保护。

图4 软件限位和硬件限位的关系

(

7)主 轴 的 调 试

主轴控制单元 (或 称 主 轴 放 大 器) 接 收 来 自 CNC 的

译码指令,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。他还 通
过 PLC将主轴的各种实际工作状态报告 CNC 用以完成对
主轴的各项功能控制。主轴电机控制接口为主轴串行输 出

(与 模 拟 输 出 相 对, 串 行 输 出 中 输 出 到 主 轴 的 命 令 值 为 数

字数据)。同时使用外接位置编码器与 CNC相连,用于检
测主轴的位置。

① 使 主 轴 能 以 指 定 的 转 速 旋 转,如 S

500 M03

本机床由 CNC控制 主 轴 电 机 的 速 度 和 极 性。主 轴 采

用高低两档齿轮变速,高速档主轴与主轴电机之间齿轮 传
动比为1:1;低 速 档 主 轴 与 主 轴 电 机 之 间 齿 轮 传 动 比 为

1:4

.95。需 处 理 CNC 侧 对 主 轴 速 度 的 控 制 的 接 口 信 号 及

主轴控制单元侧的接口信号,并设置最高速度、换档速 度
等参数。串行主轴控制单元的参数为4000～4351。

注意:分清参数中设定的是主轴速度 (指令) 还 是 主

轴电机速度。

② 使 主 轴 能 停 留 在 某 个 固 定 位 置 (主 轴 准 停),M19
为了保证刀具能准确地在主轴和刀库之间交换,必 须

使用主轴准停功能。控制梯形图见图5。

图5 主轴准控制梯形图

相关的 参 数 有:P4075=20: 准 停 完 成 信 号 检 测 水

平;P4077:准停偏移量 (如 果 定 向 停 止 位 置 不 准,将 会
损坏换刀装置,可通过该参数对主轴定向位置进行精调)。

(

8)自 动 换 刀 的 调 试

CNC 执 行 至 M06Txx时 , 调 用 O9001 子 程 序 (内 含

前述各换 刀 动 作 )。 设 计 自 动 换 刀 的 PMC 程 序 时, 应 充

分考虑安全互锁。取刀时,采用捷径方式。捷径取刀 可 采
用 FAPTLADDER 提供的 ROT 指令实现。限于篇幅,此
处不再列出自动选刀的梯形图。

(

9)其 他 辅 助 动 作 的 调 试

像润滑一样,机 床 的 其 他 辅 助 动 作 诸 如 冷 却、 排 屑、

照明也都由 PMC梯形图控制。

2

.2

.7 伺服参数的优化 (

Se

r

vot

un

i

ng)

调出伺服的调整 画 面,在该画面 上 检 查 位 置 误 差、实

际电流和实际速度。如可对位置环增 益 进 行 调 整,位 置 环
增益是机床运动坐标 自 身 性 能 优 劣 的 直 接 表 现,并 非 可 以
任意放大。数控系统的位置伺服系统一般可分 为 位 置 环 和
速度环,即系统中包含有位置反馈与速度反馈 两 个 反 馈 回
路,如图6所示。根据 FANUCAC伺服电机参数手册进行
调整。

图6 数字伺服系统结构框图

2

.2

.8 螺距误差补偿与反向间隙补偿

作为半闭环控制,位置检测器不在坐标轴最终运动 部

件上,也就是说还有 部 分 传 动 环 节 在 位 置 闭 环 控 制 之 外,
需要对丝杠螺距的误差进行补偿。反向间隙用于补偿机 床
的失动量。用激光干涉仪测量。

2

.2

.9 机床试运行

试运行采用的程序叫作考机程序,他应包括数控系 统

的主要的功能使用。对于一台带刀具自动交换装置的加 工
中心,刀库 上 应 插 满 刀 柄, 取 用 刀 柄 重 量 应 接 近 规 定 重
量,自动运行时,取用刀库中2/3的刀具。

2

.3 资料整理,数据备份

利用 FANUC0i的 PCMCIA 存储卡功能保存 CNC 的

数据,如参数、加工程 序、 刀 具 偏 置 量 等。 需 要 恢 复 时,
将数据重新送入 CNC的存储器。

3 结 语

数控机床 的 调 试 是 一 项 十 分 复 杂 而 具 体 的 技 术 性 工

作,他需要调试人员 具 有 较 全 面 的 数 控 系 统、 电 气 控 制、

PLC 编 程 、机 械 等 知 识 , 并 具 有 很 强 的 阅 读 理 解 数 控 系

统说明书的能力。对于配置其他数控系统的数控机床的 调
试,也可参照本文所述的步骤进行。

参 考 文 献

[

1] 日本 FANUC0

i硬件连接说明书.2000

.

[

2] 日本 FANUC0

i功能说明书.2000

.

[

3] 日本 FANUC5系列伺服放大器说明书.2000

.

[

4] 日本 FANUC5系列伺服电机说明书.2000

.

2

2

1

测试・封装・材料

汤彩萍：配置 FANUC 系统的数控机床的调试