FANUC系統多邊形加工功能的實現和經驗

■ 山東魯南機床有限公司 （山東滕州 277500） 王彥平 劉佳慧

多邊形控制分為兩種控制方式，一種是主軸和伺服軸之間的同步控制，也就是數控系統的串行主軸作為工件軸，控制軸（伺服軸）作為刀具軸進行旋轉而形成的多邊形加工。另一種為兩個主軸之間的同步控制，即以第二主軸作為刀具旋轉軸而進行的多邊形加工，稱為主軸間多邊形加工（見圖1）。

下面對主軸間多邊形加工的原理進行分析和介紹。

首先兩個主軸要分為主動軸和從動軸，成為同步標準的軸稱作主動軸，與主動軸同步移動的軸稱為從動軸。在多邊形加工中，刀具軸作為主動軸，工件軸作為從動軸（見圖2）。

在多邊形加工中，當指令軸進入同步方式時，主動軸和從動軸進入同步狀態，使工件和刀具按一定的比例旋轉，將工件的形狀加工成多邊形。通過改變工件和刀具的旋轉比和刀盤上刀具安裝數量，可以把工件加工成各種形狀，在同步過程中不管是自動運行還是手動運行，如果在沒有取消同步的情況下，始終保持同步關系。

在加工工件中，常見的有四邊形和六邊形。

圖1 主軸間多邊形加工

圖2 主控軸與從控軸示意

在加工過程中，如果加工四邊形，建議工件和刀具的轉速比為1∶2，在刀盤上安裝兩把刀具，安裝間隔180°。如果車六邊形，刀盤上安裝三把刀具，安裝間隔120°。通過實際加工可以看出，刀具和工件的轉速比例越小，形狀誤差越小，所以在加工多面體時，應合理選用刀具數量，使刀具和工件的轉速比達到最小。

依據加工原理和經驗，刀盤的直徑越大，加工工件的平面度越好，雖然在制造過程中有成本的限制、機床的空間不足等問題，但選用刀盤時，應做到盡量選用大些的刀盤。

為了保障加工工件的質量，在安裝刀具時，應用百分表對刀尖的圓度和平面度進行測量，以保障各個刀尖安裝在同一平面和同一圓周上。

兩把刀具加工四邊形的軌跡如圖3所示。

三把刀具加工六邊形的軌跡如圖4所示，實物如圖5所示。

以FANUC中兩主軸之間的控制為例，首先應該確認系統是否有主軸間多邊形加工功能，如果沒有此功能，系統必須安裝此功能，并且兩主軸都應設定為旋轉軸。設置參數見表1。

加工編程可以如下：

M03 S800；（主軸轉速800r/min）

G00 X85.0 Z10.0

G51.2 P1 Q2；（刀具數和多邊形的邊數比例為1∶2，刀具的旋轉速度為1 600r/min）

G01 X75.0 F10.0；（X方向切入）

Z-20.0；（Z向的切削長度）

G04 X1.0；（暫停1s）

圖3 四邊形加工軌跡

圖4 六邊形加工軌跡

圖5 實物

表1 參數設置

圖6 橫向紋路

G00 X85.0 Z10.0；（X/Z方向退出）

G50.2；（取消多邊形加工指令）

M05；（停止主軸）

在加工過程中，有很多用戶時常反映工件表面會出現橫向的紋路（見圖6），如果出現這種情況應檢查以下幾點：①在主軸側，首先應檢查主軸和電動機連接的皮帶夠不夠緊。②主軸位置編碼器的連接是否松動。③其次要檢查刀具電動機和刀盤的連接是否松動。④刀盤與連接軸間隙是否大。以上情況有一項存在，加工的工件就一定會出現橫紋。

多邊形加工功能不僅操作非常方便，在加工工件的形狀上也比傳統的機械傳動更加自由和多樣，并在加工精度上和形狀誤差上有很大的提高和改善，這種使用方法，在參數設定和調試時極為方便，在操作使用和程序編輯中更易于掌握，可以為用戶創造更高的經濟效益。