一种新型数控磨床专用数控系统开发

　　2、系统软件开发

　　精密内圆磨床控制系统的软件设计分3 部分：内部变量的合理规划、人机界面画面设计和PLC 程序设计和伺服进给程序设计，由于篇幅所限，给出PLC和伺服程序设计流程， 如图2所示。图中系统上电，指电源总开关；强电开启是为了安全起见，设置的强电总开关，只有此开关闭合，整个系统才能正常工作；工作方式后面将叙述；为了保证机床动作的可靠性，本系统采用了逻辑控制与输出驱动分步进行的方法；系统初始化包括PLC 和定位参数的初始化。

图2 PLC 和伺服程序设计流程

　　3、数控操作界面设计

　　数控操作面板应该具备界面友好、操作方便、自诊断功能强和适合磨床的工艺特点。精密数控内圆磨床有动作调整、磨削循环、砂轮单次修整循环、砂轮多次修整循环和新砂轮修整循环共5 种工作方式，这些工作状态必须在总启动以后才能执行，机床的每一步动作都有一定的连锁条件，只有在这些条件满足时，该动作才能被执行，为了使操作者方便操作机床，在人机界面上设计了多种指示信息和必要的提示。触摸屏的主控制界面设计主要提供进入这5 种工作方式或进入参数设置的操作入口，为了增强自诊断能力，在操作入口的界面上按键右侧设置了若干操作或故障提示信息，但它们是在符合条件的情况下才出现的，平时则处于消隐状态。

　　在精密内圆磨床的4 种自动循环中，“磨削循环”是最典型的自动循环。本设计以磨削循环为例介绍其控制功能，其余控制功能相应的设计思路与此类似。

　　磨削循环控制功能如下：在符合多重串并联磨削循环条件时，按下外部循环开始按纽，自动循环开始：首先进给系统自动回到电气零位——按工作条件逐步启动纵滑板前进电磁阀、主轴电动机、冷却电动机、往复电动机——进给系统按预置进给到磨削起始位——按进给预置次数及进给量、进给速度要求完成进给过程——进给系统回复原位——按动作顺序及条件逐步停止纵滑板前进电磁阀、冷却电动机、主轴电动机和往复电动机，并进行往复刹车——结束循环。
   
　　围绕上述控制功能要求，设计出自动磨削循环控制界面。在磨削循环进行过程中，在触摸屏上可以监控循环条件、循环进程、动作状态、X 轴当前位置、进给量和进给速度。当不满足循环条件启动时，自动磨削环控制界面左上方会提示“循环条件不满足”；而在循环进行中，画面上会出现“循环中断”按纽，以便操作人员随时中断该循环。

    4、结语

　　目前该方案已实施，完成了界面友好的数控磨床操作与显示画面，控制了逻辑符合数控磨床的加工过程动作要求，优化了修整砂轮工艺要求的进给曲线，满足了工艺要求的准确定位。加工精度符合要求。实践证明，本设计是一种可持续开发的、具有创新性的CNC 系统软件构建开发方案。项目实施以后，对数控机床的控制方案增加了选项，降低了数控机床生产成本。