雷楠南

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車學(xué)院,河南 三門峽 472000)

0 引言

在配置FANUC0iD系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床上，伺服系統(tǒng)的硬件連接是利用FSSB(FANUC串行伺服總線)進(jìn)行連接的。FANUC數(shù)控系統(tǒng)利用FSSB光纜將CNC與伺服放大器及分離型檢測器進(jìn)行連接，通過FSSB參數(shù)設(shè)定建立主控器(CNC控制器)與從控器(伺服放大器、分離型檢測器等)之間的對應(yīng)關(guān)系[1]。FSSB網(wǎng)絡(luò)配置即FSSB參數(shù)設(shè)定，通過參數(shù)設(shè)定建立數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸與伺服放大器、分離型檢測器之間的對應(yīng)關(guān)系[2]，進(jìn)而實現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)雙向傳輸[3]。FSSB硬件連接時，從CNC的COP10A連接至第一個從控器的COP10B，再從第一個從控器的COP10A連接至下一個從控器的COP10B，依次類推。在數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)調(diào)試時，必須首先完成FSSB網(wǎng)絡(luò)配置，然后在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)伺服設(shè)定和優(yōu)化，保證伺服系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1 FANUC0iD系統(tǒng)FSSB常見報警及網(wǎng)絡(luò)配置方法

1.1 FSSB設(shè)定時常見的報警

FANUC0iD系統(tǒng)在初次上電或參數(shù)全清情況下，一般會出現(xiàn)如圖1所示的報警，系統(tǒng)默認(rèn)語種為英語，可通過語言設(shè)置轉(zhuǎn)換為中文界面。此處，主要介紹與FSSB設(shè)定相關(guān)的報警，因此對于界面轉(zhuǎn)換及其他報警不作過多闡述。在FANUC0iD系統(tǒng)調(diào)試過程中，常見的FSSB報警有“SV1026軸的分配非法”和“SV5136放大器數(shù)目不足”報警。此外，“SV1067 FSSB：配置錯誤(軟件)”和“SV5137 FSSB：配置錯誤”等報警也較為常見。常見的FSSB報警及故障排除見表1。

表1 常見的FSSB報警及故障排除

圖1 FANUC系統(tǒng)初次上電常見報警

1.2 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置方法

FANUC數(shù)控系統(tǒng)FSSB網(wǎng)絡(luò)配置的目的是建立CNC與伺服放大器之間的對應(yīng)關(guān)系，即建立數(shù)控軸與伺服軸之間的對應(yīng)關(guān)系。這種對應(yīng)關(guān)系的建立只需通過FSSB參數(shù)設(shè)定即可實現(xiàn)[4]，如表2所示。當(dāng)然，在數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試時，不能直接進(jìn)行FSSB參數(shù)設(shè)定，通常應(yīng)先完成進(jìn)給軸基本參數(shù)的設(shè)置。

表2 FSSB參數(shù)設(shè)定

FSSB參數(shù)的設(shè)定方法有“自動設(shè)定”、“手動設(shè)定1”、“手動設(shè)定2”三種[5]?！白詣釉O(shè)定”是將參數(shù)1902#0設(shè)置為0，然后在FSSB的設(shè)定畫面上進(jìn)行自動設(shè)定；“手動設(shè)定2”是將參數(shù)1902#0設(shè)置為1，然后查找參數(shù)1023、1905、1910～1919、1936和1937并設(shè)定正確的參數(shù)值；采用“手動設(shè)定1”方法容易導(dǎo)致系統(tǒng)一些功能和數(shù)值不能用，所以該方法應(yīng)用較少。為了說明FSSB參數(shù)值如何確定，下面以半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)為例來闡述FSSB參數(shù)值的確定方法。

半閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置如圖2所示，F(xiàn)ANUC0i-MD系統(tǒng)連接了3個伺服放大器構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中3個單軸伺服放大器驅(qū)動3臺伺服電機(jī)，按照從屬裝置安裝順序編號規(guī)則，離CNC最近的編號為1，其余依次類推，則3個伺服放大器作為從屬裝置按安裝順序編號為1、2、3。因此，在設(shè)定伺服軸號參數(shù)1023時，對應(yīng)的參數(shù)值分別為1、2、3。在設(shè)定參數(shù)1023時，還要注意系統(tǒng)中軸的總數(shù)必須和放大器數(shù)相等。參數(shù)1910～1919為從屬器1～10的轉(zhuǎn)換地址號，從屬器即與CNC相連的任何伺服放大器或分離型檢測器接口單元。按照從屬器的連接順序，每一個從屬器都被指定一個序號(1～10)，離CNC最近的編號為1。具體設(shè)定時，應(yīng)根據(jù)從屬器是伺服放大器還是分離型檢測器接口單元來設(shè)定這些參數(shù)[6]，其設(shè)定方法如下：當(dāng)從屬器是放大器時，該值設(shè)為參數(shù)1023中的值減去1；當(dāng)從屬器是分離型檢測器接口單元時，第1個分離型檢測器接口單元的值設(shè)為16(應(yīng)該離CNC最近)，第2個分離型檢測器接口單元的值設(shè)為48(離CNC最遠(yuǎn))；無從屬器時，參數(shù)值設(shè)為40。在如圖2所示的半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，只連接了X、Y、Z三個伺服放大器，也無其他分離型檢測單元，所以1910～1912參數(shù)設(shè)定值分別為0、1、2；而參數(shù)1913～1919設(shè)定值分別為40。半閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置參數(shù)見表3。

表3 半閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置參數(shù)

圖2 半閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置

全閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置如圖3所示，F(xiàn)ANUC0i-MD系統(tǒng)連接了3個伺服放大器且連接有光柵檢測單元構(gòu)成全閉環(huán)控制系統(tǒng)。與半閉環(huán)系統(tǒng)相比，全閉環(huán)系統(tǒng)使用了分離型檢測器(光柵適配器)單元[7]，因此必須設(shè)定參數(shù)1936、1937。參數(shù)1936、1937的設(shè)定值為光柵適配器單元的占用接口號(第n軸光柵尺接口)減1，即占用接口號為1時(第一軸的光柵尺接口)，設(shè)定值為1-1=0；占用接口號為2時(第二軸的光柵尺接口)，設(shè)定值為2-1=1。同時，還必須設(shè)定參數(shù)1905的第6、7位(是否使用光柵適配器M1和M2)。使用M1時，1905#6=1；使用M2時，1905#7=1。對于不使用分離型檢測器(光柵)的伺服軸，1905參數(shù)的第6、7位應(yīng)設(shè)為0。在如圖3所示系統(tǒng)中[8]，除了連接了X、Y、Z三個伺服放大器，還連接有2個分離型檢測單元，所以1910～1914參數(shù)設(shè)定值分別為0、1、2、16和48；而參數(shù)1915～1919設(shè)定值分別為40。全閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置參數(shù)如表4所示。

圖3 全閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置

表4 全閉環(huán)系統(tǒng)FSSB配置參數(shù)

2 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置實踐及調(diào)試

由于FSSB自動設(shè)定方法可快速地設(shè)定所有FSSB參數(shù)，因此本文主要介紹自動設(shè)定方法。為了便于說明FSSB網(wǎng)絡(luò)配置方法，此處以配置FANUC0imateMD系統(tǒng)的XK714數(shù)控銑床為例進(jìn)行FSSB網(wǎng)絡(luò)配置實踐。因為該數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)連接了3個伺服放大器驅(qū)動三臺伺服電機(jī)，所以伺服系統(tǒng)構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)，F(xiàn)SSB配置按半閉環(huán)系統(tǒng)配置即可。

若采用FSSB自動設(shè)定方法，基本軸參數(shù)未設(shè)定，則會出現(xiàn)無法顯示伺服放大器，如圖4(a)所示；而FSSB的自動設(shè)定須在“放大器設(shè)定”頁面進(jìn)行，所以必須讓放大器在該頁面顯示,如圖4(b)所示。顯示出放大器的方法是設(shè)定如表5所示坐標(biāo)軸基本參數(shù)，再次進(jìn)入FSSB設(shè)定畫面時，便可顯示出FSSB串行總線上連接的伺服放大器。

表5 進(jìn)給坐標(biāo)軸的基本設(shè)定參數(shù)

圖4 FSSB自動設(shè)定

采用FSSB自動設(shè)定方法的前提條件是將參數(shù)1902#0設(shè)置為0，然后通過數(shù)控系統(tǒng)“參數(shù)設(shè)定支援”頁面中的“FSSB(AMP)”進(jìn)行。具體步驟如下：在系統(tǒng)界面上進(jìn)入“參數(shù)設(shè)定支援”頁面，單擊“操作”，將光標(biāo)移動至“FSSB(AMP)”處，單擊“選擇”，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定頁面；然后，當(dāng)光標(biāo)顯示位于放大器設(shè)定頁面的“軸”欄時，輸入與各機(jī)床軸對應(yīng)的控制軸號；最后，單擊“設(shè)定”軟鍵，根據(jù)系統(tǒng)提示切斷數(shù)控系統(tǒng)電源，并重啟系統(tǒng)即可實現(xiàn)FSSB的自動設(shè)定。在FSSB設(shè)定結(jié)束后，可通過確認(rèn)參數(shù)1902#1(ASE)是否變?yōu)?來判斷設(shè)定是否成功。如果參數(shù)1902#1(ASE)變?yōu)?，說明FSSB設(shè)定成功；同時，1910～1912參數(shù)值自動設(shè)定為0、1、2；1913～1919參數(shù)自動設(shè)定為40。完成FSSB自動設(shè)定后，系統(tǒng)參數(shù)如圖5所示。

圖5 FSSB參數(shù)設(shè)定成功

3 結(jié)束語

在FANUC0i-D系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)運(yùn)行過程中，F(xiàn)ANUC串行伺服總線(FSSB)起著重要作用。利用FSSB可大大簡化CNC與伺服放大器及分離型檢測器之間的連接。因為FSSB承擔(dān)著CNC與伺服放大器及分離型檢測器之間的高速串行數(shù)據(jù)通信作用，所以FSSB網(wǎng)絡(luò)配置正確與否會影響到整個數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制和運(yùn)行。由此可見，F(xiàn)SSB網(wǎng)絡(luò)配置至關(guān)重要。一般情況下，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸基本參數(shù)設(shè)定正確情況下，數(shù)控系統(tǒng)上電后可通過FSSB識別到伺服系統(tǒng)中所有從控器，然后利用FSSB“自動設(shè)定”方法可完成所有FSSB參數(shù)的設(shè)定。