技术与应用 光栅尺和ＰＬＣ在圆锥滚子 无心磨床上的应用 孟红军 （新乡市华盛天龙数控设备有限公司，河南新乡４５３００３） 摘要 为了提高圆锥滚子无心磨床工作台的进给精度，在工作台上装了一个光栅尺，光栅尺 和工作台的伺服驱动系统构成一个完整的全闭环控制系统，确保了工作台的进给精度和重复精度 １ 要求，也大大提高了圆锥滚子的加工精度和加工效率。 关键词：光栅尺；高速计数器模块；进给精度；加工精度；全闭环 Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｕｌｌｅｒ ａｎｄ ＰＬＣ ｉｎ ａ Ｔａｐｅｒｅｄ Ｒｏｌｌｅｒ Ｃｅｎｔｅｒｌｅｓｓ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ＭｅｎｇＨｏｎｇｊｕｎ （Ｘｉｎｘｉａｎｇ Ｈｕａｓｈｅｎｇｔｉａｎｌｏｎｇ ＮＣ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，Ｈｅ’ｎａｎ ４５３００３） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔａｐｅｒｅｄ ｒｏｌｌｅｒ ｃｅｎｔｅｒｌｅｓｓ ｇｒｉｎｄｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ，ａ ｇｒａｔｉｎｇ ｒｕｌｅｒ ｗａｓ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ，ａ ｇｒａｔｉｎｇ ｒｕｌｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｏ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｆｏｒｍ ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｏｒｋｔａｂｌｅ ｆｅｅｄｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ １ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｐｅｒｅｄ ｒｏｌｌｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒａｔｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒ；ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒ；ｆｅｅｄｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ；ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ 随着科学技术日新月异的发展，数控技术在机 床控制中得到了广泛应用，用户对机床的加工效率， 加工精度，精度的稳定性提出了更高的要求。圆锥 滚子无心磨床由砂轮体、导轮体、工作台、修整器 等四部分组成，圆锥滚子是在砂轮和导轮之间穿过 图１系统框图 磨削加工而成的，导轮体安装在工作台上，导轮体 １．２系统配置 随工作台的移动而移动，滚子的磨削量由工作台移 Ｉ）ＱＯ２ＣＰＵ。 动，调节砂轮和导轮之间的间隙决定，工作台的进 ２）通信模块ＱＪ６１ＢＴ１ １Ｎ。 给精度直接影响了滚子的加工精度，工作台的进给 ３）定位模块ＱＤ７５Ｐ１。 是由伺服电机和一对丝杆螺母副带动进给的，属于 ４）输入模块ＱＸ４１。 半闭环控制系统。由于丝杆存在间隙以及联轴器、 ５）输出模块ＱＹＩＯ。 机械零件、导轨存在刚性不足甚至摩擦力影响等问 ６）高速计数器模块Ｑ６２Ｄ。 题，这种半闭环控制系统得不到工作台进给精度ｌｕ ７）伺服驱动器ＭＲ．Ｊ２Ｓ．３５０Ａ。 要求，只有在工作台上加装光栅尺，使控制系统构 ８）伺服电机ＨＣ．ＳＦＳ３５２。 成一个完整的全闭环控制系统，才能满足用户要求。 ９）线性驱动光栅尺。 １．３控制原理 ｌ 系统方案 在操作屏上设定工作台需要进给的距离，ＰＬＣ Ｉ．Ｉ系统框图 根据设定的距离发相应的脉冲到驱动器，伺服电机 ２０１３年第３期电霸曩ｌ技戒Ｉ ６１ 产品与解决方案 监测，计算该线路的综合实时线损、高压实时线损、 低压实时线损。对于重要用户而言，要安装具备远 方监控功能的温升监控设备，实现温升设备运行工 况监测、温升告警、温升数据监测、温升报表的自 动化运作；对于公用线路上的专变用户而言，应当 对限电电流数值进行合理设定，若出现超出限电范 体应用，自该系统正式投入运行以来，系统整体趋于 稳定，并且能够有效地对输配电设备的实际运行状况 进行监测，同时还能对设备运行指标进行及时分析， 进而给出预警，这极大程度地提高了设备运行的安全 性和可靠性，进一步确保了电网的稳定运行。 参考文献 ［１］ 王永辉．基于嵌入式组合式电站监控系统的研究［Ｄ］． 西南交通大学，２００８． ［２］ 侯晓东，赵跃齐，刘和平．一种新型多通道远程在线监 控数据采集系统的设计与实现［Ｊ］．计算机测量与控 制，２００８（９）． 围的情况，应当予以告警，提醒用户控制用电负荷， 指导用户合理规划用电，从而推进计划用电的实施。 ６）用户在线监测与实时线损计算 对低压用户运行数据进行监测，对比分析台区 范围内低压用户电度、电流、电压等数据，筛选出 存在用电异常的低电压用户，主动处理用户用电的 问题隐患，将用户报修转变为计划内消缺，以便提 高供电服务质量。即使在用户报修设备故障的情况 下，也能够通过在线监控系统及时确定故障范围是 单一用户还是整个台区。用户在线监测要将日电度、 时电度曲线分析作为监测用电突变用户的重点；在 改造完成配电变压器用户智能电表后，可通过在线 监控系统采集用户末端用电量和电压，实时计算综 合线损、高压线损、低压线损，提高堵漏增收、降 ［３］ 黄文龙，程华，梅峰，陈辉．变电站五防一体化在线监控 系统的设计与实现［Ｊ】．电力系统保护与控制，２００９（１２）． ［４】 傅旭，王锡凡．电力系统静态电压稳定性在线监控．一 种在线确定负荷裕度的方法［Ｊ］．电力自动化设 备，２００９（５）． ［５】 苏鹏声，王欢．电力系统设备监测与故障诊断技术分 析［Ｊ］．电力系统自动化，２０１０（３）． ［６】 漆铭钧，李荣，贺耀春．远程图像实时监控系统在长沙 电网中的应用［Ａ】．第四届输配电技术国际会议论文 集选编［Ｃ］．２００８．４． ［７】 孔庆月，翟少华，徐明贤．对传统式分布式系统的改进 研究［Ｊ】．黑龙江科技信息，２００７（６）． 损节能等工作成效，为用户提供优质供电服务。 ３结论 本系统自设计完成后，在某市的电网中进行了具 （上接第６２页） ４应用效果 在未装光栅尺的半闭环控制系统中，由于机械传 动方面的摩擦力或机械零件弹性变形等影响，在触摸 屏上输入１ 或２ 等微距离的进给命令时，工作台并 不一定能进给设定好的距离，经试验，只有在设定距 原来３ｕ提高到ｌｇ，加工效率由原来的８０粒／ａｉｒｎ提 高到１００粒／ｍｉｎ，ＩＩ级精度的滚子成品率由原来的 ８０％提高到９５％以上。 ５结论 在这种无心磨床控制系统上加装光栅尺后，工 离大于３ｕ时，工作台才能克服机械外在阻力或机械 变形影响，进给到设定距离；由于这种半闭环控制系 统进给精度的影响，滚子每次磨去的尺寸小于设定尺 寸，需要人工补偿进给工作台，才能使滚子磨到规定 尺寸，但由于操作工水平限制，有可能使滚子尺寸磨 小以致报废或降低了滚子精度等级，并且这种半闭环 作台进给精度和重复精度得到了大大提高，确保了 该机床可以加工ＩＩ级精度的滚子，并且也大大提高 了产品质量和加工效率，创造了显著的经济效益， 受到了用户好评。 参考文献 ［１］Ｑ系列高速计数器模块使用手册 系统，由于需要人工多次测量滚子精度，以便确定工 作台手动补偿进给量，这样就影响了加工滚子的效 率。在工作台上装了光栅尺后，进给系统构成了完整 的闭环控制系统，撇开了工作台机械方面原因对进给 精度的影响，采用全闭环控制后，工作台进给精度由 作者简介 孟红军（１９６９一），男，工程师，主要从事机床电气设计工作。 ２０１３年第３期国Ｉ｜ｌ藏戒ｆ ９９
