FANUC系统实现对主轴定向换挡控制研究.docx

          FANUC系统实现对主轴定向换挡控制研究                    摘要：自从将普通机床更换为数控机床，对数控机床的完善就成为了从业人员主要研究的课题，只有不断完善机床的硬件设计和软件设计，才能提高机床的生产效率基于此，本文先是研究了主轴定向相关内容，其次研究了主轴定向换挡的控制，通过优化程序设计，有序执行指令，让主轴定向换挡可以和刀库换刀主轴同时进行，从而有效的提高了机床作业的效率，进一步提高了企业的生产效率关键词：FANUC系统；主轴定向换挡；换挡控制引言：在数控机床应用中，FANUC系统通常只存在一种定向位置，要想让刀库换刀主轴和主轴定向换挡同时存在，还需要不断完善系统和程序，才能实现同时工作因此，通过研究FANUC系统对于主轴定向换挡的控制，有助于完善机床系统的应用，让主轴定向换挡可以和刀库换刀主轴同时进行，两者同时进行，有助于提高机床作业的效率，提高数控机床生产效率，进而提高企业的经济收益由此可见研究主轴定向换挡的控制对于企业有着重要的作用和价值一、主轴定向主轴定向是FANUC0I系统的标配功能，全系列都能实现主轴定向系统参数设置有一固定特征，使用控制单元，可以让主轴定向得以实现，但是需要在串行主轴按照1:1安装，或者主轴外编码器得到安装的情况下，才可以实现。

在FANUC系统中，完成主轴定向，程序形成了闭环锁住主轴在这时有使能在固定位置上停留，该位置则根据主轴定向位置的指令信号得出，主轴需要抱紧锁住，紧急停止以及正反转主轴都能将定向自锁断开[1]在执行主轴定向之后如果不在需要主轴自锁，只需要使用M92将定向自锁断开即可，这样也能保证下一次的定向角度正确对系统参数进行调整在定向之前需要根据硬件配置的参数对主轴定量出现偏移量参数#4077进行调整，也就是可以执行的M19需要定向在指定的角度上，在修改PMC参数D300数值让M91的角度得到改变由于主轴定向速度不会根据设定参数给出，将速度设定在10rmp~25rpmp之间，由于定向没有和夹具互锁，综合考虑安全和效率的同时，可以让定向速度尽量降低，避免出现危险二、FANUC系统实现对主轴定向换挡控制（一）主轴定向换挡的作用使用FANUC系统进行加工的数控机床一般情况下只具有一个定向位置，但是需要同时使用刀库以及主轴定向换挡，两者都需要使用主轴定向，但是两者主轴定向的位置完全不一致，将会造成使用其中一项时，另一项没有办法正常工作在实际使用过程中，同时发出主轴定向换挡的要求，在第一次没能成功时，需要在主轴定向位置上增加或者减少1°，再次进行换挡操作。

例如天津钢管集团股份有限公司在加工机床中使用Licat型减速机由于换挡结构的工作原理时，在24V直流电源被输入进2脚和3脚时，换挡机构会做出动作在正负极电源被不断输入时，换挡电机开始工作，也带动了增力丝杠的转动，让高低挡位实现齿轮的啮合在换挡过程中，打开感应开关，算作换挡工作的完成二）PLC编程1.高低挡位切换在系统中利用M代码进行高低挡齿轮的转换，进入换挡使用M44，退出换挡使用M47，高挡使用M40，复位高挡换挡使用M41，低挡推挡使用M42，复位低挡推挡使用M43.使用G55.4以及G55.5作为记录程序中正转以及反转，当G55.2=1时，已经处于高挡，G55.3=1时则处于低挡在ASCII代码之中的#6091添加83，也就是说运行程序过程，一旦遇到S代码，程序自动会调用编号为9005的程序换挡程序为：在主轴电动机停止后，使用M19功能，完成主轴的定位，启动并执行电动机的换挡换挡的时间长达0.5s，在系统接收换挡信号之后，输出复位换挡结构，算作是成功换挡在0.5s之后正式启动主轴旋转如果启动换挡后的0.3s内，出现立刻退回，则需要执行机构回到原始的位置，在增加0.5s之后，主轴的角度需要增加1°。

在结束主轴定位之后，要立刻启动电动机换挡换挡时间可以持续0.5s，接受换挡信号之后，输出复位换挡机构，完成换挡，在0.5s之后可以启动主轴的旋转同样地，如果启动换挡之后的0.3s内，要立刻回退，执行机构需要恢复到原始位置，在0.5s的等待之后，主轴的角度可以增加1°在完成主轴定位之后，可以启动电动机的执行换挡换挡时间持续0.5s，收到换挡信号要输出复位换挡机构，算作成功换挡，在0.5s之后可以自动启动主轴的旋转如果换挡失败，那么需要禁止主轴旋转，对系统展开全面检查2.执行子程序在进行到换挡子程序之后，需要读主轴所在位置进行判断如果不处于低挡位也不处于高挡位，那么子程序还需要跳转到N60，系统需要提示报警信息如果转速可以和挡位保持一致，那么子程序要跳转到N99的位置，从子程序中跳出来如果输入转速和挡位并不一致，子程序还需要跳到N10或者是N30，在子程序进入到换挡区域之中，系统可以执行推挡完成推挡之后，子程序会跳转到N90,进行S指令的执行如果没能成功推挡，将主轴定向位置增加或者减少1°如果完成五次循环依然没能成果，那么子程序需要跳转到上报区域本研究使用编程参数输入对参数4077进行赋值，使得1°=4095/360=11，从而进行主轴的定向，在主轴定向位置上增加或者减少1°。

只有主轴先准停，再接触准停，手动方式将主轴拔出，才能让减速机的换挡更加顺畅，这样可以让455中的值得到诊断，在变量#503中填入，这样换挡时主轴可以在该位置准停令#101=#503，#102=#101，开始换挡，依次执行G10L52、N4077P1#101以及G11，这样变量中#503的值被填入进4077中如果首次换挡没能成功，那么#102=#101+11、N4077P1R#102、G10L52以及G11，让准停位置增加1°若#102=#101-11、N4077P1R#102、G10L52以及G11，这样可以实现准停位置-1°三、主轴外部定向的实际应用在SUC8114S/1的数控机床上，由于存在双刀库，主轴需要停在不同角度定向获得刀具，因此主轴需要具备在两个角度定向的作用为了达到这样的需求，要使用主轴定向控制在实际应用中第一刀库在更换刀的时候，主轴角度需要按照主轴定向M代码M19来执行，使用#4077进行角度的调整，第二刀库则根据主轴定向M代码M91执行，使用PMC参数D300进行角度的调整，这样很容易让第二刀库增加的问题就迎刃而解[2]结论：综上所述，本文通过研究主轴定向，对主轴定向换挡的控制展开了系统的研究。

通过使用PLC编程对程序进行优化，同时利用子程序，让减速器实现准停式换挡，让主轴定向换挡和刀库换刀主轴同时实现这样的设计有效的提高了数控机床的生产效率，为企业创造了更大的利益参考文献：[1]严瑞强,毛羽,洪涛,肖善华,楚功,周为.基于FANUC系统的模拟主轴速度误差控制方法[J/OL].机电工程技术,2018(12):10-11[2019-03-01].[2]高罗卿,庄源昌.基于OPC技术实现WINCC与FANUC数控机床的监控系统设计[J].制造技术与机床,2019(01):169-172.  -全文完-。