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虛擬軸可編程尾座在FANUC係統上的實現

2013-12-1 來源：數控機床市場網作者：張強李燕趙（zhào）巍

摘要：闡述了虛擬尾座的（de）係統硬件（jiàn）連接，說明了調試步驟（zhòu），介紹（shào）了其工作原理及應用

關鍵（jiàn）詞：虛擬軸（zhóu） PMC程序數（shù）控係（xì）統

Realization on FANUC System Using Dummy Axis

Abstract: This paper illuminates the system hardware configuration, working

elements, application and presents the method of dummy axis

Keywords: Dummy Axis; PMC Program; CNC System

引言

隨著自動化的普及近年數控機床得到了廣泛的應用，並在機械加工（gōng）行業中獲得了認可。為了更（gèng）好的滿足自動（dòng）化生產線的發展，數控機床也需要（yào）有更好（hǎo）的適應性、通用性和擴展性。例如目前使用較為廣泛的液壓卡盤，液壓尾座在實際（jì）生（shēng）產中能很（hěn）有效的縮短裝夾和頂緊工件的時間（jiān），提高加工效率。而可編程尾座則是在液壓（yā）尾座的基礎上進一步開發，對尾座（zuò）的控製更加（jiā）合理（lǐ）和高效。本文（wén）以FANUC係（xì）統數控車床上配置液壓可編程尾座為例，對液壓（yā）可（kě）編程尾座的實現進行論述（shù）以便其更廣泛的得到（dào）市場應用（yòng）。

1、虛擬軸可編程尾座的工作原理

本文所指的可編程尾座是靠液（yè）壓係（xì）統提供動力，通過控製液壓站進油和回油電磁閥帶動油缸實現尾座的前進和後退，以光柵尺作為反饋信號進行位（wèi）置反（fǎn）饋，來實現編程（chéng）控（kòng）製及進給運動。與傳統液壓尾（wěi）座相（xiàng）比（bǐ）較，操作者在更換工件時需要手動推拉尾座到某個固定位置通過液壓推動尾座內部套筒來頂緊工件，在此延長了零件的加工時間，而通過程序來控製尾座移動（dòng）相對普通的液壓尾（wěi）座而言，具有更好的靈活（huó）性，擴（kuò）展性。如果給機床配上自動（dòng）送料器等設備，該機床（chuáng）便實現了全自動化機床。

2、虛擬軸可編程尾（wěi）座的硬（yìng）件連接

以普通的FANUC係統的數控車（chē）床為例，機床實現（xiàn）可編程（chéng）尾座所需要的硬件配置，液壓係統、液壓卡盤（pán）、液壓（yā）尾座、光柵（shān）尺及尾座零點開關。（見圖1）

3、虛（xū）擬軸可編程尾座控製的難點

虛擬可編程（chéng）尾座一般選用增量式經（jīng）濟型光（guāng）柵（shān）尺，光柵尺精度要（yào）求（qiú）相對較低以滿足實際加工即可。由於是增量型光柵（shān）尺，因（yīn）此機床在電源斷開後重新再次上電，尾座在係（xì）統中的位置隻顯示（shì）零，由於沒有實體驅動，無法與（yǔ）係統實現（xiàn）真（zhēn）正的通訊，尾座不能（néng）在係統的常規回零方式下建立機（jī）械（xiè）坐標係，因此在什麽方式下，通過什麽樣地方（fāng）法來建立尾座的坐標係成為該項目的主要（yào）攻破（pò）的對象。

3.1尾座返參考點時的係統狀態（tài）

傳統的回零方（fāng）法是按下操作麵板的回零（líng）鍵將（jiāng）係統當前狀態（tài）切換到手動參考點返回方式，然後執行相（xiàng）應軸參考點（diǎn）返回動作，各個軸在參考點返回時（shí）通過安裝在機床（chuáng）上的回零減速開關尋找電（diàn）機編碼器的（de）一轉信號來確定機床的零點位置，在安裝手動（dòng）返回參考點的減速開關時（shí），要確保滿（mǎn）足（zú）以下（xià）條件：

對於虛擬尾（wěi）座而（ér）言，由於它不具備伺服驅（qū）動器，無（wú）法係統實現真正的通訊，因此無（wú）法在手動參考點返回（huí）方（fāng）式進行回零動作。經過可行（háng）性（xìng）論證和實際調試，將（jiāng）尾座（zuò）參考點返回方式（shì）和（hé）係統的（de）自（zì）動狀態定義（yì）在一起，當按下尾座返零方式（shì）按鍵之後，係（xì）統跳轉到自動狀態（tài），再按下尾座返零執行按（àn）鍵之後，尾座執行回（huí）零動作。

3.2尾座返參考點的執行過程

正常的（de）係統軸返參考點時，首先當（dāng）安裝（zhuāng）在機床上的限位開關被壓下時，使參（cān）考點減速信號變（biàn）為“0”該軸移動速度減為0後，機床以固（gù）定的低速FL移動（參數No.1425為返回參考點的FL進給速度），然後當（dāng）減速限位開關脫開後，減速信號再次變為“1”，機床會以固定進給速度繼續進給，直到到達第1個柵（shān）格點（電子柵格點），並停止（zhǐ），最後確（què）任當前的座標位置到達到位寬度範圍內後，參考點返回結束和參考點確立信號輸出為“1”，基本步驟的時序圖如下所示。

作為虛（xū）擬尾座在執（zhí）行（háng）機床返參考點動作時，當尾座移動到限位開關（guān）的位置時（shí），由限位開關（guān）發出信號給係統，係統把此信號作為第1個（gè）柵格點位置，此時通過PMC程序調用程序(G50 C0)後F60.1變為“1”，機床（chuáng）自動執行循（xún）環啟動後F60.1變為“0”，程序運行結（jié）束後係統執行坐標係偏移,利（lì）用工件坐（zuò）標係G50將該（gāi）位置設為尾座零點，返參考點動作完成。

為了安全起（qǐ）見，係（xì）統上電後（hòu）出（chū）現（xiàn）可編輯（jí）“尾座未回零”報警作為提示信息，以（yǐ）防止操作（zuò）人員誤操（cāo）作出現危險，此外最好將被調用的程序號設為9000號之後的程序，然後更改參數NO.3202#4、#5實現對（duì）該程序進行（háng）保護，禁（jìn）止修改和刪除防止（zhǐ）操作人員誤（wù）操作將程序改寫（xiě）發生（shēng）事故。

4、實現虛擬尾座控製的條件

（1）虛（xū）擬尾座（zuò）上（shàng）必須裝有光柵尺等類（lèi）似元件。依靠該元件（jiàn）將尾座（zuò）的行程時時（shí）的反饋給（gěi）CNC與係統進（jìn）行數據傳遞，根據光柵尺的精度，將（jiāng）正確的數值設置在參數NO.2084，NO.2085中，相當於標準伺服軸設定的齒輪比。

（2）數控係統必須具有光柵尺接口。該接口用來接收由虛擬尾（wěi）座（zuò）光柵尺反（fǎn）饋給CNC的信號，並將該信號轉換成液壓尾座的實際位置反（fǎn）映在係統（tǒng）的（de）顯（xiǎn）示窗口中。

（3）數控係統PMC程序語言必（bì）須具有窗口讀功能指令。通過該功能在編程（chéng）的時候輸入想要尾座移動（dòng）的距離，PMC就會通過讀窗口功能將程序中要移動的距離讀入PMC，之後（hòu）與當前坐標進行比較控製尾（wěi）座前進或者後退，當到達預定目標後停止移（yí）動。

5、虛擬軸的參（cān）數調試

將外部接（jiē）線按照係（xì）統（tǒng）硬件連接圖接好之後，檢查電源電壓無誤之後，接通電源，導入編好的PMC程序（xù），按（àn）表1設定係統參數後，係統斷電重啟，無（wú）報警後在根據需要進行其他功能調（diào）試。（NO.2084,2085根據光柵尺精度（dù）進行設置,）

表（biǎo）1 虛擬軸參數（shù）設置

6 、結語

虛（xū）擬（nǐ）軸可編程（chéng）尾座的應用不僅提高了機床小批量加工細長（zhǎng）軸類（lèi）零件的效（xiào）率，還方便客戶組建自動柔性生產線。為那些對自動化要求較（jiào）高的企業和客戶（hù）提供了（le）選擇空間，對於機床生產（chǎn）製（zhì）造商而言，則（zé）是（shì）對數控係統資源的充分利用，因此該（gāi）功能具有很大的推廣空間。（文自：沈陽機床股份有限公（gōng）司）

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