基于FANUC系統的數控銑床增加第四軸的方法

吳 軍 洪慧良 李 波

(常州技師學院，江蘇 常州 213032)

一般情況下數控銑床或加工中心有X、Y、Z 三個基本軸，其余旋轉、進給軸為第四軸，后者可以實現刀庫定位，回轉工作臺、分度頭的旋轉定位，更高級的系統還可以與基本軸進行插補運算，實現四軸、五軸聯動。一般多面體加工，如渦輪式空壓機殼體的四面孔、槽的加工可以由第四軸分度頭功能來完成，一次裝夾就可以完成多道工序，其加工精度、效率得以顯著的提高，許多加工中心，在購買時由于當時加工產品要求不高，三軸可以完成加工任務，為了降低生產成本，機床購進時沒有安裝旋轉工作臺(第4 軸)。隨著企業的發展，加工產品不斷更新，對機床要求越來越高，三軸加工不再能達到新的加工要求，選用具有四軸(或以上)聯動功能的高檔CNC 系統，雖然其控制功能強大，但價格昂貴。有一種性能可靠、成本投入更加優化的改裝方案，即給機床增加第4 軸功能，成了許多企業日益緊迫的任務。本文詳細介紹了FANUC 0i mate—MD 系統經濟型數控銑床增加第4 軸(旋轉軸)的全過程。

1 系統檢查

在做設備改造之前，首先要確認系統有無開通四軸功能，若無，則按下述方法開通:

(1)把FANUC 提供的CNCOPSET.TXT 放入CF卡根目錄下;

(2)設置參數20=4 PWE=1，把參數、PMC 參數、程序、宏程序、宏變量等全部分步備份;

(3)EDIT 方式或急停狀態下，按SYSTEM→參數→操作→讀取→執行。“執行”閃爍，幾秒后完成，顯示“SV5136 FSSB 放大器數量不足”及“SR5527 選項設定正常結束”和“PW0000”報警，提示重啟系統。

(4)重啟后恢復相關參數、程序等完成功能追加操作(注:由于軸名稱和控制軸數量未定義，此時還不能顯示)。

其次確認X、Y、Z 三軸的伺服放大器系列及型號，第4 軸伺服放大器必須也選擇同一系列如β 系列。

2 列材料清單

根據旋轉工作臺和機床配置，伺服電動機選擇FANUC β81is 3000RPM，使用相對式編碼器;伺服放大器選擇FANUC Bi SV20 A06B -6130 -H002;鎖緊電磁閥選擇SMC VZ3140 -3G(AC 110 V)，壓力開關選擇SMC IS1000 -01 -111 001;接近開關選擇Barufu BES-516 -325(DC 24 V)。

另外還要配置數據光纖1 根、伺服電動機動力線1 根、伺服電動機編碼器線1 根、剎車電阻組件1 套、中間繼電器OMRON MY2J(DC 24V)1 套。

3 安裝接線

伺服電路接線:如圖1 所示。SVPM11 是X、Y、Z、主軸伺服放大器，SVPM12 是第4 軸伺服放大器。

4 參數設定

(1)啟動第四軸功能:按表1 設置參數，設定完成后，重新啟動系統。

表1 四軸功能參數

(2)設定第四軸參數:按表2 設置第四軸參數。

表2 第四伺服軸參數一覽表

(3)FSSB 自動設定:

①設定參數1920#0=0 (FSSB 設定方式:0，自動;1，手動)

參數1920#1=0 (FSSB 自動設定:0，沒完成;1，完成)

5 設計第4 軸PMC

(1)四軸回零報警功能，如圖5 所示，有陰影部分為修改部分。圖中F120.3 為第四軸回零已完成信號。若未回零，則A0.6 接通，則在顯示屏上顯示:“Z、A NO ZERO”。A、Z 軸回零結束，常閉觸點F120.2、F120.3 斷開，報警消除。

(2)四軸手動(JOG)功能，如圖6 所示，有陰影部分為修改部分。X7.6、X10.0 分別為第四軸正、負方向選擇信號，當G100.3=1 時，第四軸向正方向運動，當G102.3=1 時，第四軸向負方向運動。

(3)四軸手輪功能

如圖7 所示，有陰影部分為修改部分。圖中X0.6、X1.2、X1.5、X2.1 分別為X、Y、Z 及第四軸手輪選通信號。當G18#0、#1、#2 符合表3 所示條件，并且滿足其他手輪設定條件時，相應軸可以手輪動作。

表3 G18 與對應軸的關系

按照以上步驟設定完成后，并完成相應的第四軸控制信號連接，數控機床第四軸即可以正常工作。