三菱数控在车床上的应用

浅谈数控机床C轴的功能和控制摘要：C轴越来越广泛地被应用到数控机床上，根据不同品牌的机床，它的功能与控制都有所不同，但基本原理没变，还是360度的一个圆作为一个可控制轴。

这里浅显地介绍一下C轴定义和功能，以及它的驱动和检测，结合三菱数控系统M70V A来探讨一下它在DLA20车削中心上的应用与参数的设置。

关键词：数控机床；C轴功能与控制1.C轴的定义和功能对于数控车床来说，所谓C轴就是对应绕Z轴的旋转运动，既可实现主轴周向的任意位置控制，又能实现X-C、Z-C联动。

主轴周向的任意位置控制，就是主轴分度的概念，配合锁紧装置可以将加工件定位到一个你所需要的度数，C80.000或者C161.000等等。

比如数控花键铣床，就是利用C轴分度的功能，根据加工工艺的要求，将360度等分成几份，在加工程序中按照旋转度数来编程。

对于数控丝杆磨床来说，头架的控制就是C轴，在加工过程中是连续低速旋转，带动Z轴作联动，即C轴转一圈Z轴走一个螺距。

车削中心上的C轴，既可实现主轴周向的任意位置控制，又能实现X-C、Z-C轴的联动。

车削中心是在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头。

由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。

车削中心上的C轴控制又叫CS轮廓控制。

CS轮廓控制是在伺服主轴（串行主轴）上组合专用的检测器，通过主轴电机进行定位的一种功能，与主轴定位（T系列）相比精度更高，可以在定位以及其它的伺服轴之间进行插补。

对伺服主轴进行速度控制的情形叫主轴旋转控制，对伺服主轴进行位置控制的情形叫主轴轮廓控制。

对主轴进行轮廓控制的功能就是CS轮廓控制功能。

2.C轴的驱动和检测C轴控制就是位置控制。

对于花键铣床来说，C轴是用来分度的；对于丝杆磨床来说，C轴是连续低速旋转，带动Z轴作联动，这两种机床都是将直线轴作为旋转轴用，所以用伺服电机来驱动就可以了，使用上与通常的伺服进给轴一样。

三菱M70系统PLC窗口功能在夹臂式刀库上的应用李洪波;黄琳【摘要】PLC窗口功能是三菱M70数控系统的一种PLC编程方法,通过对R寄存器的分配,读出或写入CNC的运行状态、轴信息、参数、刀具数据等.而钻铣中心机床一般采用夹臂式刀库,换刀时需要对Z轴位置进行准确判定.介绍了PLC窗口功能在夹臂式刀库上的应用.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P150-152)【关键词】PLC;窗口功能;夹臂式刀库;M70【作者】李洪波;黄琳【作者单位】大连大森数控技术发展中心有限公司,辽宁大连116023;大连大森数控技术发展中心有限公司,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TG155.3从M60系列的直接数据总线(DDB)功能，到M70/M700系列的PLC窗口功能，三菱数控系统提供了一种使PLC直接读取或写入NC数据的方法，通过对R寄存器的分配，读出或写入NC的运行状态、轴信息、参数、刀具数据等。

该功能实现了PLC与NC数据的实时交互，在实际应用中可进行轴负载显示、轴位置坐标读取等。

钻铣中心，又称钻攻中心或攻牙机，是以高速钻孔、攻丝和铣削为主的加工机床。

这类机床通常采用夹臂式刀库，如图1所示，依靠Z轴上下移动进行还刀和取刀，由于省略气缸等辅助机构和中间环节，使得换刀速度极快，平均换刀时间不到2 s。

与斗笠式和机械手刀库略有不同，为保证换刀和加工安全，夹臂式刀库需要实时读取和判断Z轴机械位置。

1 夹臂式刀库换刀特点区别于斗笠式刀库的刀盘进/退和松/夹刀，以及机械手刀库的刀套上/下和松/夹刀，夹臂式刀库省掉了这些环节，因此，换刀速度较快。

一般其换刀流程如下:换刀指令发出后，首先判断Z轴位置位于第1参考点下方，然后主轴定向，Z轴升到第2参考点位置(完成还刀)，刀盘转到预选刀位，Z轴再降到第1参考点(完成选刀)。

如果换刀指令发出后，判断Z轴位置位于第1参考点上方，出于安全考虑，换刀指令不执行。

数控机床的十大数控系统
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。

今天小编就给大家介绍下数控机床的十大数控系统，大家一起来看看吧。

1、日本FANUC数控系统
日本发那科GS(FANUC)是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业，总人数4549人(2005年9月数字)，科研设计人员1500人。

(1)高可靠性的PowerMate 0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的
CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。

(2)普及型CNC 0-D系列0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。

(3)全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC 用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。

(4)高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。

0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动;0i-TB/TA用于车床，4轴2联动;0i-mateMA用于铣床，3轴3联动;0i-mateTA用于车床，2轴2联动。

(5)具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。

其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。

16i最大可控8轴，6轴联动;18i最大可控6轴，4轴联动;21i最大可控4轴，4轴联。

CGCNC概述1.CGCNC仿真CNCCGCNC是Chen Guang Computer Numerical Control”的缩写，是杭州浙大辰光科技有限公司开发的计算机仿真数控加工系统。

它能够像真正的CNC机床一样进行控制面板操作，可在PC机控制的数控系统里编程移动命令和进行机床动作。

1.1 CGCNC的安装1.1.1安装环境编程部分1.2 插补功能1.2.1 定位（快速进给；G00）功能及目的此指令伴随坐标名称，以现在位置为起始点，坐标名称所表示的坐标为终点，以直线或非直线之路径作定位。

指令格式G00 Xx／Ux Zz／Ww；x, u, z,w 表示坐标值。

附加指令地址，对全部附加轴有效。

详细说明（1）一旦给予这指令，G00 模式一直保持有效，直到G01, G02, G03, G33 指令出现，才更改G00 的模式。

因此，假如次指令也同样是G00，则只需指定轴地址即可。

（2）当在G00 模式中，每一单节的起点和终点，必须做加速或减速；因此，在操作下一单节前，必须确认现用单节的指令为0，并确认加减速回路的轨迹误差状态。

定位幅宽度由参数设定。

（3）（G83~G89）用G00 来实现取消（G80）模式。

（4）刀具的路径为直线还是非直线可用参数来设定选取，定位的时间不改变。

（a）直线路径︰同直线插补（G01），速度受到各轴的快速进给速度的限制。

（b）非直线路径︰分别由各轴的快速进给速度作定位。

（5）在G 码后面没有数值时，作为G00 处理。

注意实际运行中G 指令值后如无数字则视为“G00”。

!程序例G00 X100 Z150 ；绝对值指令G00 U-80 W-150；增量值指令1.2 插补功能1.2.2 直线插补(G01)功能及目的该指令与座标语和进给速度指令一起，使刀具以地址F 指令速度在现在位置与座标语指定终点间直线移动（插补）。

但这时地址F 指令作用为进给速度通常以工具中心进行方向的线速度。

随着电子技术、计算机技术及自动化、精密仪器与测量等技术的发展与综合应用，产生了机电一体化的新型机床——数控机床。

数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。

不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。

数控车床主要用来对旋转体零件进行车削、镗削、钻削、铰削、攻丝等工序的加工，一般采用计算机程序对各类控制信息进行处理，如可自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、槽及端面等工序的切削加工，还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。

本章介绍数控车床及车削中心的组成、分类、特点以及插补原理，以增强读者对数控机床的认识，同时为后续的数控编程奠定基础。

数控车床的组成及分类数控车床的加工范围及特点SIEMENS 数控车床编程与实训2 数控机床的分类数控机床的插补原理1.1 数控车床的组成及分类1.1.1 组成及分类概述数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，其中，计算机数控系统主要由输入装置、数控装置、伺服系统和位置检测反馈装置组成。

数控车床可分为卧式和立式两大类。

卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。

档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。

按刀架数量分类又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。

双刀架卧车多数采用倾斜导轨。

1.1.2 相关知识 1.1.2.1 数控车床组成现代数控车床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数控系统的一个子系统，输入/输出装置也为数控系统的一个功能模块，所以数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，如图1-1所示。

输入/输出装置 车床本体位置检测反馈装置图1-1 数控车床的组成1．输入装置数控车床是按照编程人员编制的程序运行的。

通常编程人员将程序以一定的格式或代码存储在一种载体上，如穿孔带或磁盘等，通过数控车床的输入装置输入到数控装置中。

此外，还可以使用数控系统中的RS232接口或DNC 接口与计算机进行信号的高速传输。

数控车床手工编程与自动编程的优缺点分析摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对数控车床的应用也越来越广泛。

在数控加工过程中可采用手工编程和自动编程两种方式进行程序的编写，两者在程序的准确性、编程效率、编程逻辑、系统的适应性存在一定的差异，两者编程方式各有优缺点，不能绝对地评价哪一种编程方式更好，操作者可根据实际情况采用适当的编程方式，从而编写出加工效率高、程序准确性高的程序。

本文首先分析了数控车工作原理，其次探讨了编程效率，最后就提高数控车床加工精度的方法策略进行研究，以供参考。

关键词：手工编程；自动编程；程序的准确性引言伴随着计算机技术以及传感技术的快速发展，数控加工技术整体水平大幅度增长，不仅实现了生产效率的提升，还能应对一些更加复杂的零件加工需求。

虽然国内的数控车床技术保持着良好的发展趋势，但和发达国家相比仍有一定的差距，因此需要不断完善数控车床加工水平，针对工艺标准化流程进行优化。

1数控车工作原理数控车在应用过程中将传统车床作为基本条件，在以往车床主体中应用计算机数字化控制系统，从而形成一种新型车床。

和以往车床进行对比可以看出，数控车具有较高的自动化程度，同时可以提升加工效率，确保加工的准确度，所以得到广泛应用与推广。

另一方面，数控车与传统车床的工作原理有所不同，其使用数控设备描述与编织需要处理的零件，然后传输到计算机控制系统，最后展开加工。

数控车的主要工作流程主要是以下几个方面：一是操控人员应在机床的卡具上安装需要加工的零件，然后利用控制面板把工件加工的形状、精度及尺寸等录入数控系统中，接着在数控系统中处理各种零件信息，同时利用数控设备把以上信息转变为代码存储至程序中，然后把这些代码录入数控系统中，利用PLC系统把传输的信息进行计算，传送指令到主轴伺服设备、电气回路等其他辅助设备，最后数控系统按照原来输入与转变的数据推动机床展开操作，从而制造出符合要求的零件。

2编程效率同一工件采用手工编程或自动编程，编程效率又存在差异：由于手工编程只要编程者熟悉指令，便可直接在机床上编程加工；自动编程前期准备时间较长，需要计算机上用软件完成绘图，再设置刀具和毛坯等等才能加工。

C5225型立式车床自动控制系统设计摘要C5225型立式车床为大型立式加工车床，主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对小的重型及大型工件。

本文介绍C5225型立式车床的电气控制系统设计，以及编程注意的问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理，基本组成及各部分的功能，运用电路保护条件确定各元器件的主要参数，其中包括：系统电动机的选择，控制变压器的选择和其他电气元器件的选择。

设计了一种基于三菱FX系列的电气控制系统设计，制定了基本方案并设计出电气控制原理图，详细介绍了所选用的三菱FX系列中的FX2PLC，根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，并且编写系统运行的梯形图、控制语句指令表。

还分析了C5225型立式车床的常见的故障及处理方法。

关键词：立式车床；梯形图；PLC；编程Automatic Control System Design ofC5225 Vertical LatheAbstractC5225 vertical lathe machining of large vertical lathe, is mainly used for processing large radial size is relatively small axial size heavy and large workpieces. This article describes the C5225 vertical lathe electrical control system design and programming attention, also introduced the principle of programmable controllers, and each part of the function of basic components, the use of circuit protection conditions to determine the main parameters of all components, These include: the selection of motor systems, control transformers and other electrical components selection options. Designed based on Mitsubishi FX Series Electric Control System Design, developed the basic plan and design electrical control schematics, detailing the use of the Mitsubishi FX series of FX2PLC, according to the design requirements of the PLC's input and output I / O were assigned, and the preparation of system operation ladder, control statements repertoire. Also introduced the C5225 common vertical lathe and analysis of treatment failure.Key words：V e rtical lathe；Ladder；PLC；Programming目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)第2章 PLC概述 (2)2.1 本文应用PLC的意义 (2)2.2 PLC的背景及发展 (2)2.3 PLC的基本组成 (3)2.3.1 中央处理器 (3)2.3.2 存储器 (3)2.3.3 接口 (4)2.3.4 编程器 (5)2.3.5 电源 (5)2.4 PLC系统组成及各部分的功能 (6)2.4.1 CPU运算和控制中心 (6)2.4.2 存储器 (6)2.4.3 输入/输出接口 (6)2.4.4 编程器 (7)2.5 PLC的基本工作原理 (7)2.5.1 PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式 (7)2.5.2 PLC与继电器控制系统、微机区别 (7)2.6 主要技术性能 (8)2.7 基本指令系统特点 (8)2.7.1 图形式指令结构 (9)2.7.2 明确的变量常数 (9)2.7.3 简化的程序结构 (9)2.7.4 简化应用软件生成过程 (9)2.7.5 强化调试手段 (9)2.7.6 编程语言的形式 (9)2.8 PLC控制系统设计的要点 (11)第3章 C5225型立式车床概述 (12)3.1 C5225型立式车床简介 (12)3.2 车床发展历程 (12)3.3 车床类型 (14)3.4 安全操作简介 (14)第4章 PLC在立式车床控制系统中的应用 (16)4.1 气元器件的选择 (16)4.1.1交流电动机的选择 (16)4.1.2 控制变压器的选择 (16)4.1.3 断路器的选择 (16)4.1.4 接触器的选择 (17)4.1.5 时间继电器的选择 (17)4.1.6 中间继电器的选择 (18)4.1.7 熔断器的选择 (18)4.1.8 电动机电缆的选择 (18)4.1.9 电器元器件布置图 (19)4.2 C5225型立式车床电气控制电路概述 (19)4.3 C5225型立式车床PLC控制输入输出地址表 (26)4.4 C5225型立式车床控制流程 (29)4.5 PLC接线图 (34)4.6 PLC梯形图 (35)第5章机床故障检修及维护 (36)5.1 机床常见故障及检修 (36)5.2 机床试车注意事项： (37)5.3 机床维护注意事项： (38)第6章结论 (39)参考文献 (40)致谢...............................................错误！未定义书签。

三菱CNC伺服系统故障诊断及排除黄风【摘要】介绍了10例对三菱数控伺服系统发生故障的诊断和排除的过程和方法.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】4页(P140-143)【关键词】三菱CNC;伺服系统;参数;报警;故障诊断【作者】黄风【作者单位】武汉兴东机电设备工程公司,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TP273故障1 上电后伺服电动机电流持续上升直至报警故障现象:有很多例这样的情况，开机不久，某一伺服电动机就出现“过载”或“过电流”报警，有几例是如果不驱动伺服轴，该轴不报警，一旦仅仅做点动运行，也发生“过载”或“过电流”报警。

而实际情况是电动机空载运行。

分析及处理:既然是“过载”，“过电流”报警，应该是伺服电动机带上了很大负载，但电动机现在是空载，为什么会出现这种故障现象呢?打开CNC上的“伺服监视”画面，观察到只要发出“点动”信号，伺服电动机转动后即使立即停止，电动机电流持续上升，直到超过设定的极限后发出报警。

在调试阶段:（1）检查电动机型号参数#2225，该参数设置错误也会出现上述故障现象。

（2）检查电动机与驱动器的三相电源U、V、W是否对应，相序错误会引起此类故障。

（3）机械安装有问题，伺服电动机轴受到了来自机械方面的过大的扭矩。

伺服电动机的工作特性是保持在NC系统的“指令位置”，而来自机械方面的过大的扭矩迫使伺服电动机离开其“指令位置”，两方面互相作用，伺服电动机一直在不断工作，所以在“伺服监视”画面就看到“电流持续上升”。

（4）如果“反向间隙”#2011、#2012设置过大也会加剧由于机械安装不当引起这类过载现象。

故障排除:要求厂家将伺服电动机拆下，检查安装的同心度及其他影响伺服电动机轴受力的情况。

重新安装后，该故障排除。

也有几例是工作过一段时间后电动机仍然出现上述故障现象，经过重新拆装电动机后故障消除。

故障2 上电后运行，伺服电动机发热直至冒烟故障现象:某客户大型压力机数控系统为三菱M64，伺服电动机7.5 kW。

三菱数控系统三菱数控系统的结构三菱数控系统的工作原理三菱数控系统的分类三菱数控系统的功能介绍三菱数控系统的结构三菱数控系统的工作原理三菱数控系统的分类三菱数控系统的功能介绍三菱数控系统的结构三菱数控系统由数控硬件和数控软件两大部分来工作的。

数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成，这四部分之间通过I/O接口互相连接运作的。

数控装置是数控系统的核心部分，通过它来实现我们的工作需求的。

三菱数控系统由控制系统，伺服系统，位置测量系统三大部分组成。

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。

三菱数控系统的工作原理工作原理：控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。

这三部分有机结合起来，组成完整的闭环控制的数控系统。

三菱数控系统的分类工业中常用的三菱数控系统有：M700V系列；M70V系列；M70系列；M60S系列；E68系列；E60系列；C6系列；C64系列；C70系列．三菱数控系统的功能介绍三菱数控系统M700V系列1.控制单元配备最新RISC 64位CPU和高速图形芯片，通过一体化设计实现完全纳米级控制、超一流的加工能力和高品质的画面显示。

2.系统所搭配的MDS-D/DH-V1/V2/V3/SP、MDS-D-SVJ3/SPJ3系列驱动可通过高速光纤网络连接，达到最高功效的通信响应。

采用超高速PLC引擎，缩短循环时间。

3.配备前置式IC卡接口。

4.配备USB通讯接口。

5.配备10/100M以太网接口。

6.真正个性化界面设计（通过NC Designer或c语言实现），支持多层菜单显示。

7.智能化向导功能，支持机床厂家自创的html、jpg等格式文件。