FANUC 0IF系統(tǒng)及刀架PMC軸功能在GF數(shù)控車應(yīng)用

滑冰

摘 要： 文章介紹了FANUC 0IF系統(tǒng)對(duì)NDM GF機(jī)床改造及PMC軸伺服刀架控制。

關(guān)鍵詞： FANUC；0IF系統(tǒng)；PMC軸刀架調(diào)試；聯(lián)機(jī)調(diào)試

1.引言

全功能數(shù)控機(jī)床NDM GF購買于上世紀(jì)80年代，原數(shù)控系統(tǒng)是FANUC 6系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及6系統(tǒng)早已淘汰，設(shè)備系統(tǒng)老化放置多年不能使用。由于原機(jī)床機(jī)械部分基本尚好，主要轉(zhuǎn)動(dòng)部件—導(dǎo)軌（滑動(dòng)導(dǎo)軌）、絲杠、主軸箱等基本完好。原液壓刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)良好。為此，決定采用FANUC 0IF數(shù)控系統(tǒng)對(duì)GF機(jī)床改造及刀架PMC軸的伺服化改進(jìn)。

2.改造方案設(shè)計(jì)

該機(jī)床主要機(jī)械傳動(dòng)部件、刀架、尾架、冷卻、液壓潤(rùn)滑等系統(tǒng)保持完好，應(yīng)用FANUC 0IF數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，在滾珠絲杠軸端安裝FANUC伺服電機(jī)時(shí)，因尺寸變化，需要做法蘭或者帶輪聯(lián)接。安裝FANUC αi伺服電機(jī)，使用FANUC 0IF數(shù)控系統(tǒng)配套的雙軸伺服驅(qū)動(dòng)模塊，來控制X和Z軸進(jìn)給。

針對(duì)主軸，使用法格模擬伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)替代原來德國(guó)力士樂電源模塊和主軸伺服模塊，節(jié)約成本， 原機(jī)床顯示單元和操作面板，與FANUC 0IF LCD尺寸有偏差，重新設(shè)計(jì)操作臺(tái)。

3.FANUC 0IF 系統(tǒng)調(diào)試

3.1系統(tǒng)通電

系統(tǒng)通電順序，遵循先弱電，后強(qiáng)電的順序，逐步通電。并在通電過程中要注意電柜的電器元件，如有異響異味，需要迅速切斷總電源。

a） 根據(jù)設(shè)計(jì)電氣圖，逐一檢查各個(gè)節(jié)點(diǎn)電源是否正常，壓下急停按鈕，檢查各個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入是否正常。主要檢查包括24V 供電回路，主軸和伺服的380V 或者220V 電源供電回路。

如發(fā)生異常，及時(shí)斷電后排除故障，查清原因；原因不清，不應(yīng)再次盲目通電。

b） 按照，先系統(tǒng)、后接口I/O，先伺服和主軸，后強(qiáng)電的通電順序逐一通電，發(fā)現(xiàn)異常后，立即檢查斷電，檢查分析，排除故障，直至系統(tǒng)、I/O、伺服和主軸的供電正常為止。

c） 24V 等驅(qū)動(dòng)電源的連接確認(rèn)，確認(rèn)系統(tǒng)，I/O 設(shè)備的電源燈是否點(diǎn)亮。

3.2機(jī)床必要調(diào)整說明

系統(tǒng)基本參數(shù)不再詳述，在急停模式下，依次進(jìn)行相關(guān)參數(shù)調(diào)整。

a） 伺服軸數(shù)、主軸及相關(guān)初始化參數(shù)確認(rèn)

a.1確認(rèn)No 987、 No 988的設(shè)定值與實(shí)際控制軸數(shù)一致。

伺服電機(jī)代碼初始化設(shè)置3111#0，顯示伺服畫面。在此畫面必須對(duì)電機(jī)代碼重新初始化。首先設(shè)定半閉環(huán)下的參數(shù)，確保機(jī)械的正常運(yùn)行。再調(diào)整為全閉環(huán)的參數(shù)

a.2按照0IF系統(tǒng)主軸參數(shù)與法格伺服調(diào)試手冊(cè)結(jié)合調(diào)試主軸。主軸電機(jī)相關(guān)參數(shù)包括主軸電機(jī)類型設(shè)定、主軸編碼器類型指定，電機(jī)相關(guān)參數(shù)初始化，主軸檔位轉(zhuǎn)速的設(shè)定。手動(dòng)設(shè)No 988、No 3716#0、No 3717等參數(shù)，主軸速度參數(shù)的確認(rèn)和設(shè)定，要修改主軸電機(jī)與主軸之間的齒輪比，No 4171-4174，No 4651-4654等。還有設(shè)計(jì)主軸編碼器類型的修改，No 4002#2、#1#0。

b）FSSB確認(rèn)

FSSB常查看、設(shè)定畫面。FANUC 系統(tǒng)與放大器、放大器與放大器之間通過光纜連接，使用協(xié)議是FSSB.在輸入0ID參數(shù)文件或自動(dòng)參數(shù)設(shè)定后，必須確認(rèn)各伺服軸對(duì)應(yīng)放大器的連接順序，是否與機(jī)床實(shí)際連接順序一致。如果存在差異，則需要進(jìn)入FSSB設(shè)定畫面修改。

下面是FSSB 自動(dòng)設(shè)定畫面（在以下兩個(gè)畫面中依次按“操作”--“設(shè)定”，就可以完成FSSB 設(shè)定，之后斷電重

c）位置環(huán)增益和檢測(cè)參數(shù)設(shè)定

1825=3000 半閉環(huán)時(shí)可設(shè)定為3000

2021=128 如果震動(dòng)可適當(dāng)降低，最低可設(shè)定為0

1828=20000 如果移動(dòng)伺服軸時(shí)411 報(bào)警，可適當(dāng)增大該值

1829=500 如果系統(tǒng)410 報(bào)警，可適當(dāng)增大該值

3003#0，#2，#3=1 如不使用互鎖信號(hào)則必須設(shè)定（視實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定）

3.3 PMC梯形圖導(dǎo)入

對(duì)于梯形圖的創(chuàng)建、編輯和導(dǎo)入，建議使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行；檢查所裝入的梯形圖需要實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的基本控制邏輯內(nèi)容：急停信號(hào)的控制、方式模式的切換、伺服切削倍率、JOG 倍率檢查、手動(dòng)/手輪進(jìn)給執(zhí)行、手輪倍率、進(jìn)給暫停信號(hào)（此信號(hào)不處理會(huì)導(dǎo)致程序無法循環(huán)啟動(dòng)）；

4刀架PMC軸功能

PMC 軸控制是指從CNC 的管理中分離出來，由PMC 信號(hào)直接進(jìn)行控制，軸的運(yùn)動(dòng)方式、位移大小、速度大小不由NC 程序編程得到，而在 PMC 中通過給G 地址賦值進(jìn)行定義。在同一路徑內(nèi)可與NC 控制軸共同運(yùn)行，而兩者無插補(bǔ)關(guān)系，各自獨(dú)立。使用PMC 軸控制刀架，既可以發(fā)揮伺服電機(jī)的優(yōu)良控制特性，同時(shí)不需要使用感應(yīng)開關(guān)計(jì)數(shù)。

a）參數(shù) 8010 1 PMC DI/DO 控制選用A 組

1006#0 1 刀架軸設(shè)置為旋轉(zhuǎn)軸

1008#0 1 旋轉(zhuǎn)軸的循環(huán)功能有效

1008#1 0 絕對(duì)指令的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榭旖莘较?，以?shí)現(xiàn)跨過360 度換刀

1260 360 設(shè)置刀架軸沒轉(zhuǎn)一圈的度數(shù)

8001#2 1 PMC 軸控制中倍率相關(guān)信號(hào)使用PMC 軸專用信號(hào)，

8002#0 PMC 軸控制中快移速度

b）PMC 軸刀架梯圖實(shí)現(xiàn)

按照角度方式，一般是計(jì)算出旋轉(zhuǎn)的角度，作為位置值控制刀盤旋轉(zhuǎn)，具體內(nèi)容可以參考《PMC 軸功能指令A(yù)XCTL 應(yīng)用》.

c）M代碼結(jié)束處理

PMC 軸刀架換刀與一般的換刀相比，由于沒有計(jì)數(shù)開關(guān)，因此，無法靠計(jì)數(shù)判斷刀盤旋轉(zhuǎn)是否完成，而PMC 控制指令A(yù)XCTL 寫入完成后即輸出W1 為1，此時(shí)刀庫旋轉(zhuǎn)很可能未完成，也無法使用W1 作為結(jié)束條件，可以使用PMC 分配完成信號(hào)F112.0～ .4，該信號(hào)通過PMC 發(fā)出的指令，在軸移動(dòng)中時(shí)信號(hào)成為'0'。

5 系統(tǒng)綜合調(diào)試

a）主要涉及動(dòng)作有主軸卡盤內(nèi)外夾、中心架加緊松開、刀架換刀、尾座移動(dòng)、頂尖伸出縮回、液壓系統(tǒng)和冷卻回收系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，在PMC程序里，進(jìn)行調(diào)試完成。

b）螺距誤差補(bǔ)償：利用激光干涉儀；

對(duì)應(yīng)參數(shù)：PRM_11350#5=1 在對(duì)應(yīng)螺補(bǔ)號(hào)前顯示軸名稱.PRM_3620= 各軸參考點(diǎn)螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼……

需要特別強(qiáng)調(diào)：PRM_3620 與PRM_3621 和PRM_3622 不能相同，否則可能導(dǎo)致螺補(bǔ)不生效；

c）背隙補(bǔ)償：利用千分表或激光干涉儀測(cè)量；

對(duì)應(yīng)參數(shù)：PRM_1851= 切削進(jìn)給時(shí)各軸背隙；PRM_1852= 快速移動(dòng)時(shí)各軸背隙；

一般情況下，只需要設(shè)定 1851 的值即可。

6 結(jié)束語

改造前該機(jī)床故障率很高，幾乎沒有很好利用過，，經(jīng)過這次改造使得該機(jī)床電氣故障率大大降低，維修費(fèi)用明顯降低。經(jīng)過這次改造使一臺(tái)頻于停機(jī)的機(jī)床重新投入生產(chǎn)之中，而且作為一臺(tái)主力機(jī)床使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 日本FANUC 0IF系統(tǒng)配套說明書.

[5] 法格主軸驅(qū)動(dòng)說明書.