC程序。這是在進行宏程序計算時必須的變量。

　　（4）放卷電機壓輪實際線速度

　　#105=k*#2000--------------（2）

　　#105---放卷壓輪實際線速度

　　#2000=實際主軸轉速指令

　　K=(3.14*#102)/#101

　　#101=主軸減速比

　　#102=放卷壓輪直徑

　　K=(3.14*放卷壓輪直徑)/減速比

　　(當機械係統確定後，K是個(ge) 定值)

　　在進行主軸壓輪線速度計算之前：必須設定

　　#101=主軸減速比

　　#102=放卷壓輪直徑

4.插補軸的合成速度和分量速度

　　4.1牽引電機的線速度計算

　　主軸線速度是整條生產(chan) 線的基準速度，牽引電機軸的速度必須與(yu) 主軸線速度相等。這是設定插補軸線速度的原則：



　　圖2插補運行各軸速度計算

　　在如下程序中

　　N10S#100M3G91G01XA.YBF#115

　　F----指定的是插補運行的合成速度。合成速度在X和Y軸上的分解速度,如下式所示：



　　A----X軸移動距離

　　B---Y軸移動距離

　　F---聯動速度

　　Fx----X軸速度

　　插補運行的合成速度如下式：


　　而Fx必須與(yu) 主軸壓輪線速度相等

　　Fx=K*#2000，則





　　(4)-----是用變量表示的合成速度計算公式

　　5變量設置及宏程序編製

　　5.1變量的設置

　　在宏程序運行前必須設置下列變量：

序號	變 量 號	變  量  功 能#p#分頁標題#e#	設置樣例	備  注
1	*#100	主軸S 指令 轉速	#100=1200
2	#2000	實際主軸轉速指令	計算#p#分頁標題#e#	經主軸倍率調節
3	*#101	主軸減速比	#101=25
4	*#102	主軸壓輪直徑	#102=100	#p#分頁標題#e#
5	#105	主軸壓輪線速度		#105=k * #2000 K=(3.14*#102)/ #101
	*#107#p#分頁標題#e#	齒距	#107= 8	X軸移動距離
	*#109	點印頭數	#109=6
	#110	點印軸Y軸移動距離#p#分頁標題#e#	計算
	*#111	點印軸滾輪直徑	#111=120
			#p#分頁標題#e#
	#1000	2  軸聯動速度		#p#分頁標題#e#

帶*號的 初始變量必須設置，不能為(wei) 零。否則會(hui) 引起計算錯誤。

5.2    經過對主軸壓輪線速度和插補軸相關(guan) 變量的計算和設置，可以編製變量計算用宏程序如下：

變量計算宏程序：P9100

（#100----主軸轉速S指令（設定）

#101-----主軸減速比（設定）  

#102------主軸壓輪直徑（設定）

#2000----主軸實際速度（R/M）（ PLC 傳(chuan) 送 NC）

#105------主軸放卷輪線速度（計算）

#107-----齒距:   X軸單節距離 (設定)

#109----點印頭數    （設定）

#111-----點印軸滾輪直徑  （設定）

#110-----點印軸Y軸移動距離 

#1000-----插補軸聯動速度）

N5   #2000=#100* #1033/100-------主軸實際速度（R/M）

N10  #105= (3.14*#102) / #101 * #2000------主軸放卷壓輪線速度

N20   #110=(3.14*#111) / #109------------計算點印軸滾輪移動距離

N30 

—計算聯動速度

N100  S#100  M3

N200  G91 G01  X#107.  Y#110   F#115

      運行效果：

      通過使用變量和編製宏程序，使機床的柔性化加工功能大大增強。即使加工產(chan) 品品種經常變化，由操作工人通過對變量進行簡單設置就可滿足要求。經過一年多的試用，效果良好。受到使用方的讚許。