孫 旸 魏 巍 王偉平 徐兆成

(沈陽(yáng)機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110142)

在2011年中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)(CIMT2011)上，沈陽(yáng)機(jī)床展出了一臺(tái)型號(hào)為SH20D－7的縱切數(shù)控機(jī)床。該機(jī)床主要用于加工各種軸類零件，可以車削各種螺紋、圓弧、圓錐及回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲面，能夠滿足黑色金屬及有色金屬高速切削的速度需求，適用于航空、航天、汽車、摩托車、氣動(dòng)、液壓、軸承、電子、儀器儀表、通信、醫(yī)療器械及電機(jī)等領(lǐng)域，對(duì)轉(zhuǎn)體類零件進(jìn)行高效、大批量、高精度的加工，加工精度可達(dá)到IT6級(jí)。

該機(jī)床應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)是FANUC 0i－TD，由于其擁有主主軸、副主軸的機(jī)械機(jī)構(gòu)，配備了棒料機(jī)且程序需要對(duì)棒料的自動(dòng)上下料進(jìn)行控制，故在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)用了不少FANUC系統(tǒng)中的特色功能。本文將針對(duì)這些所應(yīng)用到的FANUC系統(tǒng)特色功能加以講解和說(shuō)明。

1 調(diào)試中應(yīng)用到的FANUC特色功能及解析

1.1 多主軸控制功能的應(yīng)用

如圖1所示，因?yàn)榭v切機(jī)擁有雙主軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)，故需通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多主軸控制功能。

在參數(shù)方面，令No.8133#3=1，設(shè)置多主軸控制功能有效;No.8131#5=0，設(shè)置主軸串行輸出有效;No.3701#4=1，No.3701#1=0，設(shè)置路徑內(nèi)控制主軸數(shù)為2。除了對(duì)第1主軸的控制外，可以通過(guò)CNC發(fā)出的S指令來(lái)控制第2主軸。令No.3703#3=1，設(shè)置基于地址P的主軸選擇。主軸的選擇通過(guò)P指令進(jìn)行，P代碼和所選的主軸的關(guān)系，在參數(shù)No.3781中進(jìn)行設(shè)定。本次調(diào)試中，將主主軸、副主軸的No.3781數(shù)據(jù)分別設(shè)為 P1和 P2，即 No.3781(SP1)=1，No.3781(SP2)=2。用 M3、M4、M5分別表示主主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，用M23、M24、M25分別表示副主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，故主主軸正轉(zhuǎn)100 r/min時(shí)，指令為M3S100P1，副主軸反轉(zhuǎn)100 r/min時(shí)，指令為M24S100P2。

1.2 同步軸控制功能的應(yīng)用

根據(jù)加工過(guò)程的要求，需要在加工完一段棒料后進(jìn)行棒料的切斷，而切斷棒料時(shí)需要主主軸、副主軸在同速旋轉(zhuǎn)的條件下進(jìn)行，故需要用到雙主軸同步功能。

在參數(shù)方面，令No.8133#4=1，設(shè)置主軸同步功能生效;No.4032=50，設(shè)置主軸同步控制加速度;No.4033=10，設(shè)置主軸同步達(dá)到檢測(cè)值;No.4831=0，設(shè)置主軸同步控制中各從控主軸的主控主軸。

如圖2所示，在PMC程序中，要對(duì)主軸同步控制信號(hào)G38.2進(jìn)行控制。用M26激活主主軸與副主軸同步正轉(zhuǎn)功能，用M27激活主主軸與副主軸同步反轉(zhuǎn)功能，用M28取消主主軸與副主軸同步功能。

1.3 PMC軸控制功能的應(yīng)用

對(duì)于任意軸，從CNC的管理下分離出來(lái)，以PMC信號(hào)直接進(jìn)行控制，可不使用NC程序僅利用信號(hào)來(lái)控制軸。譬如，可以從PMC側(cè)賦予移動(dòng)量、進(jìn)給速度等的指令，使得與CNC管理下運(yùn)動(dòng)中的其他軸獨(dú)立地進(jìn)行移動(dòng)。由于本縱切車床中動(dòng)力頭只實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)打孔功能，故動(dòng)力頭是作為PMC軸的控制方式進(jìn)行控制的。

使用PMC軸功能時(shí)，需將作為PMC軸控制的軸參數(shù)No.8010設(shè)置為1。在PMC程序中，需對(duì)以下信號(hào)進(jìn)行賦值:執(zhí)行基于PMC軸控制信號(hào)G136.4，軸控制指令信號(hào)G143.4，軸指令讀取信號(hào)G142.7，PMC軸復(fù)位信號(hào)G142.6，PMC軸速度給定信號(hào)G144。

由于在縱切車床中有2個(gè)不同變速比的動(dòng)力頭，動(dòng)力頭1為1∶2，動(dòng)力頭2為2∶3。故在對(duì)不同的動(dòng)力頭發(fā)出轉(zhuǎn)速指令時(shí)，應(yīng)該對(duì)軸速度給定信號(hào)G144接口進(jìn)行不同的處理。在處理這個(gè)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)用了M33，M34，M35分別作為動(dòng)力頭正、反轉(zhuǎn)以及停止的指令，M61、M62兩種M代碼對(duì)不同的動(dòng)力頭進(jìn)行速度切換，R310存儲(chǔ)的是指令給定的速度值，對(duì)應(yīng)的程序如圖3和圖4所示。

1.4 CS輪廓控制功能的應(yīng)用

為滿足加工需要，主軸應(yīng)能作為CS輪廓軸使用，需修改如下參數(shù):令No.8133#2=1，設(shè)置CS輪廓功能生效;No.8130=6，設(shè)置路徑控制軸數(shù)為6;No.1006#0=1，設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸功能生效;No.1008#0=1，設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)循環(huán)功能生效。

在PMC程序中，控制2個(gè)信號(hào):CS輪廓控制切換信號(hào)G27.7，CS輪廓控制切換完成信號(hào)F44.1。程序中用M50切換成CS軸狀態(tài)，用M51切換回主軸狀態(tài)，如圖5所示。

1.5 剛性攻絲功能的應(yīng)用

由于工藝要求，本縱切機(jī)床需用到剛性攻絲功能。在參數(shù)方面，令No.5280=3000，設(shè)置攻絲時(shí)的主軸位置環(huán)增益;No.4065=3000，No.4066=3000，No.4067=3000，No.4068=3000，設(shè)置攻絲時(shí)主軸環(huán)路增益;No.5261=1000，設(shè)置剛性攻絲時(shí)加減速時(shí)間;No.5204#0=1，設(shè)置攻絲同步誤差顯示在DGN453;No.5300=20，設(shè)置攻絲時(shí)攻絲軸到位寬度;No.5301=20，設(shè)置攻絲時(shí)主軸到位寬度。

在PMC程序中，需處理剛性攻絲信號(hào)G61.0和剛性攻絲處理中信號(hào)F76.3。用M29來(lái)激活剛性攻絲功能，對(duì)應(yīng)程序如圖6所示。

2 結(jié)語(yǔ)

目前，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)作為一款比較高檔的數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，除了一些平時(shí)常用的基本功能外，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)提供的一些特色選項(xiàng)功能也正扮演著越來(lái)越重要的作用。由于目前機(jī)床行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，如何在保證功能設(shè)計(jì)要求的前提下，更有效、更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)客戶提出的要求已成為企業(yè)控制成本、做大做強(qiáng)的客觀需要。作為一個(gè)技術(shù)人員，不但要力求做到滿足客戶基本要求，而且還要為客戶考慮得更加周全，不論是安全性方面，還是功能拓展性方面，筆者提及的方面只是冰山一角。我們有理由相信，隨著對(duì)平時(shí)所應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)了解和認(rèn)知的更加深刻，運(yùn)用其隱含的特色選項(xiàng)功能越來(lái)越自如，以及不斷掌握其所開(kāi)發(fā)出的最新技術(shù)，定會(huì)使得設(shè)計(jì)人員業(yè)務(wù)能力越來(lái)越強(qiáng)，引領(lǐng)機(jī)床行業(yè)越走越好。