基于FANUC系統第四軸功能的實現

溫學勇

（蘇州大學，江蘇蘇州215066）

1 引言

我校有6臺友嘉產的系統為FANUC Oi MC的加工中心，為了提高機床的加工性能，決定加裝第四軸-B軸。這樣在加工過程中對象可以旋轉，實現一次裝夾可對多個面進行加工，提高了效率和位置精度，而且可以四軸聯動的同時，對特殊曲面進行加工。

2 加裝第四軸的方案

加裝四軸后要實現的功能：手動或手輪方式下控制第四軸旋轉；自動或MDI方式下，用程序控制第四軸旋轉；M25、M26指令控制旋臺的夾緊或放松，并且旋臺松開才能旋轉。

FANUC Oi MC系統可以控制4軸，且可同時控制4個軸。系統不需要升級就可以達到上述功能要求，不需要更換系統，改造成本低，從經濟角度來看，為改造帶來了可行性。

2.1 需要增加的硬件

（1）潭興的電腦數控分度盤。減速比：1/90；內部配置：（a）電磁閥（制造商為 SMC；型號為 VZ3140-3G）：控制分度盤，使其夾緊或放松；（b）FANUC 伺服電機：βis8/3000；（c）2個壓力開關：（制造商為SMC；型號為IS1000-01-111001）檢查夾緊、放松空氣狀況；（d）1 個接近開關：（制造商為Nippon Barufu，型號為BES-516-325）檢測原點信號；

（2）第四軸伺服放大器（βisv 20）;

（3）繼電器（制造商為omron，型號為MY2N-J24VDC）。

2.2 PMC地址分配

要確保新選用地址以前沒被選用過。

（1）手輪第四軸軸向選擇：相關接線加裝4軸前已連接好，相關梯形圖也已編好；

（2）操作面板上手動第四軸：X6.7，X7.0；加裝 4軸前已連接好；

（3）4軸原點信號（接近開關）：X9.3；

（4）旋臺夾緊、松開信號（壓力開關）：X3.1，X3.3。

2.3 硬件連接

手搖輪第四軸選擇以及手動第四軸方向選擇信號之前已經連接到PMC。

（1）硬件放置

把分度盤固定在工作臺上，第四軸伺服放大器裝到電柜箱里靠近其它伺服的地方。把繼電器放到電柜箱繼電器插槽里。

（2）繼電器、電磁閥的連接

如圖1所示，繼電器線圈接到PMC的地址Y2.6上，它的一個常開串接到電磁閥線圈電路中，電磁閥線圈接110V交流電；

（3）接近開關、壓力開關連接

如圖2所示，把氣體連接到分度盤接氣口上。

（4）第四軸放大器連接

圖1

圖2

圖3

如圖 3，COP10B 接 第 三軸 COP10A，L1、L2、L3 接200V三相交流電，CX30短接，U、V、W接第四軸電機，JF1與第四軸電機編碼器連接，CX19B接24V直流電源，DCC、DCP接制動電阻。

2.4 編梯形圖

要使第四軸伺服動作，編梯形圖需要控制信號有如下幾種：（1）方向選擇信號：G100.3、102.3；（2）第四軸鎖信號：G130.3（負邏輯有效）；（3）第四軸超程信號：G114.3、G116.3（負邏輯有效）；（4）旋臺夾緊、松開信號：Y2.6；通過M25、M26的譯碼輸出控制Y2.6。

在第二級程序里插入梯形圖（如圖4）。

圖4

2.5 第四軸相關參數設定

8130：伺服軸數，設為 4；

1020：產生A軸，設為65；

2023：速度脈沖數，設為8192；

2024：位置脈沖數據，設為12500；

1420：第四軸軸快速進給速度4000；

1421：F0 速度，設為 200；

1423：手動進給速度，設為360；

1424：手動快速進給速度，設為4000；

1850：各軸柵格偏移量，設為1050；

1851：各軸反向間隙補償量，測得為7；

1620：各軸加減時間常數，設為50；

1818：參考計數器容量及檢出倍率設定值：00010001；

1820：指令倍率：2；

2001：位參數 0；

2020：電機號258（由電機型號βis8/3000查FANUC資料得）；

2021：負載慣量比128；

2022：電機旋轉方向111；

2084：齒輪比（分子）：1；

2085：齒輪比（分母）：250；

1006#0=1；

1022：基本坐標系中各軸的順序X1Y2Z3A0；

1023：各軸的伺服軸號X3Y1Z2A4；

1821：電機旋轉一周 4°4000；

1825：各軸的伺服環增益：5000；

1826：各軸的到位寬度20；

1827：各軸切削進給到位寬度20；

1828：各軸移動中最大允許位置偏移量3000；

1829：各軸停止時最大允許位置偏移量500；

3 結語

通過上面的硬件連接、梯形圖的編制與參數設置操作，就可以實現第四軸的旋轉與四軸聯動功能。在實際加工中，實現了一次裝夾加工多個面，可加工比較復雜的曲面，而且有很高的位置精度，大大提高了機床的性能與效率。

［1］ FANUCoi-mc參數說明書［Z］.