發(fā)那科系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的調(diào)試

1、FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的調(diào)試湯彩萍了解其控FANUC摘 要 數(shù)控機(jī)床是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品隨著他在我國制造業(yè)的普及使用制原理安裝調(diào)試過程及故障維修方法顯得日趨重要以FANUCOi系統(tǒng)加工中心的調(diào)試為例介紹了配置系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的一般調(diào)試步驟1）數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)電氣前期工作根據(jù)數(shù)控機(jī)床的具體功能要求需做以下調(diào)試前期工作1機(jī)床電氣的設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出的電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行機(jī)床外圍強(qiáng)電部分的電路圖設(shè)計(jì)和數(shù)控系統(tǒng)弱電部分的設(shè)計(jì)2數(shù)控系統(tǒng)的配置 根據(jù)機(jī)床的功能規(guī)格和參數(shù)提供FANUCOi的系統(tǒng)配置清單3電器元件的訂購根據(jù)電氣控制要求提供需外購的電器元件的清單4 PMC程序的編制根據(jù)機(jī)床動(dòng)作設(shè)計(jì)要求

2、用FAPTLADDER 語言編制用戶梯形圖5機(jī)床電柜的配作 待FANUCOi控制系統(tǒng)及其他電器元件到貨后 根據(jù)電氣原理圖 電氣元件接線圖和電柜布置圖進(jìn)行元器件在電柜內(nèi)的安裝6機(jī)床床身的連線電柜配好后可與機(jī)床本體進(jìn)行連線進(jìn)行操作臺(tái)機(jī)床行程開關(guān)伺服電機(jī)等部件的接線工作2加工中心的調(diào)試步驟調(diào)試分2大步 數(shù)控系統(tǒng)外圍的調(diào)試 稱為強(qiáng)電調(diào) 試數(shù)控系統(tǒng)為適應(yīng)具體數(shù)控機(jī)床需要而調(diào)整機(jī)床參數(shù) 調(diào)試PLC用戶程序 稱為弱電調(diào)試2.1強(qiáng)電調(diào)試在整機(jī)通電前 斷開至CNC單元 伺服單元的電源插頭這是一項(xiàng)安全措施數(shù)控系統(tǒng)的損壞以防止不正確的電源進(jìn)入造成2.1.1電源電壓準(zhǔn)備為保證人身和設(shè)備的安全 壓是否正常如進(jìn)線電源 壓

3、等必須首先確認(rèn)各種電源電DC24V伺服變壓器副邊電2.1.2各控制回路的調(diào)試1用電器的工作對(duì)照?qǐng)D紙 分別使各用電器正常工作 如照明回路2 CNC的啟動(dòng)停止以上各種電源電壓正確之后 可以啟動(dòng)CNC啟動(dòng) 停止電路如圖1所示CNC啟動(dòng)后LCD出現(xiàn)顯示圖1 CNC啟動(dòng) 停止控制回路3緊?；芈钒聪翭ANUC機(jī)床操作面板上的緊停按鈕機(jī)床立刻停止運(yùn)動(dòng)保證機(jī)床的安全一般情況下超程檢測(cè)由 CNC通過參數(shù)處理稱為軟件限位外部的限位開關(guān)是 不必要的然而為了避免由于伺服反饋系統(tǒng)發(fā)生故障而 使機(jī)床移動(dòng)超出軟件限位值為了使機(jī)床能停下來 必須安裝行程限位開關(guān)稱為硬件限位當(dāng)開關(guān)被擋鐵壓上 后CNC復(fù)位并進(jìn)入緊停狀態(tài) 伺服電機(jī)

4、和主軸電機(jī)減速直 至停止機(jī)床立刻停止移動(dòng)機(jī)床緊?；芈啡鐖D 2所示工軸盟位開關(guān)F輔覘檢開關(guān)上軸阪位丹關(guān)衆(zhòng)萍按範(fàn)。控制單元PSMSVM SPM+24 CNC 制單元 ESP圖2緊急停止控制回路22弱電調(diào)試在CNC伺服接通之后 LCD出現(xiàn)報(bào)警 這是因?yàn)闆]有設(shè)置機(jī)床參數(shù)可先不理會(huì)他所謂參數(shù)是指當(dāng)CNC與機(jī)床組合在一起之后為了最大限度地發(fā)揮 CNC機(jī)床的功能而設(shè)置的值 每一步都需按照數(shù)控系統(tǒng)說明書 的說明來調(diào)整對(duì)于一臺(tái)出廠后沒做過任何調(diào)整的系統(tǒng) 調(diào)試步驟如下所述2.2.1核對(duì)系統(tǒng)功能參數(shù)FANUC的每臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)出廠時(shí)都帶有隨機(jī)參數(shù)表 在FANUCOi中9900號(hào)以上的參數(shù)即為系統(tǒng)功能參數(shù) 他規(guī)定了一些基

5、本功能系統(tǒng)出廠時(shí)已設(shè)好用戶需按照此表核對(duì)設(shè)置222控制軸設(shè)定FANUCOi的機(jī)床參數(shù)號(hào)從 0 8999如P1020是字 節(jié)軸型參數(shù) P代表參數(shù) A1表示第1軸A2表示第2 軸A3表示第3軸有關(guān)控制軸的參數(shù)如下P1020各軸編程時(shí)的軸名稱P1022在基本坐標(biāo)系中設(shè)定各軸的名稱注意該參數(shù)一定要設(shè)置否則將不能進(jìn)行G02 G03插補(bǔ)P1023各軸的伺服軸號(hào) 其 設(shè)定值與控制軸號(hào)相同P1010 CNC控制軸數(shù)P8130總控制軸數(shù)2.2.3伺服引導(dǎo)伺服引導(dǎo)是指進(jìn)給伺服系統(tǒng)的參數(shù)初始化沒有進(jìn)行伺服引導(dǎo)前LCD上出現(xiàn)417號(hào)報(bào)警按伺服控制放大器的說明 書操作 若有參數(shù)設(shè)定不合理即出現(xiàn)報(bào)警 報(bào)警的處理參見FAN

6、UCAC伺服電機(jī)系列參數(shù)手冊(cè)做相應(yīng)的調(diào)整2.2.4主軸引導(dǎo)主軸引導(dǎo)是指主軸伺服系統(tǒng)的參數(shù)初始化沒有進(jìn)行主軸引導(dǎo)前 LCD上出現(xiàn)750號(hào)751號(hào)報(bào)警 設(shè)定主軸電機(jī)型號(hào)代碼 P4133以及參數(shù) P4019.7=1 P4019.7= 1表示第4019號(hào)機(jī)床參數(shù)是位 bit參數(shù) 其bit7=1 進(jìn)行自動(dòng) 系列主軸參數(shù)初始化然后CNC斷電 再通電 參數(shù)初始化才能生效 P4019.7自動(dòng)參數(shù)初始化之后 復(fù)位為02.2.5 PMC模塊參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置PMC即PLC用來完成機(jī)床輔助功能的控制在系統(tǒng)相應(yīng)的頁面進(jìn)行設(shè)置2.2.6 PMC梯形圖LADDER 的調(diào)試這一步的工作量相當(dāng)大需與機(jī)械工作人員密切配合 共

7、同進(jìn)行 一起分析調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題更為重要的是調(diào)試人員對(duì)各功能的接口信號(hào)和參數(shù)必須十分熟 悉 有深刻的理解 對(duì)于接口信號(hào) 應(yīng)該明確的是PMC除了與機(jī)床的各種信號(hào)裝置通信外 還與CNC通 信將伺服系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)報(bào)告 CNC并接受CNC 的控制1傳送PMC程序通過RS232通訊接口和軟件 FAPTLADDER 將事先 編制的PMC梯形圖送入CNC2調(diào)試機(jī)床控制面板程序使操作方式等按鈕生效該面板程序一經(jīng)調(diào)試成功今后若使用相同的面板便可拷貝此程序 如果要自行設(shè)計(jì)制作該操作面板則需根據(jù)接口信號(hào)重新編程調(diào)試3調(diào)試機(jī)床潤滑在使各進(jìn)給軸移動(dòng)前必須使機(jī)床導(dǎo)軌的潤滑正常因此首先通過PMC程序調(diào)試定時(shí)潤滑4各

8、進(jìn)給軸的移動(dòng)在JOG方式下按各軸移動(dòng)鍵各坐標(biāo)軸應(yīng)按機(jī)床參數(shù)指定的速度向正方向或反方向移動(dòng)并受倍率開關(guān)的控制 需設(shè)置有關(guān)進(jìn)給參數(shù) 并處理有關(guān)接口信號(hào)5各軸參考點(diǎn)的設(shè)置在FANUC系統(tǒng)中 回參考點(diǎn)的動(dòng)作過程如圖 3所示P13SGP1S2I圖3回參考點(diǎn)過程需處理相關(guān)的主要接口信號(hào)并設(shè)置相關(guān)的主要參數(shù) 對(duì)于z軸參考點(diǎn)的設(shè)置 應(yīng)與換刀位置配合調(diào)整6軸行程的設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行超程檢測(cè) 是CNC的基本功能稱為軟件限位軟件限位和硬件限位的位置關(guān)系如圖4所示以x軸為例 由于該機(jī)床帶有刀庫 當(dāng)?shù)稁煸谇拔粫r(shí) z軸不能在參考點(diǎn)下移動(dòng) 因此z軸需設(shè)置第二軟件限位 121現(xiàn)代電子技術(shù) 年第 期總第 期 集成電路保護(hù)軟杵限位

9、設(shè)定點(diǎn)jt紬舒玻打鰹崔此范軼件RI位設(shè)定點(diǎn)枝件行程開關(guān)圖4軟件限位和硬件限位的關(guān)系7主軸的調(diào)試主軸控制單元或稱主軸放大器接收來自CNC的 譯碼指令同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制他還通過PLC將主軸的各種實(shí)際工作狀態(tài)報(bào)告CNC用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制主軸電機(jī)控制接口為主軸串行輸出與模擬輸出相對(duì)串行輸出中輸出到主軸的命令值為數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)同時(shí)使用外接位置編碼器與CNC相連用于檢測(cè)主軸的位置使主軸能以指定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)如S500M03本機(jī)床由CNC控制主軸電機(jī)的速度和極性主軸采用高低兩檔齒輪變速高速檔主軸與主軸電機(jī)之間齒輪傳動(dòng)比為1:1低速檔主軸與主軸電機(jī)之間齒輪傳動(dòng)比為 1495需處理CNC側(cè)對(duì)主軸

10、速度的控制的接口信號(hào)及 主軸控制單元側(cè)的接口信號(hào)并設(shè)置最高速度 換檔速度等參數(shù)串行主軸控制單元的參數(shù)為 4000 4351 注意分清參數(shù)中設(shè)定的是主軸速度指令還是主軸電機(jī)速度使主軸能停留在某個(gè)固定位置主軸準(zhǔn)停 M19為了保證刀具能準(zhǔn)確地在主軸和刀庫之間交換必須使用主軸準(zhǔn)停功能控制梯形圖見圖5FUCT.7MISM01X MWX RST *E$PPSOfcUMR3M7TlSORCM<370.6主軸班停命事QRCMAY )003.3-CHSOW主牆已定向指示燈ORCMA DRARASueiR57I.J ITM3K57J.1T1Al 6-Q主恒干耗祖棒，翁出報(bào)警圖5主軸準(zhǔn)控制梯形圖相關(guān)的參數(shù)有

11、P4075=20準(zhǔn)停完成信號(hào)檢測(cè)水平P4077準(zhǔn)停偏移量如果定向停止位置不準(zhǔn)將會(huì)損壞換刀裝置可通過該參數(shù)對(duì)主軸定向位置進(jìn)行精調(diào) 8自動(dòng)換刀的調(diào)試CNC執(zhí)行至M06Txx時(shí)調(diào)用09001子程序內(nèi)含前述各換刀動(dòng)作 設(shè)計(jì)自動(dòng)換刀的 PMC程序時(shí) 應(yīng)充 分考慮安全互鎖取刀時(shí)采用捷徑方式捷徑取刀可采 用FAPTLADDER提供的ROT指令實(shí)現(xiàn) 限于篇幅 此 處不再列出自動(dòng)選刀的梯形圖9其他輔助動(dòng)作的調(diào)試像潤滑一樣機(jī)床的其他輔助動(dòng)作諸如冷卻排屑照明也都由PMC梯形圖控制2.2.7伺服參數(shù)的優(yōu)化Servotu nin g調(diào)出伺服的調(diào)整畫面在該畫面上檢查位置誤差實(shí)際電流和實(shí)際速度如可對(duì)位置環(huán)增益進(jìn)行調(diào)整位置環(huán)增益是機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)并非可以任意放大數(shù)控系統(tǒng)的位置伺服系統(tǒng)一般可分為位置環(huán)和 速度環(huán) 即系統(tǒng)中包含有位置反饋與速度反饋兩個(gè)反饋回 路如圖6所示 根據(jù)FANUCAC伺服電機(jī)參數(shù)手冊(cè)進(jìn)行 調(diào)整圖6數(shù)字伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2.8螺距誤差補(bǔ)償與反向間隙補(bǔ)償作為半閉環(huán)控制位置檢測(cè)器不在坐標(biāo)軸最終運(yùn)動(dòng)部件上也就是說還有部分傳動(dòng)環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外 需要對(duì)絲杠螺距的誤差進(jìn)行補(bǔ)償反向間隙用于補(bǔ)償