張丹

摘 要：主軸準(zhǔn)停定位，就是主軸定位置停止，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)中稱主軸定向，是使主軸停止在某一特定位置的功能。在精加工數(shù)控車床切削螺紋時(shí)，可將它作為車刀進(jìn)刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)的信號(hào)使用。

關(guān)鍵詞：滾珠絲杠硬車；FANUC數(shù)控系統(tǒng)；超同步伺服主軸；主軸準(zhǔn)停定位

滾珠絲杠數(shù)控硬車機(jī)床是用于加工熱處理之后絲杠的專用機(jī)床，此機(jī)床在滾珠絲杠的加工過(guò)程中，以車削工藝替代磨削工藝，大大提高了生產(chǎn)效率。為了保證加工滾珠絲杠的精度，同時(shí)控制機(jī)床的制造成本，主軸采用超同步帶準(zhǔn)停功能的伺服電機(jī)來(lái)控制。

1 伺服主軸準(zhǔn)停定位的硬件控制

超同步伺服主軸電機(jī)屬于第三方主軸，所以與FANUC數(shù)控系統(tǒng)的指令控制采用模擬量控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。主軸準(zhǔn)停定位功能，是通過(guò)外置位置編碼器，以主軸單元自身進(jìn)行主軸電機(jī)的準(zhǔn)停定位，因此外置位置編碼器的信號(hào)控制分兩路，一路與CNC的JA7A相聯(lián)，另一路與超同步伺服主軸驅(qū)動(dòng)器的T4端口相聯(lián)。CNC輸出準(zhǔn)停信號(hào)給超同步伺服主軸驅(qū)動(dòng)器，主軸就會(huì)執(zhí)行準(zhǔn)停定位動(dòng)作，當(dāng)主軸準(zhǔn)停到位后，伺服主軸驅(qū)動(dòng)器會(huì)反饋準(zhǔn)停到位信號(hào)給CNC。外置位置編碼器的具體連接見(jiàn)圖1。

2 伺服主軸準(zhǔn)停定位的軟件控制

解除主軸旋轉(zhuǎn)方式，當(dāng)主軸零速輸出時(shí)就可以執(zhí)行主軸準(zhǔn)停定位的動(dòng)作。通過(guò)指定M代碼即M19，M19地址接通，使輸出Y4.7得電，這樣伺服主軸驅(qū)動(dòng)器的準(zhǔn)停功能就啟用了，主軸就開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；外置編碼器的C相是軸旋轉(zhuǎn)一周在固定位置上產(chǎn)生一個(gè)脈沖，即零點(diǎn)脈沖，當(dāng)主軸驅(qū)動(dòng)器接收到此脈沖時(shí)，就會(huì)輸出主軸準(zhǔn)停到位信號(hào)X9.6，X9.6與M19地址同時(shí)帶電，CNC的完成信號(hào)G4.3得電產(chǎn)生脈沖，M19準(zhǔn)停就執(zhí)行完成。程序簡(jiǎn)單控制如圖2。

3 伺服主軸準(zhǔn)停定位相關(guān)的主要參數(shù)

由于伺服主軸電機(jī)采用超同步生產(chǎn)廠家，相當(dāng)于CNC的模擬主軸，故準(zhǔn)停定位相關(guān)的主要參數(shù)在超同步伺服主軸驅(qū)動(dòng)器上來(lái)設(shè)置。主要參數(shù)如下：

Bn03 定位編碼器選擇

Bn04 準(zhǔn)停信號(hào)方式

Cn04 準(zhǔn)停偏置

Cn06 準(zhǔn)停時(shí)的定位速度環(huán)定位增益

Cn07 準(zhǔn)停速度

Cn19 外置編碼器線數(shù)

Bn03、Bn04、Cn07、Cn19這幾個(gè)主要參數(shù)根據(jù)機(jī)床配置和基本特性來(lái)設(shè)置，當(dāng)準(zhǔn)停定位時(shí)主軸抖則將Cn06數(shù)值提升。根據(jù)加工絲杠切入點(diǎn)的不同，需要主軸準(zhǔn)停位置也不同，主軸準(zhǔn)停位置取決于Cn04準(zhǔn)停偏置里設(shè)的數(shù)值。具體手動(dòng)調(diào)整如下：

（1）主軸先執(zhí)行準(zhǔn)停一次，找到零點(diǎn)脈沖所在的固定位置，再解除準(zhǔn)停。

（2）通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)或主軸到需要準(zhǔn)確停止的位置。

（3）觀察菜單U2-11內(nèi)的值并將此值填入Cn04內(nèi)。

（4）如準(zhǔn)停位置仍有少許偏差可手動(dòng)在Cn04數(shù)值的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。

為了保證切削螺紋的精度，主軸準(zhǔn)停定位的功能在切削螺紋的數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較為廣泛。對(duì)于FANUC數(shù)控系統(tǒng)，主軸采用FANUC伺服主軸電機(jī)來(lái)控制，主軸準(zhǔn)停定位功能是標(biāo)配的，參數(shù)設(shè)置由CNC來(lái)完成，這里就不介紹了。用超同步伺服主軸電機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停定位功能，這種應(yīng)用既實(shí)用又大大降低成本，且控制精度也準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司）