發(fā)那科系統(tǒng)的數(shù)控機床的調(diào)試

1、FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機床的調(diào)試湯彩萍了解其控FANUC摘 要 數(shù)控機床是高度機電一體化的產(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)控機床的一般調(diào)試步驟1）數(shù)控機床機電聯(lián)調(diào)電氣前期工作根據(jù)數(shù)控機床的具體功能要求需做以下調(diào)試前期工作1機床電氣的設計 根據(jù)機械設計人員提出的電氣設計任務書進行機床外圍強電部分的電路圖設計和數(shù)控系統(tǒng)弱電部分的設計2數(shù)控系統(tǒng)的配置 根據(jù)機床的功能規(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)機床動作設計要求

2、用FAPTLADDER 語言編制用戶梯形圖5機床電柜的配作 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行元器件在電柜內(nèi)的安裝6機床床身的連線電柜配好后可與機床本體進行連線進行操作臺機床行程開關伺服電機等部件的接線工作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 稱為強電調(diào) 試數(shù)控系統(tǒng)為適應具體數(shù)控機床需要而調(diào)整機床參數(shù) 調(diào)試PLC用戶程序 稱為弱電調(diào)試2.1強電調(diào)試在整機通電前 斷開至CNC單元 伺服單元的電源插頭這是一項安全措施數(shù)控系統(tǒng)的損壞以防止不正確的電源進入造成2.1.1電源電壓準備為保證人身和設備的安全 壓是否正常如進線電源 壓

3、等必須首先確認各種電源電DC24V伺服變壓器副邊電2.1.2各控制回路的調(diào)試1用電器的工作對照圖紙 分別使各用電器正常工作 如照明回路2 CNC的啟動停止以上各種電源電壓正確之后 可以啟動CNC啟動 停止電路如圖1所示CNC啟動后LCD出現(xiàn)顯示圖1 CNC啟動 停止控制回路3緊?；芈钒聪翭ANUC機床操作面板上的緊停按鈕機床立刻停止運動保證機床的安全一般情況下超程檢測由 CNC通過參數(shù)處理稱為軟件限位外部的限位開關是 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 使機床移動超出軟件限位值為了使機床能停下來 必須安裝行程限位開關稱為硬件限位當開關被擋鐵壓上 后CNC復位并進入緊停狀態(tài) 伺服電機

4、和主軸電機減速直 至停止機床立刻停止移動機床緊?；芈啡鐖D 2所示工軸盟位開關F輔覘檢開關上軸阪位丹關衆(zhòng)萍按範?？刂茊卧狿SMSVM 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)報警 這是因為沒有設置機床參數(shù)可先不理會他所謂參數(shù)是指當CNC與機床組合在一起之后為了最大限度地發(fā)揮 CNC機床的功能而設置的值 每一步都需按照數(shù)控系統(tǒng)說明書 的說明來調(diào)整對于一臺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核對系統(tǒng)功能參數(shù)FANUC的每臺數(shù)控系統(tǒng)出廠時都帶有隨機參數(shù)表 在FANUCOi中9900號以上的參數(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)出廠時已設好用戶需按照此表核對設置222控制軸設定FANUCOi的機床參數(shù)號從 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軸有關控制軸的參數(shù)如下P1020各軸編程時的軸名稱P1022在基本坐標系中設定各軸的名稱注意該參數(shù)一定要設置否則將不能進行G02 G03插補P1023各軸的伺服軸號 其 設定值與控制軸號相同P1010 CNC控制軸數(shù)P8130總控制軸數(shù)2.2.3伺服引導伺服引導是指進給伺服系統(tǒng)的參數(shù)初始化沒有進行伺服引導前LCD上出現(xiàn)417號報警按伺服控制放大器的說明 書操作 若有參數(shù)設定不合理即出現(xiàn)報警 報警的處理參見FAN

6、UCAC伺服電機系列參數(shù)手冊做相應的調(diào)整2.2.4主軸引導主軸引導是指主軸伺服系統(tǒng)的參數(shù)初始化沒有進行主軸引導前 LCD上出現(xiàn)750號751號報警 設定主軸電機型號代碼 P4133以及參數(shù) P4019.7=1 P4019.7= 1表示第4019號機床參數(shù)是位 bit參數(shù) 其bit7=1 進行自動 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自動參數(shù)初始化之后 復位為02.2.5 PMC模塊參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)的設置PMC即PLC用來完成機床輔助功能的控制在系統(tǒng)相應的頁面進行設置2.2.6 PMC梯形圖LADDER 的調(diào)試這一步的工作量相當大需與機械工作人員密切配合 共

7、同進行 一起分析調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題更為重要的是調(diào)試人員對各功能的接口信號和參數(shù)必須十分熟 悉 有深刻的理解 對于接口信號 應該明確的是PMC除了與機床的各種信號裝置通信外 還與CNC通 信將伺服系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)報告 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 如果要自行設計制作該操作面板則需根據(jù)接口信號重新編程調(diào)試3調(diào)試機床潤滑在使各進給軸移動前必須使機床導軌的潤滑正常因此首先通過PMC程序調(diào)試定時潤滑4各

8、進給軸的移動在JOG方式下按各軸移動鍵各坐標軸應按機床參數(shù)指定的速度向正方向或反方向移動并受倍率開關的控制 需設置有關進給參數(shù) 并處理有關接口信號5各軸參考點的設置在FANUC系統(tǒng)中 回參考點的動作過程如圖 3所示P13SGP1S2I圖3回參考點過程需處理相關的主要接口信號并設置相關的主要參數(shù) 對于z軸參考點的設置 應與換刀位置配合調(diào)整6軸行程的設置數(shù)控系統(tǒng)進行超程檢測 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系如圖4所示以x軸為例 由于該機床帶有刀庫 當?shù)稁煸谇拔粫r z軸不能在參考點下移動 因此z軸需設置第二軟件限位 121現(xiàn)代電子技術 年第 期總第 期 集成電路保護軟杵限位

9、設定點jt紬舒玻打鰹崔此范軼件RI位設定點枝件行程開關圖4軟件限位和硬件限位的關系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 譯碼指令同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制他還通過PLC將主軸的各種實際工作狀態(tài)報告CNC用以完成對主軸的各項功能控制主軸電機控制接口為主軸串行輸出與模擬輸出相對串行輸出中輸出到主軸的命令值為數(shù) 字數(shù)據(jù)同時使用外接位置編碼器與CNC相連用于檢測主軸的位置使主軸能以指定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)如S500M03本機床由CNC控制主軸電機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之間齒輪傳動比為1:1低速檔主軸與主軸電機之間齒輪傳動比為 1495需處理CNC側(cè)對主軸

10、速度的控制的接口信號及 主軸控制單元側(cè)的接口信號并設置最高速度 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)中設定的是主軸速度指令還是主軸電機速度使主軸能停留在某個固定位置主軸準停 M19為了保證刀具能準確地在主軸和刀庫之間交換必須使用主軸準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，翁出報警圖5主軸準控制梯形圖相關的參數(shù)有

11、P4075=20準停完成信號檢測水平P4077準停偏移量如果定向停止位置不準將會損壞換刀裝置可通過該參數(shù)對主軸定向位置進行精調(diào) 8自動換刀的調(diào)試CNC執(zhí)行至M06Txx時調(diào)用09001子程序內(nèi)含前述各換刀動作 設計自動換刀的 PMC程序時 應充 分考慮安全互鎖取刀時采用捷徑方式捷徑取刀可采 用FAPTLADDER提供的ROT指令實現(xiàn) 限于篇幅 此 處不再列出自動選刀的梯形圖9其他輔助動作的調(diào)試像潤滑一樣機床的其他輔助動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際電流和實際速度如可對位置環(huán)增益進行調(diào)整位置環(huán)增益是機床運動坐標自身性能優(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反饋回 路如圖6所示 根據(jù)FANUCAC伺服電機參數(shù)手冊進行 調(diào)整圖6數(shù)字伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2.8螺距誤差補償與反向間隙補償作為半閉環(huán)控制位置檢測器不在坐標軸最終運動部件上也就是說還有部分傳動環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外 需要對絲杠螺距的誤差進行補償反向間隙用于補償