■ 沈陽機(jī)床股份有限公司 （遼寧 110141） 苗 松

1. 背景介紹

為了提高數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度，在加工中心和龍門式數(shù)控機(jī)床等大中型數(shù)控設(shè)備上，往往需要增加光柵尺或者編碼器等第二測(cè)量系統(tǒng)，來進(jìn)行全閉環(huán)位置檢測(cè)。隨著機(jī)床的使用，往往會(huì)遇到光柵尺及讀數(shù)頭污染損壞，或者反饋電纜被拉伸脫開甚至斷裂的情況，導(dǎo)致全閉環(huán)位置檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，機(jī)床不能正常工作。為了查明原因解決問題，往往需要講數(shù)控系統(tǒng)由全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制，即從第二測(cè)量系統(tǒng)切換到電動(dòng)機(jī)內(nèi)編碼器的第一測(cè)量系統(tǒng)。這樣的切換操作既可以方便維修人員查找故障原因，又可以在短期內(nèi)無法更換損壞電氣原件的情況下，保障設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行。因此，切換全閉環(huán)和半閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，是維修人員最常用的一種查找問題的手段。

對(duì)于FANUC數(shù)控系統(tǒng)來說，由于并未區(qū)分全閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)和半閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)，所以在進(jìn)行切換時(shí)需要維修人員自行手動(dòng)更改相應(yīng)參數(shù)，這對(duì)維修人員的業(yè)務(wù)水平有了一定的要求。另外由于檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定取決于設(shè)備本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這樣就需要維修人員了解設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)和移動(dòng)部件之間的傳動(dòng)比，第二測(cè)量系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，第二測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量對(duì)象之間的傳動(dòng)比等信息。由于需要了解的信息種類較多，當(dāng)出現(xiàn)維修人員交替或者資料丟失等情況后，由于對(duì)設(shè)備情況較為陌生，往往不能迅速的正確切換全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)，甚至有可能造成其他誤操作導(dǎo)致設(shè)備的二次損壞。為了解決這個(gè)問題，筆者設(shè)計(jì)了相應(yīng)的全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)切換指令，通過使用PMC的窗口功能來改寫系統(tǒng)參數(shù)。需要時(shí)維修人員只要在MDI方式下執(zhí)行相應(yīng)程序指令，PMC程序會(huì)自動(dòng)讀取預(yù)先保存好的正確數(shù)據(jù)將其寫入機(jī)床參數(shù)內(nèi)，避免了人為操作可能造成的錯(cuò)誤。

2. 具體樣例

下面以一臺(tái)臥式加工中心的X軸為例來介紹相應(yīng)方法。HMC63E臥式加工中心，X軸為絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)和絲杠為1:1直連，絲杠為單導(dǎo)程，螺距為12mm，安裝了HEIDENHAIN的LC 195F絕對(duì)光柵尺，分辨率為±5μm，機(jī)床的檢測(cè)單位和最小移動(dòng)單位均為1μm。

由機(jī)床的結(jié)構(gòu)計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)，全閉環(huán)時(shí)參數(shù)見表1，半閉環(huán)時(shí)參數(shù)見表2。

PMC程序共分為激活指令、計(jì)數(shù)分配、改寫參數(shù)和完成指令四部分。

建立M35指令激活全閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)，M36指令為激活半閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)，并配合R9091.6時(shí)間脈沖信號(hào)，使激活指令每500ms發(fā)出一次，如圖1所示。

將激活指令引入計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)每500ms增加1，用來建立不同的標(biāo)識(shí)碼1,2,3…識(shí)別碼的個(gè)數(shù)等于需要更改的參數(shù)個(gè)數(shù)。在本例中需要更改5個(gè)參數(shù)，因此設(shè)置D720=5，并將D720轉(zhuǎn)換為BCD代碼R550,如圖2所示。

每發(fā)出一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，進(jìn)行一次改寫參數(shù)操作，避免同時(shí)更改多個(gè)參數(shù)。當(dāng)D720為1時(shí)，R550為00000001，此時(shí)進(jìn)行更改第一個(gè)參數(shù)1815的操作，需要寫入的參數(shù)值為25 + 21 =34，預(yù)先被計(jì)算好并且保存在D800中，如圖3所示。

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到最大值后，發(fā)出M指令完成信號(hào)結(jié)束程序。此時(shí)維修人員需要按照系統(tǒng)提示進(jìn)行重啟操作，如果執(zhí)行M35激活全閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)，還需要手動(dòng)將伺服軸移動(dòng)至機(jī)床機(jī)械零點(diǎn)處，設(shè)置參數(shù)1815的第四位APZ為1，然后根據(jù)提示信息進(jìn)行系統(tǒng)重啟，再次啟動(dòng)系統(tǒng)后即可使用設(shè)備進(jìn)行加工操作了。如果是執(zhí)行M36進(jìn)行激活半閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)的操作，在系統(tǒng)重啟后需要讓機(jī)床回參考點(diǎn)。

3. 結(jié)語

經(jīng)過上述步驟的處理，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換全閉環(huán)與半閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)，避免了因維修人員的更替或是機(jī)床信息的缺失帶來的維修工作不便，在維修一些較為老舊的數(shù)控設(shè)備或是特殊定制的設(shè)備時(shí)更加便于快捷的查找解決故障。

表1 全閉環(huán)參數(shù)表

表2 半閉環(huán)參數(shù)表

圖 1

圖 2

圖 3

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[1] 羅敏. FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC編程技術(shù) [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[2] 劉江，盧鵬程，許朝山. FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC編程 [M]. 北京：高等教育出版社, 2011.