FANUC系統(tǒng)多邊形加工功能的實(shí)現(xiàn)和經(jīng)驗(yàn)

■ 山東魯南機(jī)床有限公司 （山東滕州 277500） 王彥平 劉佳慧

多邊形控制分為兩種控制方式，一種是主軸和伺服軸之間的同步控制，也就是數(shù)控系統(tǒng)的串行主軸作為工件軸，控制軸（伺服軸）作為刀具軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而形成的多邊形加工。另一種為兩個(gè)主軸之間的同步控制，即以第二主軸作為刀具旋轉(zhuǎn)軸而進(jìn)行的多邊形加工，稱(chēng)為主軸間多邊形加工（見(jiàn)圖1）。

下面對(duì)主軸間多邊形加工的原理進(jìn)行分析和介紹。

首先兩個(gè)主軸要分為主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，成為同步標(biāo)準(zhǔn)的軸稱(chēng)作主動(dòng)軸，與主動(dòng)軸同步移動(dòng)的軸稱(chēng)為從動(dòng)軸。在多邊形加工中，刀具軸作為主動(dòng)軸，工件軸作為從動(dòng)軸（見(jiàn)圖2）。

在多邊形加工中，當(dāng)指令軸進(jìn)入同步方式時(shí)，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸進(jìn)入同步狀態(tài)，使工件和刀具按一定的比例旋轉(zhuǎn)，將工件的形狀加工成多邊形。通過(guò)改變工件和刀具的旋轉(zhuǎn)比和刀盤(pán)上刀具安裝數(shù)量，可以把工件加工成各種形狀，在同步過(guò)程中不管是自動(dòng)運(yùn)行還是手動(dòng)運(yùn)行，如果在沒(méi)有取消同步的情況下，始終保持同步關(guān)系。

在加工工件中，常見(jiàn)的有四邊形和六邊形。

圖1 主軸間多邊形加工

圖2 主控軸與從控軸示意

在加工過(guò)程中，如果加工四邊形，建議工件和刀具的轉(zhuǎn)速比為1∶2，在刀盤(pán)上安裝兩把刀具，安裝間隔180°。如果車(chē)六邊形，刀盤(pán)上安裝三把刀具，安裝間隔120°。通過(guò)實(shí)際加工可以看出，刀具和工件的轉(zhuǎn)速比例越小，形狀誤差越小，所以在加工多面體時(shí)，應(yīng)合理選用刀具數(shù)量，使刀具和工件的轉(zhuǎn)速比達(dá)到最小。

依據(jù)加工原理和經(jīng)驗(yàn)，刀盤(pán)的直徑越大，加工工件的平面度越好，雖然在制造過(guò)程中有成本的限制、機(jī)床的空間不足等問(wèn)題，但選用刀盤(pán)時(shí)，應(yīng)做到盡量選用大些的刀盤(pán)。

為了保障加工工件的質(zhì)量，在安裝刀具時(shí)，應(yīng)用百分表對(duì)刀尖的圓度和平面度進(jìn)行測(cè)量，以保障各個(gè)刀尖安裝在同一平面和同一圓周上。

兩把刀具加工四邊形的軌跡如圖3所示。

三把刀具加工六邊形的軌跡如圖4所示，實(shí)物如圖5所示。

以FANUC中兩主軸之間的控制為例，首先應(yīng)該確認(rèn)系統(tǒng)是否有主軸間多邊形加工功能，如果沒(méi)有此功能，系統(tǒng)必須安裝此功能，并且兩主軸都應(yīng)設(shè)定為旋轉(zhuǎn)軸。設(shè)置參數(shù)見(jiàn)表1。

加工編程可以如下：

M03 S800；（主軸轉(zhuǎn)速800r/min）

G00 X85.0 Z10.0

G51.2 P1 Q2；（刀具數(shù)和多邊形的邊數(shù)比例為1∶2，刀具的旋轉(zhuǎn)速度為1 600r/min）

G01 X75.0 F10.0；（X方向切入）

Z-20.0；（Z向的切削長(zhǎng)度）

G04 X1.0；（暫停1s）

圖3 四邊形加工軌跡

圖4 六邊形加工軌跡

圖5 實(shí)物

表1 參數(shù)設(shè)置

圖6 橫向紋路

G00 X85.0 Z10.0；（X/Z方向退出）

G50.2；（取消多邊形加工指令）

M05；（停止主軸）

在加工過(guò)程中，有很多用戶(hù)時(shí)常反映工件表面會(huì)出現(xiàn)橫向的紋路（見(jiàn)圖6），如果出現(xiàn)這種情況應(yīng)檢查以下幾點(diǎn)：①在主軸側(cè)，首先應(yīng)檢查主軸和電動(dòng)機(jī)連接的皮帶夠不夠緊。②主軸位置編碼器的連接是否松動(dòng)。③其次要檢查刀具電動(dòng)機(jī)和刀盤(pán)的連接是否松動(dòng)。④刀盤(pán)與連接軸間隙是否大。以上情況有一項(xiàng)存在，加工的工件就一定會(huì)出現(xiàn)橫紋。

多邊形加工功能不僅操作非常方便，在加工工件的形狀上也比傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)更加自由和多樣，并在加工精度上和形狀誤差上有很大的提高和改善，這種使用方法，在參數(shù)設(shè)定和調(diào)試時(shí)極為方便，在操作使用和程序編輯中更易于掌握，可以為用戶(hù)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。