■ 沈陽機床股份有限公司 （遼寧 110141） 苗 松

1. 背景介紹

為了提高數(shù)控機床的定位精度和加工精度，在加工中心和龍門式數(shù)控機床等大中型數(shù)控設備上，往往需要增加光柵尺或者編碼器等第二測量系統(tǒng)，來進行全閉環(huán)位置檢測。隨著機床的使用，往往會遇到光柵尺及讀數(shù)頭污染損壞，或者反饋電纜被拉伸脫開甚至斷裂的情況，導致全閉環(huán)位置檢測環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，機床不能正常工作。為了查明原因解決問題，往往需要講數(shù)控系統(tǒng)由全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制，即從第二測量系統(tǒng)切換到電動機內(nèi)編碼器的第一測量系統(tǒng)。這樣的切換操作既可以方便維修人員查找故障原因，又可以在短期內(nèi)無法更換損壞電氣原件的情況下，保障設備的繼續(xù)運行。因此，切換全閉環(huán)和半閉環(huán)檢測系統(tǒng)，是維修人員最常用的一種查找問題的手段。

對于FANUC數(shù)控系統(tǒng)來說，由于并未區(qū)分全閉環(huán)檢測系統(tǒng)和半閉環(huán)檢測系統(tǒng)的參數(shù)，所以在進行切換時需要維修人員自行手動更改相應參數(shù)，這對維修人員的業(yè)務水平有了一定的要求。另外由于檢測系統(tǒng)的參數(shù)設定取決于設備本身的機械結構，這樣就需要維修人員了解設備的傳動機構構成，電動機和移動部件之間的傳動比，第二測量系統(tǒng)的硬件構成，第二測量系統(tǒng)和測量對象之間的傳動比等信息。由于需要了解的信息種類較多，當出現(xiàn)維修人員交替或者資料丟失等情況后，由于對設備情況較為陌生，往往不能迅速的正確切換全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測系統(tǒng)，甚至有可能造成其他誤操作導致設備的二次損壞。為了解決這個問題，筆者設計了相應的全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測系統(tǒng)切換指令，通過使用PMC的窗口功能來改寫系統(tǒng)參數(shù)。需要時維修人員只要在MDI方式下執(zhí)行相應程序指令，PMC程序會自動讀取預先保存好的正確數(shù)據(jù)將其寫入機床參數(shù)內(nèi)，避免了人為操作可能造成的錯誤。

2. 具體樣例

下面以一臺臥式加工中心的X軸為例來介紹相應方法。HMC63E臥式加工中心，X軸為絲杠傳動結構，電動機和絲杠為1:1直連，絲杠為單導程，螺距為12mm，安裝了HEIDENHAIN的LC 195F絕對光柵尺，分辨率為±5μm，機床的檢測單位和最小移動單位均為1μm。

由機床的結構計算出相應參數(shù)，全閉環(huán)時參數(shù)見表1，半閉環(huán)時參數(shù)見表2。

PMC程序共分為激活指令、計數(shù)分配、改寫參數(shù)和完成指令四部分。

建立M35指令激活全閉環(huán)測量系統(tǒng)參數(shù)，M36指令為激活半閉環(huán)測量系統(tǒng)參數(shù)，并配合R9091.6時間脈沖信號，使激活指令每500ms發(fā)出一次，如圖1所示。

將激活指令引入計數(shù)器，使計數(shù)器的計數(shù)每500ms增加1，用來建立不同的標識碼1,2,3…識別碼的個數(shù)等于需要更改的參數(shù)個數(shù)。在本例中需要更改5個參數(shù)，因此設置D720=5，并將D720轉換為BCD代碼R550,如圖2所示。

每發(fā)出一個標識碼，進行一次改寫參數(shù)操作，避免同時更改多個參數(shù)。當D720為1時，R550為00000001，此時進行更改第一個參數(shù)1815的操作，需要寫入的參數(shù)值為25 + 21 =34，預先被計算好并且保存在D800中，如圖3所示。

計數(shù)器計數(shù)達到最大值后，發(fā)出M指令完成信號結束程序。此時維修人員需要按照系統(tǒng)提示進行重啟操作，如果執(zhí)行M35激活全閉環(huán)測量系統(tǒng)，還需要手動將伺服軸移動至機床機械零點處，設置參數(shù)1815的第四位APZ為1，然后根據(jù)提示信息進行系統(tǒng)重啟，再次啟動系統(tǒng)后即可使用設備進行加工操作了。如果是執(zhí)行M36進行激活半閉環(huán)測量系統(tǒng)的操作，在系統(tǒng)重啟后需要讓機床回參考點。

3. 結語

經(jīng)過上述步驟的處理，可以實現(xiàn)自動切換全閉環(huán)與半閉環(huán)測量系統(tǒng)，避免了因維修人員的更替或是機床信息的缺失帶來的維修工作不便，在維修一些較為老舊的數(shù)控設備或是特殊定制的設備時更加便于快捷的查找解決故障。

表1 全閉環(huán)參數(shù)表

表2 半閉環(huán)參數(shù)表

圖 1

圖 2

圖 3

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[1] 羅敏. FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC編程技術 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2013.

[2] 劉江，盧鵬程，許朝山. FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC編程 [M]. 北京：高等教育出版社, 2011.