整個單晶機床硅磨面磨床的電氣設計分三個部分：硬件電路的設計；軟件的設計；機床的系統調試和數據備份。
1 電氣系統的硬件電路設計
本機床交流電機共6只(粗磨2只，精磨2只，拋光2只)均采用交流接觸器直接啟動，根據工藝要求，精磨電機和拋光電機要具備正反轉功能，因此，電路控制需加兩個接觸器來控制正反轉。控制電路的設計，包含接觸器和氣閥的控制。測量電路的設計采用基恩士位移激光傳感器測量控制，測量數據通過二進制方式傳送到數控系統進行處理，其他外部點到數控系統的I／O單元進行控制。
本機床控制系統采用三菱M70A數控裝置，這是一種將數控系統(NC、PLC、HMI)與驅動控制系統的所有部件集成在一起的操作控制系統。全數控鍵盤可直接連接，主要用于選擇菜單、編輯及修改程序、設定或修改機床數據等；機床控制面板MCP為機床提供了一種簡便的解決方案，主要用于實現機床各功能部件的動作。圖1為本機床的數控系統硬件互聯結構。
圖1 機床數控系統硬件互聯結構
2 電氣系統的軟件設計
單晶機床硅磨面磨床的控制系統包含PLC和NC加工程序，在系統硬件配置好后，應對系統進行硬件參數的配置，保證系統的正常連接。PLC程序編寫和監控通過三菱GX軟件來實現，簡易方便。
圖2為PLC程序中部分程序。
圖2 PLC程序中部分程序
NC加工程序是整個機床的主程序，應該完全按照機床的加工工藝編寫。機床依照NC的執行步驟循環運行，程序的執行可在系統畫面直接顯示，且可自行修改，方便直觀。加工程序編寫好后，可通過三菱數控cncnetwork或ParaGuider軟件進行下載、上載，通訊方式為以太網連接，傳輸可靠且速度快。整個機床主要為五個加工循環：端面循環、測量循環、粗磨循環、精磨循環、拋光循環。下文為主循環的部分執行程序：
N70IF[#590EQ0]GOT0120 ，／端面循環
N80IF[#590EQ1]GOT0130／／測量循環
N90IF[#590EQ2]GOT0380 ／／粗磨循環
N100IF[#590EQ3]GOT0415／／精磨循環
N110IF[#590EQ4]GOT0420／／拋光循環測量程序：
N010G90G01z#528F#502 ／／測量起點
N082#562=#574，1000／／硅塊磨前右側寬度
N083#564=#570／1000／／硅塊磨前左側測量值
N084#566=#573／1000／／硅塊磨前右側測量值
N085#568=#572／1000／／硅塊磨前尺寸
N086#560=#571／1000／／硅塊磨前左側寬度N090M99
PLC程序是輔助NC加工程序來完成整個的工作循環，是外部信號和加工循環的中間紐帶。報警信息是機床自診斷的一個重要部分，可以清晰地提示當前機床的工作狀態是否正常，下文是部分報警信息的編寫：
297：A，21，21，(21)精磨砂輪故障1
329：A，23，23，(23)工件對中錯誤1
346：A，24，24，(24)工件壓緊位置錯誤1
363：A，25，25，(25)罩殼移門位置錯誤1
3 機床的調試和數據的備份
接通電源，確認各電氣部分(電動機、電磁閥、流量開關等)連線是否正確，所有插頭是否插好，數控系統外觀上是否屬于正常狀態。確認一切正常后，合上電箱中的所有空氣開關，合上電箱上的總開關QF1，機床通電。確認電源接通后數控系統的畫面上顯示的內容。機床的動作分為手動和自動兩種方式，在手動方式下，機床可進行各個伺服軸的運動和各個電機的起停。磨削參數要根據加工工藝的要求進行設置；機床各部件調整完畢后，按下“自動方式”鍵，進入“AUTO自動”方式。準備好要磨削的毛坯零件，機床處于待磨削狀態，按下“循環啟動”按鈕，依照操作者選擇的磨削方式，機床將實現相應的磨削循環。若要停止自動循環可按下“復位”鍵，機床將自動返回磨削初始狀態。
在機床調試完成后，通過CF卡進行數控系統數據備份，用于設備批量生產。
4 結束語
該產品調試完成后，某公司已經進行批量生產，系統穩定可靠，操作方便，得到了用戶的高度認可，在光伏行業中得到推廣和應用，并為公司創造了很好的經濟效益。
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