李太林，張占鋒，皇甫兵，劉　陽(yáng)（新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司，河南新鄉(xiāng)　453700）

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基于FANUC系統(tǒng)的直角鏜銑頭自動(dòng)分度的實(shí)現(xiàn)

李太林，張占鋒，皇甫兵，劉陽(yáng)
（新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司，河南新鄉(xiāng)453700）

摘要：在龍門(mén)加工中心加工工件時(shí)，通常會(huì)一次裝夾工件，連續(xù)加工四到五個(gè)面，這就需要直角鏜銑頭在加工不同面時(shí)分度定位，如果手動(dòng)分度，將影響加工效率以及自動(dòng)化加工的程度，介紹了一種控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床在加工過(guò)程中鏜銑頭的自動(dòng)分度，保證加工過(guò)程不中斷。

關(guān)鍵詞：直角鏜銑頭；自動(dòng)分度；CS軸功能

龍門(mén)加工中心在現(xiàn)代加工中越來(lái)越發(fā)揮著重要的作用，它具有加工范圍大、加工切削量大、機(jī)床剛性好、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。隨著高速高效的要求，在龍門(mén)加工中心上，裝上有分度功能的直角鏜銑頭，以便實(shí)現(xiàn)工件的一次裝夾，連續(xù)加工多個(gè)面，保證加工過(guò)程的連續(xù)性，以提高加工效率。

1　工作原理

以我公司生產(chǎn)的動(dòng)梁式龍門(mén)加工中心為例，其工作臺(tái)是固定不動(dòng)，如圖1所示，通過(guò)X軸、A軸雙伺服電機(jī)同步移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的X方向移動(dòng)。Y方向、Z方向分別通過(guò)各自的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。直角鏜銑頭安裝在Z軸的垂直滑枕下端，同時(shí)與加工中心主軸相連，由串行伺服主軸驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)，用于加工工件。

圖1　機(jī)床示意圖

直角鏜銑頭（如圖2）通過(guò)鎖緊放松的油缸將分度部分在Z方向脫開(kāi)，通過(guò)串行伺服主軸帶動(dòng)銑頭分度部分在360°范圍內(nèi)分度，分度到位后重新鎖緊。該文是基于FANUC發(fā)那科0i-MD系統(tǒng)，通過(guò)PMC梯形圖和加工程序O0100結(jié)合起來(lái)，把串行伺服主軸由速度模式轉(zhuǎn)換成Cs位置模式，由此實(shí)現(xiàn)直角鏜銑頭的自動(dòng)分度功能[1]。

圖2　直角鏜銑頭示意圖

2　數(shù)控程序的編寫(xiě)

分度子程序：

O100：

N10 M05：主軸停止

N20 G04X1：主軸停止后延時(shí)1秒。

N30 M22:啟動(dòng)主軸的CS輪廓控制功能。

N40 G28C0：將C軸回參考點(diǎn)。

N50 M14：將直角鏜銑頭的分度部分放開(kāi)，準(zhǔn)備分度。

N60 G04X2：鏜銑頭分開(kāi)后延時(shí)2秒

N70 G94G01G91C180F500 :鏜銑頭分度到180度的位置。

N80 G04X1：分度完成后，延時(shí)1秒

N90 M23：關(guān)閉主軸的CS輪廓控制功能

N100 M15：將直角鏜銑頭的分度部分拉緊。

N110 M99：分度結(jié)束，跳轉(zhuǎn)回主程序。

3　PMC梯形圖程序的編寫(xiě)

當(dāng)加工程序O100程序執(zhí)行運(yùn)行時(shí)，M14執(zhí)行后，R200.0輔助繼電器將得電，則Y00.1得電，放松油缸使直角鏜銑頭的分度部分脫開(kāi)，為直角鏜銑頭分度做好準(zhǔn)備。同理M22執(zhí)行后，R200.1輔助繼電器將得電，G70.5主軸正轉(zhuǎn)、G27.7主軸Cs輪廓控制得電，則將串行伺服主軸從速度模式切換成Cs輪廓控制功能[1]，程序中的命令N70 G94G01G91C180F500將使直角鏜銑頭分度到180°的位置，通過(guò)改變不同的C軸命令值，可實(shí)現(xiàn)直角鏜銑頭在360°范圍內(nèi)的自動(dòng)分度。

當(dāng)執(zhí)行M23時(shí)，R200.1輔助繼電器將斷電，從而G70.5、G27.7斷電，串行伺服主軸又切換成速度模式。當(dāng)執(zhí)行M15時(shí)，R200.0輔助繼電器將斷電，則Y00.1斷電，放松油缸使直角鏜銑頭的分度部分合上，這時(shí)直角鏜銑頭的分度部分將鎖緊，從而完成了自動(dòng)分度。

圖3　梯形圖

4　系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

參數(shù)SCS(No.8133#2)[2]設(shè)為1，開(kāi)啟主軸的Cs輪廓控制功能。

參數(shù)SSN(No.8135#5)[2]設(shè)為0，開(kāi)啟主軸串行主軸輸出功能

參數(shù)CSCS(No.3729#7)[2]設(shè)為1，Cs輪廓控制軸的設(shè)定單位為IS-C

參數(shù)(No.1023)[2]設(shè)為-1，Cs輪廓控制軸的伺服軸號(hào)為-1

5　結(jié)語(yǔ)

上述方法，利用FANUC 0i-MD系統(tǒng)的Cs輪廓控制功能[1]，在加工程序中調(diào)用O100子程序，可以實(shí)現(xiàn)直角鏜銑頭的360°內(nèi)的自動(dòng)分度，滿足了龍門(mén)加工中心連續(xù)加工多面的要求，提高了機(jī)床的加工效率。

參考文獻(xiàn)：

［1］FANUC Series 0i-MODEL D連接說(shuō)明書(shū)：功能篇［Z］. 2008.

［2］FANUC Series 0i-MODEL D參數(shù)說(shuō)明書(shū)［Z］. 2008.

(編輯：王智圣)

Realization of Automatic Indexing of Right Angle Milling Head Based on FANUC System

LI Tai-lin，ZHANG Zhan-feng，HUANG Fu-bing，LIU Yang
（Xinxiang Risheng CNC Bearing Equipment Co.，Ltd，Xinxiang453700，China）

Abstract:In the gantry machining center，usually once workpiece clamping，continuous processing four to five faces，which requires a right angle boring and milling head indexing in processing. If the manual indexing，will affect the processing efficiency and the degree of automation of processing.The following describes a control method to achieve automatic indexing machine boring and milling head in the process，to ensure that the process is not interrupted.

Key words:right angle boring and milling head；automatic indexing；CS axis function

作者簡(jiǎn)介：第一李太林，男，1980年生，河南新鄉(xiāng)人，大學(xué)專(zhuān)科，工程師。研究領(lǐng)域：數(shù)控機(jī)床。已發(fā)表論文6篇。

收稿日期：2015－05－23

DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 11. 037

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009－9492 ( 2015 ) 11－0145－02