1引言
研磨设备是对工件的表面进行精加工的设备，此类设备广泛用于轴承汽车工业、刀具及机床加工工业、空气压缩机和电机工业、液压气压及密封工业等行业，零部件等需研磨工件领域。我国的研磨设备制造业普遍存在耗能高、噪音大、污染大、效率低等问题，严重影响了操作者身心健康和周边环境。近年来越来越多的用户对机床人性化、精度、效率等提出了更多的要求，原有的设备已满足不了用户的需求，这就促使我们在研发时，基于现有机床制造技术，采用先进的设计技术，对机床结构进行优化重构，从而达到降低机床耗能和噪音的目的。
2系统概述
双面研磨机的加工原理为：批量工件在行星轮内由中心轮带动作圆周运动，上、下研磨盘旋转磨削加工。控制部分主要采用气动控制，由电磁阀和气缸配合传感器来实现动作控制。
我们新一代升级改进的研磨加工设备在如下几个方面利用了台达电气进行了创新和研发：
（1）VFD-E系列变频器的使用简化了机械结构
利用减速电机代替复杂的齿轮和涡轮蜗杆机械传动，实现速度连续可调。原机床速度调节为机械换档变速，只有四档速度可调且严禁加工中速度转换，且使用中会因加工零件问题而出现大的噪声和磨损问题。新的设计中采用减速电机直连传动轴，变频无级调速，结构简单，对速度控制能力强，运转中可以平滑调速，从而在工件研磨过程中，更能满足加工工艺对机床工作转速的要求。而且高速仅为修盘时使用，正常加工时速度一般较低，也达到了节能降耗、降低噪音的目的。
（2）ASDA-A2伺服的使用实现半自动上下料，提高上料效率
中心轮的旋转既要带动工件加工时旋转公转，又要实现带动行星轮按一定角度旋转定位，使装载工件的行星轮在上下料的位置精确停止，以便于快速完成工件的装卸。设计中采用中惯量伺服系统ASDA-A2驱动ECMA伺服电机，利用伺服控制器的Pr路径定义所需的速度及目的位置参数，省却繁琐的编程及外部控制，十分方便。
（3）DOP-AE触摸屏和DVP-EHPLC的使用使机床接线简单
因机床动作较多，需要显示和设定的数据也较多。如果用机械连接方式，则会大大增加PLC的输入点数及电气连线，故障率也会大大增加，本机中采用了PLC和触摸屏相结合的方案。整机核心控制采用了台达的EHPLC控制，操作终端采用台达的8寸256色真彩触摸屏，两者通过通讯线连接即可。操作面板上除了必需的快捷键外，其余的按钮操作、工作参数修改设定、运行状态监控、进程显示、报警或提示信息显示均在触摸屏上进行。
（4）利用通讯技术使机器更智能化
台达PLC编程软件功能强大，变频器及伺服均内置RS485标准通讯协议，使得PLC与变频器、伺服通讯控制及其方便，而且成本低廉。双绞线及简单语句就实现了动作控制、速度调定及报警监控等功能。
（5）尺寸控制和CBN砂轮提高效率
采用CBN砂轮磨削，其耐磨性为在线测量提供了保证，从而可以利用相对测量，对机床加工工件尺寸做出较精确测量。本机最终工件尺寸测量精度达1μm，这样极大地缩短了加工测量时间，提高了加工效率。
系统构成如图1所示。
为了保证整机动作的安全可靠及长使用寿命，在电网和电柜进线处加有隔离开关分断装置及电源滤波器。PLC电源处加有电源滤波器，输出点加有终端继电器保护。
3动作控制
本机由四个气缸分别驱动上研磨盘摆入、摆出，上升、下降，放松、夹紧及外环上升、下降，气缸的行程由各自的限位开关限定运动极限位置。加工过程分为预压、主压、后压三个自动转换加工阶段，可分别实现消除工件自身误差、去除尺寸、整形的目的。上下研磨盘及中心轮电机的旋转可以随时在人机界面上输入所需的转向及转速，也可以直接选用所需的转速组一键设定所需转速。随时可调的转速和压力为加工各种不同的工件提供了可能。各种辅助时间等也可以按需设定。
4软件设计
（1）PLC部分
工作流程如下：
首先选择好加工模式，例如：手动模式、时间模式、尺寸模式修整模式。
手动模式下可以进行各动作的调整，各电机上、下盘旋转方向、速度等，冷却液开启、主加工或精加工等。
时间循环过程是：摇臂右摆至工作位置—上研磨盘下降—开冷却油—研磨盘旋转—初加工、主加工、精加工压力按设定时间自动转换—研磨盘停止转动—上研磨盘上升—摇臂左摆至极限位置—检查工件尺寸。修整模式基本同于时间模式动作，只是加工工件改为修整砂轮盘的平面度及锐利度。
尺寸模式下按下循环起动按钮，摇臂右摆至工作位置，夹紧机构动作使摇臂夹紧—上研磨盘下降，开启冷却油—上盘下降至工件，研磨盘启动，初、主、精加工压力自动转换，转换时间由予先调定尺寸值控制—尺寸到以后，研磨盘停止转动，冷却油停止，上盘上升—夹紧机构动作，使摇臂松开—摇臂向左摆出—检查工件尺寸。
（2）变频器及伺服参数设定
为了保证三电机同时启动和停止，对惯性大的上研磨盘变频器加制动电阻控制，缩短停机时间，与其它电机同步停止工作，保证加工零件的表面精度。其余参数设定主要是运转指令来源，频率指令来源，通讯协议、通讯地址设定。伺服参数除对加减速时间进行设定外，重在对输入输出参数组进行设定，可以将伺服ON、正反转行程末端直接进行定义，无需外部接线；对Pr路径参数设定，保证上下料时，不同数目行星轮的合适的旋转速度和精确位置。
（3）触摸屏部分
台达触摸屏与台达EHPLC采用RS232口通讯，在触摸屏程序中需预先设定连接的PLC类型，相应的通讯口，通讯速率，人机及Controller站号，系统控制区及状态区。
根据系统功能的需要，触摸屏画面设计了动作操作、进程显示、参数设定，报警提示等功能。当电机报警或气缸磁性开关及接近开关不到位时，及时在触摸屏的底部自动弹出滚动形式的提示和报警信息，便于操作者及维修人员快速查找故障原因。
多国语系可以很方便地实现中英文之间的切换，无需多余的画图2是加工监控画面之一，图3是参数设定画面之一。
在每屏上我们设有实时加工时间显示及循环加工程显示，便于观察，动作所需时间等参数的设定视机床操作要求设掉电保护功能或密码保护功能。设定数据时需先按下“数据设定未启”按钮，变为“数据设定启用”，然后用手触摸需设定的数据对象，就会自动弹出一个小键盘，输入想设定的数据后，按下“ENT”键后，键盘自动从屏幕上消失，循环时按键自动变为“数据设定未启”，这样可以防止循环加工时的误操作及有效利用屏幕。
5结束语
台达自动化产品PLC、触摸屏、变频器及伺服在双面研磨机上的应用，简化了机械传动结构和装配接线工作，缩短了设计及试制周期，实时的监视报警提示为安装调试及维修提供了极大的便利，一键设定功能也使控制更灵活，性能更安全可靠。也因为各工艺参数的可以调定最佳值，使我们需研磨的高精度基础零件的平面度、平行度、工件尺寸、加工效率等质量参数都有很大提升。现该类设备使用效果良好，得到了用户的认可，也必然会应用于更多领域。
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